هیومیک اسید چیست و چه کاربردی در کشاورزی دارد؟
هومیک اسید (HS) از اجزای قالب مواد آلی خاک هستند و به عنوان محرک های طبیعی و موثر در رشد گیاهان شناخته شده اند. این ترکیب دارای رنگ قهوه ای بوده و حاوی عناصر گوگرد، ازت و فسفر با مقادیر مختلف است. همچنین گاها حاوی فلزات دیگری مانند مس، کلسیم، روی و منیزیم نیز هستند. در سالهای اخیر مطالعات بسیاری در مورد رابطه بین ساختار شیمیایی و فعالیت بیولوژیکی اسید هیومیک در گیاهان صورت گرفته است.نتایج وجود عوامل کلیدی در HS را که تاثیر مثبت بر سیستم بیولوژیکی از طریق شبکه پیچیده پیام رسانی هورمونی دارد را نشان داد. میزان فعالیت بیولوژیکی هومیک اسید به منشاء، اندازه مولکولی، میزان آبگریزی و حوزه آب بستگی دارد.برای مثال اندازه مولکولی HS بر نحوه عملکرد آن در گیاهان تأثیر می گذارد زیرا اندازه مولکولی HS هرچقدر کمتر می تواند راحتر وارد سلول های ریشه شده و مستقیماً بر سیگنال های درون سلولی تاثیر بگذارد در حالی که اندازه مولکولی بالا HS به گیرنده های سلولی خارجی متصل می شود تا سیگنال های مولکولی را القا کند.بخش های اصلی مورد هدف HS در گیاهان انتقال مواد مغذی، غشای پلاسمایی H-ATPases+، مسیرهای هورمونی، ژن ها و آنزیم های دخیل در جذب نیتروژن، تقسیم سلولی و توسعه است.در این مقاله به جزئیات بیشتر در زمینه هوموس و هیومیک اسید می پردازیم. اگر بتوانیم به درک درستی از آن برسیم، می توانیم زیست شناسی و شیمی خاک را تنظیم کرده و به بازدهی بهتری برسیم.فهرست مطالب
ویژگی های فیزیکی و شیمیایی هیومیک اسید
فرمول مولکولی میانگین این ترکیب C187H186O89N9S بوده و در اسیدهای قوی نامحلول است. نسبت 1:1 هیدروژن به کربن آن نشان از درجه آروماتیسیته قابل توجه آن است. همچنین کم بودن نسبت اکسیژن به کربن آن، نشان گر کم بودن گروه های عاملی اسیدی آن می باشد.https://www.mbkchem.com/wp-content/u...1024x520-1.jpg
این اسید ترکیبی است که در آب و اسید نامحلول بوده اما در ترکیبات قلیایی محلول است. قابلیت اتصال به عناصر معدنی و ایجاد کمپلکس با آن ها را دارند. این ترکیب در هیچ یک از اسیدهای آلی و معدنی قرار نمی گیرد. علت دادن نام اسید به آن، داشتن pH پایین (3.8-5) است. در واقع هیومیک اسید ترکیبی از انواع مواد آلی و معدنی مانند آمینواسیدها، فنول ها، پپتید ها و ترکیباتی از این دست می باشد که می توانند با کاتیون ها پیوند و کمپلکس تشکیل داده و به عنوان یک کی لیت دهنده عمل کنند.
تولید هیومیک اسید
برای استخراج این ترکیب، ابتدا مواد هیومیک را در واکنش با محلول آبی هیدروکسید سدیم قرار می دهند. طی این فرآیند، هیومین نامحلول شده و جدا می شود. در ادامه باقی مواد را با محلول اسیدی ترکیب می کنند. طی این واکنش، هیومیک اسید جدا می شود چرا که در اسید نامحلول است. ماده باقی مانده نیز فلویک اسید است که در همه pH ها محلول است.https://www.mbkchem.com/wp-content/u...576121edd7.jpg
مواد هیومیک از مرطوب شدن ترکیبات شیمیایی و بیولوژیکی مواد گیاهی و حیوانی، از طریق فعالیت های بیولوژیکی میکروارگانیسم ها تشکیل می شوند. این مواد حاوی مواد مهم هوموس، بخش اصلی آلی خاک، زغال سنگ ناقص و زغال می باشند. هوموس یک اصطلاح کلی است که مواد هیومیکی مجزا را تشریح می کند. هوموس در خاک و آب یافت می شوند و از تجزیه مواد گیاهی به وجود می آیند. هیومیک اسید بخش اصلی هوموس را تشکیل می دهد.مواد آلی خاک موادی هستند که با سرعت های مختلف در خاک تجزیه می شوند. برخی از متداول ترین موادی که در مجموع از آنها با عنوان “هوموس” یاد می کنیم عبارتند از:
- اسید فولویک: ماده ای به رنگ زرد تا زرد قهوه ای است که در تمام pH ها در آب حل می شود و دارای وزن مولکولی کمی است.
