هیومیک اسید و مواد هیومیکی و استفاده در کشاورزی

[Himmler 22,171]

زمانی بود که تصور می‌رفت هر موجود زنده‌ای پس از مرگ بطور کامل به عناصر تشکیل دهنده‌اش تجزیه شده، به طبیعت باز می‌گردد. گرچه این مطلب تا حدود زیادی درست است، اما از چند دهه قبل دانشمندان متوجه شدند که تجزیه بافت‌های مرده همیشه بطور کامل انجام نمی‌شود. لااقل در مورد مواد خاص و در شرایط ویژه‌ای میکروارگانیسم‌های تجزیه کننده مواد آلی، پلیمرهای ویژه‌ای را می‌سازند که به تشکیل نفت، زغال‌سنگ و یا مواد هیومیکی (Humic Substsnce) منجر می‌شود. آنچه در این مبحث مورد نظر ماست چگونگی تشکیل مواد هیومیکی می‌باشد.

اگر یکصد کیلوگرم بافت گیاهی، مثلاً برگ خشک را در زیر لایه نازکی از خاک قرار دهید و گرما، رطوبت و اکسیژن کافی برای آن تأمین کنید ظرف مدت چند ماه که در بهترین شرایط کمتر از یک فصل نیست، پس‌مانده‌های گیاهی به 15 کیوگرم کمپوست تبدیل می‌شوند. کمپوست در واقع ماده ارگانیک نیمه تجزیه شده است و با چشم غیر مسلح می‌توان بافت‌های گیاهی را در آن تشخیص داد.

 

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.

[Himmler 22,171]

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 هیویمک 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.

[Himmler 22,171]

آنچه تازگی دارد شناخت ما از این مواد است. دیرزمانی نیست که متوجه شده‌ایم رشد گیاهان و سلامت همه موجودات زنده به نحو چشمگیری به وجود این مواد وابسته است. فقر خاک‌های کشاورزی در مناطق کویری را می‌توان با افزودن

مواد هیومیک جبران نمود. خوشبختانه در برخی نقاط کره زمین و از پسمانده‌های گیاهی اعصار بسیار دور، توده‌هایی از مواد هیومیکی تشکیل شده که امروزه می‌تواند بعنوان کود و اصلاح‌کننده خاک مورد نظر استفاده قرار گیرد.

تابحال کسی موفق به تجزیه کامل این ترکیب بسیار پیچیده یعنی مواد هیومیکی نشده است.

 

اما در بررسی‌های ابتدایی سه بخش عمده در آن قابل تشخیص است:

 

1- هیومیک اسید که در مواد قلیایی محلول و در آب و اسید نامحلول است.

2- فولویک اسید که درآب، قلیا و اسید محلول می‌باشد.

3- هیومین که در قلیا، اسید و آب نامحلول است.

 

کار بر روی این مواد بشدت و در سطح بسیار وسیعی ادامه دارد و چه بسا که در آینده و پس از پیدا شدن شناخت بیشتر از مواد هیومیک این تقسیم‌بندی‌ها و نام‌گذاری‌ها به کلی دگرگون شود. اما آنچه امروز می‌توان گفت این است که هر یک از سه بخش فوق دارای خصوصیات ویژه خود می‌باشند.

چنانچه ملاحظه گردید مواد هیومیکی محصول نهایی تجزیه هر ماده آلی در شرایط ویژه و توسط میکروارگانیسم‌های خاص می‌باشند. از آنجا که ماده اولیه آن از موجود زنده گرفته شده و توسط موجودات زنده دیگری شکل گرفته است، برای رشد دادن به هر موجود زنده دیگری کارایی و مناسبت دارند و باز به دلیل اینکه موجودات مولد مواد هیومیکی باکتریها و مخصوصاً قارچ‌های خاکزی غیر بیماریزا هستند به رشد اینگونه موجودات نیز بیشتر کمک می‌کنند. باکتری‌ها و قارچ‌های پاتوژن (بیماریزا) که در تشکیل مواد هیومیکی هیچ نقشی ندارند و موجوداتی که انگل هستند از مواد هیومیکی هیچ سهمی نمی‌برند. بالعکس با رشد سریع موجودات ذره‌بینی غیربیماریزا، در تنگنا و محدودیت شدید نیز قرار خواهند گرفت

[Himmler 22,171]

مواد هیومیک

مواد هــومیک عبارتند از برخی ترکیبات موجود در ساختار بعضی از خاک ها که به آن خاک غنا و برکت می دهند، این مواد در اثر یکسری واکنش های مینرالینزه شدن تدریجی به وجود می آیند و مواد هـومیک در اصل به عنوان 90% – 85% ساختار آلی خاک های با قدرت زراعی بالا را تشکیل می دهند. این مواد در اثر فعل و انفعالات صورت گرفته بر روی باقی مانده بدن حیوانات و یا گیاهان متلاشی شده در خاک تشکیل می شوند.

