هیومیک اسید (Humic Acid)

هیومیک اسید‌ها بقایای تجزیه‌شده مواد ارگانیک (آلی) هستند. آنها مولکول‌های با زنجیری بلند، سنگین وزن و قهوه‌ای رنگ هستند. آنها فقط یک نوع اسید نیستند. هیومیک اسید یک اسم کلی است که به ترکیب پیچیده‌ای از اسیدهای متفاوت قابل حل در محلول آلکالین گفته می‌شود. این اسیدها به طور طبیعی در چرخه حیات در خاک، اقیانوس و رودها وجود دارند.

 

 

چگونگی تشکیل هیومیک اسید‌

وقتی گیاهان و حیوانات می‌میرند، مولکول‌های آنها برای استفاده سایر ارگانیسم‌ها در خاک باقی می‌مانند. باکتری، قارچ، پروتوزوئید، کرم‌های خاکی و حتی حشرات بقایای تازه را مصرف می‌کنند. بعد از مدت زمان زیادی وقتی ماده در حال تجزیه، توسط چرخه‌های مختلف خورده شد و تغییر شکل یافت، یک ماده مقاوم به تجزیه باقی می‌ماند که «هیوموس» یا گیاخاک نامیده می‌شود (این فرایند هیوموسی شدن نامیده می‌شود). هیوموس یک واژه کلی است که به ترکیبات پایدار و به شدت پیچیده مقاوم به تجزیه گفته می‌شود. هیوموس از سه جزء تشکیل می‌شود: هیومیک اسید، اسید فولویک و هیومین. هیومین و اسید فولویک‌ها به دلیل نقش‌ای که در ساختار خاک و انتقال مواد مغذی بین خاک و گیاه دارند، برای محیط‌های خاک سالم بسیار باارزش هستند.

محصولات هیومیک اسید از منابع متنوعی استخراج می‌شوند. مرغوب‌ترین محصولات در ته نشست‌های خیلی قدیمی تشکیل شده از اجساد گیاهان و حیوانات در زمین‌های مرطوب تولید شده‌اند. با گذر زمان این بسترهای وسیع و پر از مواد در حال تجزیه با خاک و سنگ پوشیده شده و برای تولید مواد مرغوب‌تر فشرده شده‌اند. بعضی از این ته نشست‌ها به سطوح بالاتر آمدند و اکسیژن دوباره با مواد داخل ته نشست تماس پیدا کرد. این تماس به شدت به فرایند تولید هیومیک اسید‌ها کمک می‌کند. این ته نشست‌های بالا آمده از نزدیک سطح زمین استخراج می‌شوند و اغلب به آنها لیگنیت یا لئوناردیت گفته می‌شود. امروزه بیشترین محصولات هیومیک اسید از این منبع تامین می‌شوند.

 

 جایگاه هیومیک اسید در کشاورزی

امروزه هیومیک اسید در سراسر جهان مورد توجه خاص قرار گرفته است و در صنعت کاربردهای متنوع و وسیعی دارد. برای مثال در صنایع نفت برای کاهش چسبندگی گل حفاری مصرف می‌شود. همچنین در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی جهت زدودن فلزات سنگین از جمله اورانیوم، همینطور برای احیای خاک‌ها و آب‌های آلوده به مواد نفتی و سایر آلاینده‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بعلاوه در تولید داروها و مکمل‌های دامی و نیز در تولید داروهای انسانی از این مواد بهره‌برداری می‌شود. اما مهمترین کاربرد آن در کشاورزی است. در کشورهای غربی با وجودیکه میزان ماده آلی در خاک نسبتاً بالاست و ph خاک غالباً خنثی یا مختصری اسیدی است و در چنین شرایطی هیومیک اسید کارایی کمتری دارد، باز استقبال از این مواد بسیار گسترده و روز افزون است.

در کشورهایی نظیر استرالیا و آمریکا که بخش‌های مهمی از خاک‌شان کویری است و با مشکلاتی مشابه ما مواجه‌اند، انگیزه‌های جدی‌تر برای مصرف هیومیک‌ها وجود دارد. در چنین سرزمین‌هایی، آب و خاک غالباً قلیایی است و هیومیک اسید در محیط قلیایی بهتر عمل می‌کند.