- اسید هیومیک: یک ماده هیومیک قهوه ای تیره است که فقط در مقادیر pH بالاتر خاک در آب محلول است و دارای وزن مولکولی بیشتری نسبت به اسید فولویک است. این ترکیب ممکن است قرن ها در خاک بدون هیچ مشکلی باقی بماند.
- هومین: یک ماده هیومیک سیاه است که در هر pH با آب حل نمی شود، دارای وزن مولکولی بالایی است و هرگز در محصولات اسید هیومیک مایع استخراج شده توسط باز، یافت نمی شود.
بهترین هیومیک اسید لایه های رسوبی زغال قهوه ای نرم است، که به آن ها لئورنادیت گفته می شود. در این لایه ها این ترکیب با غلظت بالا یافت می شود.استفاده از مواد آلی یک روش عالی برای معدنی کردن خاک شسته شده مانند ماسه است. ماسه با ظرفیت پایین در مبادله کاتیون در نگهداری کاتیون های مواد مغذی مشکل دارد. این کاتیون ها می توانند به راحتی به عمق ماسه نفوذ کنند و در نتیجه از دسترس گیاه برای جذب خارج می شوند. ماسه ها، در شرایط هوایی خشک نیز هوموس کمی دارند و قادر به نگه داشتن آب نیستند. مولکول های زیستی هوموس می توانند به حفظ آب و مواد مغذی یونیزه شده که در چرخه بیومس آلی، کمپوست و یا سایر کود ها تولید می شود، کمک می کند. عامل الکترونگاتیویته هیومیک اسید در ایجاد و حفظ خاک سالم و پایدار بسیار مهم است.مزایای هیومیک اسید برای خاک و گیاهان
ظرفیت بالای تبادل کاتیونی (CEC)، محتوای اکسیژن و همچنین ظرفیت بالای نگهداری آب از دلایل بالا بودن مقدار استفاده از اسیدهای هیومیک برای بهبود حاصلخیزی خاک و رشد گیاه است. مهمترین ویژگی اسیدهای هیومیک توانایی اتصال یون های فلزی نامحلول، اکسیدها و هیدروکسیدها و آزاد کردن آنها به آهستگی و به طور مداوم در صورت نیاز به گیاهان است. به دلیل این ویژگی ها، اسیدهای هیومیک شناخته شده اند که سه نوع اثر ایجاد می کنند: فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی.
مزایای فیزیکی
- بهبود ساختار خاک: جلوگیری از اتلاف زیاد آب و مواد مغذی در خاک های سبک و ماسه ای
- افزایش توانایی خاک در ترکیب کلوئیدها به منظور جلوگیری از ترک خوردگی، رواناب آب های سطحی و فرسایش خاک
- افزایش هوادهی خاک و کارایی آن به کمک شل کردن و خرد کردن خاک
- افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک و در نتیجه مقاومت در برابر خشکسالی.
- رنگ خاک را تیره کرده و در نتیجه به جذب انرژی خورشید کمک می کند.
مزایای شیمیایی
- خاک های اسیدی و قلیایی را خنثی می کند و در نتیجه به تنظیم pH خاک کمک می کند.
- بهبود و بهینه سازی جذب عناصر غذایی و آب توسط گیاهان.
- افزایش خواص بافر خاک.
- تحت شرایط قلیایی به عنوان کلاتور طبیعی برای یونهای فلزی عمل کرده و باعث جذب آنها توسط ریشه می شود.
- غنی از مواد آلی و معدنی ضروری برای رشد گیاه است.
- کودهای غیر آلی محلول در آب را در مناطق ریشه حفظ کرده و شستشوی آنها را کاهش می دهند.
- ظرفیت های تبادل کاتیونی بسیار بالایی دارند.
- تبدیل عناصر غذایی (نیتروژن ، فسفر، آهن، پتاسیم، روی و سایر عناصر کمیاب) را به فرم های موجود در گیاهان
- جذب نیتروژن توسط گیاهان را افزایش دهد.
- واکنش فسفر را با (Ca ، Fe ، Mg و Al) کاهش می دهد و آن را به شکلی که برای گیاهان مفید باشد آزاد می کند. بهره وری از کودهای معدنی به طور قابل توجهی افزایش می دهد.
- دی اکسید کربن را از کربنات کلسیم خاک آزاد کرده و استفاده از آن را در فتوسنتز امکان پذیر می کند.
