اسید هیومیک چیست؟

اسید هیومیک و اسید فولویک از منابع متنوعی همچون اقیانوس، لجن، خاک، هوموس، تورب، زغال‌های قهوه‌ای، لئوناردیت و زغال‌سنگ استخراج می‌شوند. در این میان، لئوناردیت به عنوان بهترین منبع شناخته می‌شود.

لئوناردیت

لئوناردیت محصول نهایی فرآیند شیمیایی و بیولوژیکی هیومی‌شدن (Humification) است که پس از گذشت بیش از ۷۰ میلیون سال تشکیل می‌شود. این فرآیند با انباشته شدن مواد گیاهی درون باتلاق‌ها (Bogs) آغاز شده و طی هزاران سال، این مواد تحت تأثیر باکتری‌های بی‌هوازی تجزیه شده و منجر به تشکیل تورب‌ها (Peats) می‌شوند.

تورب‌های حاصل، تحت فشارهای قائم طبقات و رسوبات فوقانی و همچنین گرمای درونی زمین، در فرآیند زغالی‌شدن به لئوناردیت تبدیل می‌شوند. لئوناردیت به دلیل درجه بالای اکسیداسیون، از زغال قهوه‌ای که یکی از منابع هیومیک اسید بر پایه زغال‌سنگ است، متمایز بوده و به همین دلیل به آن «زغال قهوه‌ای اکسید شده» گفته می‌شود. این ماده دارای مقدار بالایی از ترکیبات آلی (COO) است.

فعالیت و پتانسیل بیولوژیکی لئوناردیت پنج برابر بیشتر از سایر منابع هیومیکی است. به‌طور میانگین، یک لیتر اسید هیومیک مایع معادل ۷ تا ۸ تن ماده آلی و یک کیلوگرم اسید هیومیک پودری معادل ۳۰ تن ماده آلی کارایی دارد.

اسید هیومیک و ساختار تشکیل دهنده آن

ساختار مولکولی هیومیک اسید بسیار پیچیده است و تاکنون تمامی ترکیبات آن به‌طور کامل شناسایی نشده‌اند. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که مواد هیومیکی حاوی طیف گسترده‌ای از ترکیبات آلی و معدنی متنوعی از جمله اسیدهای آمینه، پلی‌آمین‌ها، ویتامین‌ها، هورمون‌های رشد مانند اکسین و سیتوکین، و همچنین اسیدهای نوکلئیک هستند که در پیوند با انواع کاتیون‌ها (عناصر) قرار دارند. این ترکیبات در مجموع ساختاری بسیار پیچیده و شگفت‌انگیز ایجاد می‌کنند.

به زبان ساده، هیومیک اسید یک ماده آلی است که در طی زمان طولانی از منابع لئوناردیت تشکیل شده و سرشار از مواد مغذی برای گیاه است. این ماده علاوه بر کمک به بهبود متابولیسم گیاه، به کلاته کردن و جذب عناصر تثبیت‌شده در خاک کمک کرده و در بهبود ساختار خاک و بسیاری از فعالیت‌های مرتبط با گیاه و خاک تأثیرگذار است.

-هیومیک اسید کود نیست

برخلاف باور عموم که تصور می‌کنند هیومیک اسید یک عنصر غذایی خاص برای گیاه است، این ماده در واقع یک اصلاح‌کننده ساختار خاک محسوب می‌شود. هیومیک اسید کاربردهای گسترده‌ای دارد، از جمله جلوگیری از آب‌شویی عناصر در خاک، اصلاح خاک‌های شور، تحریک و افزایش میکروارگانیسم‌های مفید خاک.

اسید هیومیک در چندین شکل مختلف از جمله مایع، پودری، گرانول و در برخی موارد به‌صورت پرَک یافت می‌شود. نحوه مصرف هر یک از این اشکال می‌تواند با دیگری متفاوت باشد و بسته به شرایط خاک و نوع کشت، روش استفاده از آن تعیین می‌شود.