چنانچه روند تجزیه ادامه یابد میکرو ارگانیسم‌های تجزیه کننده موجود در خاک که عمدتاً از قارچ‌های میکروسکوپی می‌باشند سرانجام درمدت زمانی که هیچگاه کمتر از یکسال نخواهد بود از 15 کیلوگرم کمپوست چیزی حدود 3 کیلوگرم ماده نرم قهوه‌ای رنگ به جای می‌گذارند که به آن هوموس گفته می‌شود. در هوموس با چشم غیرمسلح شما آثاری از بافت گیاهی مشاهده نمی‌کنید. اما در زیر میکروسکوپ سلول‌های گیاهی قابل شناسایی هستند.

بنابراین هوموس نیز مراحل میانی تجزیه را طی می‌کند. اگر مجدداً شرایط مناسب برای فعالیت میکروارگانیسم‌ها یعنی گرما، رطوبت، اکسیژن و مواد معدنی فراهم باشد، از 3 کیلوگرم هوموس در دوره‌ای که ممکن است به ده‌ها و یا صدها سال نیز برسد، سرانجام چیزی حدود 1 کیلوگرم ماده سیاه رنگ مایل به قهوه‌ای به نام هیومیک اسید تشکیل خواهد شد.

 

مواد هیومیکی نام خود را از هوموس گرفته‌اند. از آنجا که این ماده ph اسیدی ضعیف( 3/8 تا 5) دارد و مشتق از هوموس می‌باشد به نام هیومیک اسید هم شناخته میشود. اما حقیقتاً هیچ شباهتی به اسیدهای شناخته شده چه معدنی و چه آلی ندارد. موادهیومیکی در واقع طیف وسیعی از ترکیبات آلی- معدنی گوناگون نظیر اسیدهای آمینه، پتیدها، فنول‌ها، آلدئیدها و اسیدهای نوکلئیک در پیوند با انواع کاتیون‌ها می‌باشند که مجموعاً ترکیب بسیار پیچیده‌ و شگفت‌انگیزی را ساخته‌اند که می‌توانند میلیو‌ن‌ها سال در طبیعت دوام بیاورد و اعمال بسیار شگرفی انجام دهد که قابل قیاس با هیچ ترکیب دیگری نیست. در همه خاک‌های کشاورزی هیومیک اسید بطور طبیعی وجود دارد و در واقع 80 درصد مواد ارگانیک خاک را تشکیل می‌دهد. میزان ایده‌آل مواد آلی در خاک‌های کشاورزی بین 4 تا 6 درصد است.

در خاک‌های کشاورزی اروپا این میزان بین 2 تا 4 درصد و در بعضی از نقاط اروپای شرقی نظیر اوکراین به 6 درصد می‌رسد. اما در سرزمین‌های خشک و کویری، ماده آلی خاک و به تبع آن هیومیک اسید بسیار ناچیز می‌باشد. بطوریکه به جز نوار ساحلی شمال، میزان ماده آلی خاک در اکثر نقاط کشور ما زیر 1 درصد و در بسیاری نقاط حتی زیر 0/1 درصد است و ملاحظه می‌کنید که هیومیک اسید چیز تازه‌ای نیست و تقریباً در همه خاک‌ها و آب‌های کره زمین کم و بیش وجود دارد.

 

مزایای استفاده از هیومیک اسید

متاسفانه فعالیت‌های انسانی باعث آلودگی و کم‌ارزشی خاک‌ها شده است. این فعالیت‌های انسانی اکوسیستم‌های (مواد ارگانیک) خاک را کاهش داده و حتی بعضی از خاک‌ها را برای محیط و سلامت انسان مضر کرده است. فرسایش یکی از علت‌های اصلی بی‌ارزش شدن خاک است. در فرایند فرسایش سرعت از دست رفتن خاک‌های سطحی از سرعت جایگزین شدن آنها خیلی بیشتر است. استفاده از کودهای شیمیایی (غیر ارگانیک)، همراه با شخم زدن‌های سالیانه میزان هیوموس خاک را کاهش می‌دهد. برای احیاء خاک، مواد ارگانیک باید دوباره به خاک بازگردانده شوند و هیوموس از بین رفته باید از منبع خارجی دوباره به خاک برگردد. چون برای تولید طبیعی آن سال‌ها زمان نیاز است باید از منبع خارجی استفاده کرد. زندگی گیاه به فعالیت‌های بیولوژیکی خاک بستگی دارد و بدون مقدار مورد نیاز هیوموس این فعالیت‌های بیولوژیکی به شدت کاهش می‌یابند. خاک‌های سالم بین ۲ تا ۶ درصد مواد ارگانیک دارند. ولی محیط‌های کشاورزی زیادی از خاک با سطوح کم‌تر مواد ارگانیک استفاده می‌کنند.