خود مواد هـومیک با توجه به نوع ساختار و نیز ترکیب مواد مختلف در ساختمان آنها به انواع مختلف تقسیم بندی می شوند. مواد هـومیک در داخل محلول های اسیدی و قلیایی به صورت متفاوت حل می شوند که بر این اساس مواد هـومیک به 3 دسته کلی قابل تقسیم می باشند :

 

1) مواد هـومین که در هیچ یک از رده های ph حل نمی گردند.

2) اسیدهای هـومیکی قابل انهلال در ph>2 .

3) اسیدهای فولو لیک که در تمام ph قابل انحلال می باشند.

 

هر مولکول موجود در ساختار مواد هـومین با مولکولهای دیگر آن ماده متفاوت است و این مربوط به نوع ساختار و شکل ترکیبی آن می باشد. حل شدن مواد باقی مانده بر خاک و تاثیرات

[Himmler 22,171]

میکروارگانیزم های موجود در خاک در آن واحد با 2 نوع مکانیسم مختلف صورت می گیرد :

 

1) مولکول های بزرگی مانند پروتین ها، چربی ها و نشاسته به مولکول های کوچکتری تقسیم می شوند.

2) سنتز مواد هـومین به توسط مولکول های بدست آمده از شکستن مولکول های بزرگتر.

در این میان تاثیر مواد و جانوران زنده ای که درون خاک زندگی می کنند، من جمله برخی کرم های حلقوی بعد از هر بارندگی نیز به تعداد زیاد در خاک مشاهده می گردند، در تشکیل این مواد هـومینی غیر قابل انکار است چنانچه چارلز داروین ( نظریه پرداز معروف تکامل تدریجی ) قبلا به تاثیر این جانداران بسیار مفید در بارور کردن خاک اشاره کرده بود. زیرا مواد هومینی براحتی هضم نمی شوند .

 

دانشمند معروف پریا نیشنیکوف، بر تاثیرات گیاهان و درختان بر ساخت مواد هـومین در خاک اشاره کرده است. برای گیاهان و درختان، شکسته شدن ساختار مواد هو موسی بر اثر وجود میکرو ارگانیزم های همزیست است.

 

مواد هومین موجود طبیعی، بسیار کم در طبیعت از لحاظ بیولوژیکی و شیمیایی فعال هستند زیرا در ترکیب ساختار آنها فلزات موجود درخاکها که مانع آزادی عمل آنها به صورت طبیعی می شوند و جذب آنها را به خودی خود برای گیاهان و درختان غیر ممکن می کنند، لذا برای جذب بیشتر آنها توسط گیاهان و درختان، این مواد را به روش های بیوشیمیایی فعال می کنند تا قابلیت انحلال آنها در آب بیشتر شود و در نهایت به راحتی جذب گیاه گردند. مواد فعال کننده که برای شکستن ساختار مولکولی بزرگ این مواد و تبدیل آنها به مولکول های ریز قابل استفاده می شوند، بعد از اضافه کردن محلولی، از مولکول شکسته شده، و جدا می گردند و بنابراین، این مواد کودی می توانند از طریق روزنه های گیاه و غشاء نازک آنها جذب و مورد استفاده گیاه واقع گردند.

=2در تکنولوژی تولید کوده اورگانیک مایع ( Ferbanat L ) از روش شکستن مولکول های بزرگ و تبدیل آنها به مولکول های کوچک استفاده می شود.

 

مواد فعال ساز بیولوژیکی خاک و گیاهان+ عناصر میکرو > > میکروهـومات >> مواد هـومین

اسیدهای هـیومیک برای مناطق نسبتا خشک و زمین های زراعی وسیع مهم می باشند چون در فعال کردن میکروارگانیسم های موجود در خاک کمک زیادی می کنند. میکرو هـومات ها در مناطق کم آب و نسبتا خشک به گیاه کمک می کنند تا طول دوران رشد زیادی را داشته باشد.

[Himmler 22,171]

از میکروارگانیسم های ( باکتری ها ) موجود در مناطق ریشه گیاه می توان به

Pseudomonas , Bacillus , Azomonas , Agrabacterium , Flaro Bacterium , Acrobacter

اشاره کرد که به گیاه یا درخت تاثیر مثبت می گذارند، یعنی در رشد گیاه و نیز در از بین بردن باکتری های منفی مزاحم نقش عمده ای دارند. این باکتری ها در سنتزهورمون های گیاه نیز نقش عمده ای دارند. باکتری های موجود در خاک ( در ناحیه ریشه گیاهان )، خاک و گیاه سه قسمت از یک اکوسیستم می باشند که در کنار هم زندگی همزیستی دارند.(باکتری+خاک+گیاه) فعالیت های متا بولیکی ریشه) از یک طرف گیاه در حال رشد غذای لازم را برای زندگی باکتری های موجود در آن ناحیه را فراهم می کندو از طرف دیگر این باکتری ها با فعل و انفعالات صورت گرفته در بنیانشان غذای لازم را برای رشد گیاه فراهم نموده وفعالیت های بیولوژیکی وفیزیولوژیکی ریشه ای را بیشتر میکنند و تمام این حرکات و واکنش ها در خاک صورت می گیرد.