با پیشرفت علم و توسعه صنعت کشاورزی، برخی شرکت‌های تولیدکننده نهاده‌های کشاورزی موفق به تولید کودهایی بر پایه هیومیک اسید شده‌اند. این کودها علاوه بر جذب سریع و تأثیر تغذیه‌ای برای گیاهان، به آزادسازی عناصر تثبیت‌شده در خاک، افزایش فعالیت میکروارگانیسم‌های خاک و بسیاری موارد دیگر کمک می‌کنند.

کاربرد اسید هیومیک در صنایع مختلف:

اگرچه گسترده‌ترین کاربرد هیومیک اسید در کشاورزی و با اشکال و ترکیبات مختلف است، اما این ماده در سراسر جهان در صنایع مختلف نیز کاربردهای گسترده و متنوعی دارد. به‌عنوان‌مثال، در صنایع نفتی برای کاهش چسبندگی گل حفاری استفاده می‌شود.

همچنین، در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی برای حذف فلزات سنگین، از جمله اورانیوم، و در احیای خاک‌ها و آب‌های آلوده به مواد نفتی و سایر آلاینده‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

علاوه بر این، از هیومیک اسید در تولید داروها و مکمل‌های دامی و همچنین در تولید برخی داروهای انسانی بهره‌برداری می‌شود.

مزایای هیومیک اسید درکشاورزی

مزایای هیومیک اسید درکشاورزی

1_افزایش دانه بندی و تهویه خاک

خاک بارور کشاورزی از چهار بخش اصلی تشکیل شده است: ۲۵ درصد مواد معدنی، ۲۵ درصد رطوبت، ۲۵ درصد هوا و ۵ درصد باقیمانده را مواد آلی شامل می‌شود. تمام مواد غذایی مورد نیاز گیاه از رس و مواد آلی تأمین می‌شود. در صورت کمبود مواد آلی در خاک، که در بسیاری از مناطق کشاورزی ایران مشاهده می‌شود، ذرات رس به یکدیگر می‌چسبند، نفوذپذیری خاک کاهش یافته و فضای کافی برای آب و هوا باقی نمی‌ماند.

مواد هیومیکی که ۸۰ درصد مواد آلی خاک را تشکیل می‌دهند، با انتقال بار منفی خود به ذرات رس باعث کاهش چسبندگی آن‌ها می‌شوند. از سوی دیگر، پلیمرهای هیو میک اسید همانند یک چسب ارگانیک عمل کرده و ذرات معدنی خاک را به یکدیگر متصل می‌کنند. در نتیجه، تونل‌هایی برای نفوذ بهتر هوا، آب و ریشه گیاه ایجاد می‌شود و در صورت کمبود یا فقدان آن، خاک مستعد فرسایش خواهد شد.

2_افزایش نگهداری آب در خاک:

ذرات هیومیک اسید با مواد معدنی خاک پیوند تشکیل داده و شبکه‌ای تورمانند ایجاد می‌کنند که در مجموع قادر است حجم نسبتاً زیادی از آب را در خود ذخیره کند.

3_افزایش مقاومت گیاه به خشکی

هیومیک اسید با اصلاح ساختار فیزیکی و بهبود دانه‌بندی خاک، فضای بیشتری برای نفوذ آب فراهم می‌کند. علاوه بر این، پیوند ایجادشده بین مولکول‌های اسید هیومیک و آب، از تبخیر آب جلوگیری می‌کند.

_ بهبود خواص شیمیایی خاک

1_فزایش ظرفیت تبادل عناصر در خاک

ظرفیت تبادل عناصر به معنای حداکثر مقدار کاتیونی است که مقدار معینی از خاک قادر به جذب و نگهداری آن است. اسید هیومیک و اسید فولویک دارای ظرفیت تبادل کاتیونی فوق‌العاده بالایی هستند و در صورت افزودن به خاک، ظرفیت نگهداری آب و عناصر غذایی را افزایش می‌دهند. این امر از تثبیت و شسته شدن عناصر در خاک جلوگیری می‌کند.