1- ساختار خاک را بهبود می‌بخشد.

2- به ریشه‌زایی بهتر کمک می‌کند.

3- باعث نگهداری بیشتر آب در خاک می‌شود.

4- به رشد سریع باکتری‌های مفید در خاک کمک می‌کند.

5- به انحلال و آزادسازی عناصر ماکرو و میکرو کمک کرده و در نتیجه نیاز به کودهای شیمیایی را به نحو محسوسی کاهش می‌دهد.

6- مقاومت به شوری را افزایش می‌دهد.

7- مقاومت به کم‌آبی را افزایش می‌دهد.

8- مقاومت به سرما را افزایش می‌دهد.

9- از سمیّت کودها و عناصر اضافی موجود در خاک می‌کاهد.

10- دوام اثر آن زیاد است و تا چند سال اثر آن در خاک باقی می‌ماند.

11- مقاومت گیاه را در مقابل انواع بیماری‌ها افزایش داده و نیاز به مصرف سموم را به نحو محسوسی کاهش می‌دهد.

12- سرعت جوانه‌زنی بذر را افزایش می‌دهد.

13- PH اسیدی این محصول به اصلاح خاک‌های قلیایی کمک می‌کند.

14- با طبیعت سازگار است و خطری برای گیاه و یا محیط زیست ندارد.

15- به حفظ توازن خاک کمک می‌کند.

16- به بهبود کیفیت محصول کمک می‌کند.

17- هیومیک اسید بهترین کلاتور طبیعی است.

 

افزایش مقاومت گیاه با استفاده از هیومیک اسید

افزایش مقاومت گیاه توسط هیومیک اسید نیز ساز و کارهای متعددی دارد. شاید مهمترین آنها رشد و تکثیر سریع موجودات ذره‌بینی مفید خاک باشد که هم بصورت رقابتی فضا را برای میکروارگانیسم‌های بیماریزا نامساعد می‌کنند و هم با آنتی‌بیوتیکها و الکالوئیدهای تولیدی خود آنها را از بین می‌برند. جالب است بدانید که نخستین آنتی‌بیوتیکهایی که در طب بکار رفت مانند پنی‌سیلین، استرپتومایسین، وانکومایسین و... همگی از قارچ‌های خاکزی گرفته شده بودند. این قارچها آنتی بیوتیک‌های تولیدی را برای مقابله با دشمنان خود بکار می‌برند.

جذب آنها توسط ریشه این امکان را به گیاه می‌دهد که با برخی از مهاجمین روی سطح خاک نیز مبارزه کند. قبلاً اشاره شد که میکروارگانیسم‌های خاکزی و بخصوص قارچ‌های میکروسکوپی لایه نازکی را در اطراف ریشه گیاهان ایجاد می‌کنند که بعنوان محافظ ریشه در مقابل میکروارگانیسم‌های مزاحم و حتی نماتدها عمل می‌کند. از همه اینها که بگذریم افزایش ضخامت دیواره سلولی نفوذ عوامل آسیب‌رسان را کاهش می‌دهد. ازدیاد حجم ریشه‌ها نیز که با واسطه هیومیک اسید ایجاد می‌شود، سبب بهبود جذب همه عناصر و بالا رفتن مقاومت درونی گیاه در مقابل بیماریها می‌شود

 

تأثیر هیومیک‌ اسید در جلوگیری از سرمازدگی گیاه

سرمازدگی نیز از مشکلات شایع در مناطق خشک و کویری است که بدلیل کمبود رطوبت و اختلاف شدید دمای شب و روز ایجاد می‌شود. هر سال بخش زیادی از محصولات کشاورزی ما به این دلیل از بین می‌رود. تا بحال هیچ راه حل قاطع و جامعی برای این مشکل یافت نشده است. اما هیومیک اسید با ساز و کارهایی که ذکر خواهد شد می‌تواند تا حدودی مانع سرمازدگی شود.