- به از بین بردن کلروز ناشی از کمبود آهن در گیاهان کمک می کند.
- در دسترس بودن مواد سمی در خاک را کاهش می دهد.
- کاربرد هیومیک اسید در تقویت ریشه ها
مزایا بیولوژیکی
- آنزیم های گیاهی را تحریک کرده و تولید آنها را افزایش می دهد.
- در بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی به عنوان یک کاتالیزور آلی عمل می کند.
- رشد و تکثیر میکروارگانیسم های مطلوب در خاک را تحریک می کند.
- مقاومت طبیعی گیاهان را در برابر بیماری و آفت افزایش می دهد.
- رشد ریشه را به ویژه به صورت عمودی تحریک کرده و جذب بهتر مواد مغذی را امکان پذیر می کند. تنفس ریشه و تشکیل ریشه افزایش می یابد.
- توسعه کلروفیل، قندها و اسیدهای آمینه در گیاهان را تقویت کرده و از فتوسنتز پشتیبانی می کنند. افزایش ویتامین و مواد معدنی گیاهان.
- دیواره سلولها را در میوه ها ضخیم کرده و مدت زمان ذخیره سازی و نگهداری را طولانی می کند.
- افزایش جوانه زنی و زنده ماندن بذرها.
- تحریک رشد گیاه (تولید بالاتر زیست توده) با تسریع تقسیم سلول ، افزایش سرعت تشکیل در سیستم های ریشه ای، که منجر به عملکرد بالاتر ماده خشک می شود.
- کیفیت عملکرد، شکل ظاهری و ارزش غذایی آنها را بهبود بخشد.
عملکرد و نحوه مصرف هیومیک اسید
این ترکیب به عنوان واسطه ای برای انتقال مواد مغذی از خاک به گیاه بسیار مهم هستند. چرا که می توانند مواد مغذی یونیزه را نگه داشته و از شسته شدن و هر رفت آن ها جلوگیری کنند. اسیدهای هیومیک نیز از طریق منافذ تخلیه، به ریشه گیاه جذب می شوند و زمانی که به آن وارد شدند، آب و مواد مغذی را با خود به گیاه می برند. منافذ تخلیه در نزدیکی ریشه قرار دارند جاییکه ریشه مواد مغذی را از آن خارج می کنند. اگر اسید هیومیک و یا قارچ ریشه وجود نداشته باشد، این منافذ به شدت تخلیه مواد مغذی خواهند داشت.علت اینکه کاتیون ها می توانند جذب ریشه شوند این است که ریشه بار منفی دارد و مانند یک آهنربا برای جذب بارهای مثبت عمل می کند. بنابراین هیومیک اسید با حفظ و نگهداری کاتیون ها به جذب بهتر این مواد کمک می کنند. همچنین علت دیگر جذب مناسب ریشه از این ترکیب این است که میزان بار منفی ریشه از هیومیک اسید بیشتر است و به همین دلیل می تواند کاتیون ها را از آن بگیرد و به مصرف برساند. از جمله این کاتیون ها می توان به منیزیم، کلسیم و آهن اشاره کرد.https://www.mbkchem.com/wp-content/u...ausa_ET_AL.jpg
استخراج و تغلیظ اسید هیومیک بسیار بیشتر از اسید فولویک است. به علاوه، در شرایط مناسب می تواند به اسید فولویک تجزیه شود. همچنین حاوی کمی نیتروژن است.بعد از بررسی عوامل موجود در خاک مقدار مصرف هیومیک اسید تعیین می شود. میزان غلظت اسیدی فرم پودری و مایع آن متفاوت است غلظت اسیدی هیومیک اسید مایع نسبت به پودری کمتر و رسوباتی بر جای نمی گذارد.
از مضرات اسید هیومیک استفاده بیش از حد آن است که منجر به افزایش میزان نگهداری آب و کود و این میزان بر افزایش جمعیت میکروب های خاک تاثیر می گذارد.
جمع بندی
در این مقاله شرحی بر هیومیک اسید و خواص و و یژگی های آن داشتیم. هیومیک اسید یک پلیمری طبیعی با خاصیت اسیدی است که با توجه به خواص آن در ایجاد کی لیت با فلزات و کاتیون ها، قادر به حفظ مواد معدنی مفید برای خاک است. در نتیجه می تواند به تغذیه و رشد گیاه کمک کند. از این کود طبیعی برای افزایش کیفیت، تقویت و رشد انواع گیاهان آپارتمانی، باغچه، باغ و مزارع استفاده می شود.
منبع صنایع شیمیایی تهران