2_کاهش قلیانیت (اسیدی کردن)  خاک

متأسفانه ۸۰٪ از خاک‌های کشاورزی در کشور ما قلیایی (آهکی) هستند. اسید هیومیک دارای pH اسیدی در محدوده ۳/۸ تا ۵ می‌باشد که در صورت افزوده شدن به خاک‌های آهکی، موجب اسیدی شدن خاک می‌شود. اسید هیومیک در تغییرات شدید pH نقش ضربه‌گیر (بافر) را ایفا کرده و از تغییر سریع اسیدیته خاک جلوگیری می‌کند. در غیر این صورت، بسیاری از موجودات زنده خاکزی در این نوسانات از بین خواهند رفت.

3_کاهش شوری خاک

هیومیک اسید افزوده شده به خاک مانند یک اسفنج عمل کرده و بسیاری از املاح محلول، از جمله کلرور سدیم، را به خود جذب می‌کند و در صورت لزوم آن‌ها را در اختیار گیاه قرار می‌دهد. نکته مهم این است که در مورد عناصری مانند سدیم که تقریباً هیچ گیاهی به آن احتیاج ندارد، انتقال سدیم از اسید هیومیک به سمت گیاه صورت نمی‌گیرد. بنابراین، مواد هیومیکی به تدریج اشباع شده و کارایی خود را از دست می‌دهند. به همین دلیل، استفاده مجدد از هیومیک اسید الزامی است.

4_ کلات کننده عناصر ریز مغذی

هیومیک اسید کلات‌کننده‌های قدرتمندی برای عناصر ریزمغذی مانند آهن، روی، منگنز، مس و … می‌باشد که ضمن افزایش قابلیت جذب این عناصر، دوران دسترسی گیاه به آن‌ها را نیز افزایش می‌دهند. قابلیت کلات‌کنندگی آن‌ها به گروه‌های فعال حاوی اکسیژن مربوط می‌شود.

5_سم زدایی مواد آلاینده خاک

هیومیک اسید به دلیل وجود شاخه‌های جانبی متعدد در فرمول گسترده خود، قادر است با کاتیون‌های فلزات سنگین ترکیبات نامحلولی پدید آورد که به هیچ‌وجه قابل جذب توسط گیاه و موجودات زنده دیگر نیستند. از طرف دیگر، بسیاری از سموم که ترکیبات آلی-معدنی با وزن مولکولی کم هستند، با پیوند به شاخه‌های جانبی مواد هیومیکی غیر فعال شده و بدین ترتیب از اثرات سوء آن‌ها بر محیط زیست کاسته می‌شود.

6_ آزادسازی فسفرهای تثبیت شده در خاک های آهکی

هیومیک اسید با فسفات‌ها کمپلکس تشکیل داده و به همین ترتیب اثرات بلوکه شدن و تثبیت آن‌ها را در خاک کاهش می‌دهد و آن را به فرم قابل جذب برای گیاه تبدیل می‌کند.

هیومیک اسید و بهبود خصوصیات بیولوژیکی گیاه و خاک

1_تحریک فعالیت میکروارگانیسمهای خاک و افزایش جمعیت آنها

هیومیک اسید نه تنها به عنوان یک منبع غذایی، بلکه به عنوان محرک رشد قارچ‌ها و میکروارگانیسم‌های مفید خاک نیز شناخته می‌شود. مواد هیومیکی با افزایش نفوذپذیری دیواره سلولی، تسریع در تولید پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک درون سلولی و بسیاری از مکانیسم‌های ناشناخته دیگر به رشد و تکثیر موجودات زنده کمک می‌کنند.