مکانیسم نخست مربوط می‌شود به افزایش فعالیت میکروارگانیسم‌های خاک که خودبخود سبب گرم شدن خاک در اطراف ریشه می‌شود. اگرچه چرخش شیره گیاهی در درون آوندها در فصل زمستان کند و بطئی است اما همین چرخش کند هم می‌تواند تا حدودی گرمای ریشه را به سرشاخه‌ها منتقل کند.

دومین سازوکار مربوط می‌شود به حفظ بیشتر رطوبت خاک که بدلیل بالا بودن گرمای ویژه آب مقدار کالری بیشتری در درون خاک ذخیره می‌شود. در طول روز آفتاب به سطح زمین می‌تابد و آن را گرم می‌کند و در شب خاک خشک بسرعت گرما را از دست می‌دهد. اما خاک مرطوب که مقدار بیشتری کالری ذخیره کرده است آهسته‌تر خنک می‌شود، در نتیجه احتمال سرمازدگی کاهش می‌یابد.

سومین ساز و کار هیومیک اسید برای مقابله با سرمازدگی اینست که رنگ تیره‌ای به خاک می‌دهد و در نتیجه انرژی خورشیدی بیشتر به خاک جذب می‌شود. از همه اینها گذشته هیومیک اسید و فولیک اسید متابولیسم درون سلولی را افزایش داده و با این مکانیسم هم به مقابله با سرما کمک می‌کند

 

نقش هیومیک‌ اسید در بهبود ریشه‌زایی گیاهان

تأثیر هیومیک اسید بر رشد ریشه چنان واضح و شگرف است که در مواردی حجم ریشه را تا چند برابر افزایش می‌دهد. چنانکه همه می‌دانیم گیاهی که ریشه‌های وسیعتر و قویتر دارد سالمتر و مقاومتر نیز خواهد بود.

تقویت ریشه‌زایی با مکانیسم‌های متعددی مرتبط است. اولاً چنانچه قبلاً ذکر شد اصلاح ساختار فیزیکی خاک فضای مناسبتری را برای نفوذ ریشه ایجاد می‌کند. ثانیاً هیومیک اسید با افزایش نفوذپذیری سلول‌های ریشه به جذب بهتر موادغذایی و توسعه بیشتر گیاه کمک می‌نماید. از اینها گذشته ثابت شده است که هیومیک اسید با تولید بیشتر اسیدهای نوکلئیک و اسیدهای آمینه تکثیر سلولی را در کل گیاه و بخصوص در ریشه‌ها افزایش می‌دهد.

 

نقش هیومیک اسید در افزایش مقاومت گیاه نسبت به خشکی

افزایش مقاومت نسبت به خشکی با ساز و کارهای متفاوتی انجام می‌شود. قبلاً دیدیم که هیومیک اسید با اصلاح فیزیکی و بهبود دانه‌بندی خاک فضای بیشتری برای نفوذ آب ایجاد می‌کند. بعلاوه مولکول‌های هیومیک اسید با مولکول‌های آب پیوندی تشکیل می‌دهند که تا حدود زیادی مانع از آب می‌گردد. از اینها گذشته مولکول‌های فولویک اسید (بخش ریز مولکول از هیومیک اسید) که به درون بافت‌های گیاهی نفوذ می‌کنند با پیوند شدن به مولکول‌های آب تعریق و تعرق گیاه را کاهش داده به حفظ آب در درون گیاه کمک می‌کنند.

 

هیومیک اسید محرک ریشه‌زایی

هیومیک اسید محرک شناخته شده ریشه‌زایی است. به همین دلیل در نهالستان‌ها مقدار اندکی (کمتر از 20 گرم) گرانول هیومیک اسید را در چاله کاشت نهال می‌ریزند و با خاک مخلوط می‌کنند. همچنین برای تحریک رشد بذر می‌توان آن را با هیومیک اسید و یا فولویک اسید 2 در هزار آغشته کرد (بذرمال). مهمترین ساز و کار تحریک ریشه‌زایی، افزایش متابولیسم و نیز نفوذپذیری جدار سلول‌ها نسبت به آب و مواد غذایی می‌باشد. بعلاوه گرم نگهداشتن خاک و حفظ رطوبت نیز ممکن است در این جریان نقش داشته باشد.