بین ۱۵ تا ۲۵ درصد مواد آلی تولیدشده توسط گیاه از طریق فرایند فتوسنتز، از محل ریشه ترشح شده و در اختیار فلور خاک (باکتری‌های جمعی و سایر میکروارگانیسم‌های خاک) قرار می‌گیرد. به طور متقابل، فلور خاک محصولات تولیدی خود مانند هورمون‌ها، آنزیم‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها و … را به گیاه انتقال می‌دهد.

باکتری‌های جمعی خاک با تجزیه پسماندهای گیاهی و کودهای آلی و شیمیایی، آن‌ها را به ترکیبات ساده قابل جذب توسط ریشه تبدیل می‌کنند و با ترشح مواد اسیدی، به انحلال و آزادسازی میکروالمنت‌ها در خاک کمک می‌کنند. برخی از آن‌ها، مانند ریزوبیوم‌ها، در ریشه گیاهان خانواده لگومینه موجب جذب و تثبیت نیتروژن در خاک می‌گردند. به بیان ساده، می‌توان گفت که با افزودن مواد هیومیک به خاک و افزایش جمعیت فلور خاک، شاهد تاثیرات شگرفی مانند بهبود خاک و تغذیه گیاه خواهیم بود.

 2_محرک رشد و توسعه ریشه

هیومیک اسید به طرز شگفت‌انگیزی موجب افزایش سطح، قطر، حجم، طول و وزن خشک ریشه می‌شود. همچنین با گرم نگه داشتن و حفظ رطوبت خاک، باعث افزایش نفوذپذیری دیواره سلول‌ها نسبت به آب و مواد غذایی شده و متابولیسم و فعالیت آنزیمی گیاه را افزایش می‌دهد.

3_بهبود و افزایش راندمان جذب عناصر غذایی

مولکول هیومیک اسید بار منفی دارد و چون هیدروژن بار مثبت خود را از دست داده است، می‌تواند به عناصری با بار مثبت مانند آهن (Fe)، روی (Zn)، مس (Cu) و منگنز (Mn) وصل شود. از آنجا که ریشه گیاهان دارای بار منفی هستند، اما قوی‌تر از هیومیک اسید، این ماده به سمت ریشه کشیده می‌شود. سپس، هیومیک اسید عناصر با بار مثبت را رها کرده و به ریشه می‌چسبد، به طوری که گیاه قادر به جذب بیشتر این عناصر می‌شود.

همچنین، هیومیک اسید با افزایش قابلیت کودهای مورد استفاده، به عنوان مثال مصرف فسفر به همراه مواد هیومیکی، میزان جذب فسفر را ۲۵ درصد افزایش می‌دهد و همچنین جذب نیترات را در سلول‌های ریشه به طور قابل مشاهده‌ای ارتقاء می‌بخشد.

4_ افزایش مقاومت گیاهان دربرابر بیماریهای گیاهی

هیومیک اسید با افزایش فعالیت و جمعیت میکروارگانیسم‌های مفید خاک، موجب رهاسازی آنتی‌بیوتیک‌ها و آلکالوئیدهای دفاعی علیه عوامل بیماریزا می‌شود. از سوی دیگر، با افزایش ضخامت دیواره سلولی، نفوذ عوامل بیماریزا کاهش می‌یابد.

افزایش حجم ریشه به‌واسطه مصرف مواد هیومیکی سبب بهبود جذب تمام عناصر و افزایش مقاومت درونی گیاه در برابر بیماری‌ها می‌شود.

5_سازگار با محیط زیست

هیومیک اسید صددرصد آلی و ایمن بوده و برای گیاهان، حیوانات و انسان کاملاً غیرسمّی می‌باشد.
از دیگر مزایای هیومیک اسید می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۶- افزایش مقاومت گیاهان در برابر سرما
۷- انتقال موج انرژی به سلول‌های گیاهی
۸- افزایش سرعت جوانه‌زنی بذر
۹- افزایش سطح فتوسنتز
۱۰- تقلیل هزینه در کشاورزی