 

علاوه بر این باکتری های موجود در ناحیه ریشه گیاه، از گیاه در برابر مواد هومین ریخته شده در منطقه ریشه محافظت کرده و نیز بین تولید این مواد و استفاده گیاه از آنها یک حالت تعادل برقرار می کند و بنابراین خاک را همواره با قابلیت باروری بالا حفظ می کند. قرار گرفتن باکتری های موجود در منطقه ریشه گیاه بستگی به سن گیاه، مورفولوژی ریشه و نوع مواد غذایی میکروارگانیسم ها بستگی دارد که این به تاثیرات محیط نیز مرتبط می باشد.

[Himmler 22,171]

دو نوع باکتری Pseudomanas(Bacillus دارای قابلیت بزرگ کردن و حالت آنتی بیوتیکی برای گیاه می باشند. در ضمن این نوع باکتری ها برای متابولیست ثانویه نیز به کار گرفته می شوند و علاوه بر این باکتری ()(ASSOCIATIVUS در حفاظت از گیاه نیز به کار می رود. بنا به این دلایل استفاده از Ferbanat L برای زمانهای طولانی رایج خواهد بود. نظریه هیلت نر سال 1904 HILTNER

نتیجه اینکه استفاده از Ferbanat L در تولید محصولات زراعی به دلایل داشتن پتانیسل بالا در استفاده اکولوژیک و قابلیت بالای آن در تنظیم نیتروژن و مقاوم کردن گیاه در برابر آفت ها و نیز افزایش رشد گیاه دارای اهمیت بسیار فراوانی است. استفاده از کود Ferbanat L باعث می شود تا دیگر نیازی به سموم و داروهای گیاهی برای از بین بردن علف های هرز نباشد. استفاده از فربانات.ال باعث افزایش قابلیت زراعی زمین های روستاها می گردد. قابلیت باروری خاک از 12% تا%70 بالا می رود که دیگر نیازی به استفاده از هورمونهای مضر نخواهد بود و مهمترین مزیت استفاده از Ferbanat L رسیدن به سطح محصولات بسیار استاندارد و با کیفیت عالی می باشد. یکی از مهم ترین مزیت های استفاده از این میکروهـومات ها تاثیر بسیار مثبت آنها در افزایش قابلیت سنتز(پروتین وکربن هیدرات) گیاه و متابولیسم آنها خواهد بود.

 

افزایش قابلیت زراعی خاک و مقاومت آن در برابر باکتری ها و یا علف های هرز، عدم نیاز به مواد شیمیایی و سمی از دیگر مزایای استفاده از Ferbanat L می باشد. دانمارک یکی از کشورهایی است که اهداف بالا را در سال 2010 به واقعیت خواهد رساند. علاوه بر آن کشورهای اتحادیه اروپا و در راس آن انگلستان رسیدن به اهداف بالا را سرلوحه برنامه های کشاورزی مدرن و ارگانیگ قرار داده اند.

 

تولید بالا در محصولات کشاورزی تنها از طریق استفاده از کودهای شیمیایی امکان پذیر نیست. علاوه بر این استفاده از این نوع کودها سالیانه در تمام نقاط جهان کاهش نیز می یابد ( به دلیل آثار شیمیایی و گاها سمی آنها ). این در حالی است که مصرف کود ارگانیک مانند Ferbanat L روز به روز بیشتر میگردد و بر مصرف سالیانه آنها به طور متوسط %25 اضافه می شود. واکنش های بین میکروهـوما تها و نیز میکروارگانیسم های ( باکتری های ) موجود در ریشه گیاهان تاثیر بسیار زیادی در رشد گیاه و تامین تغذیه آن دارند.

[Himmler 22,171]

متاسفانه به دلیل آشنایی کم کشاورزان و تولید کنندگان محصولات کشاورزی با کودهای آلی هنوز استفاده رایج از این نوع کودها، در مناطق روستایی متداول نشده است. امروزه استفاده از کودهای شیمیایی به دلیل آثار مخرب و زیانبار آنها بر روی محیط زیست در حال منسوخ شدن است. استفاده از برخی باکتری های مفید آلی بصورت کمپلکس میکروبیولوژیکی مانند (آ سوکیا تی وس) و میکرو هومات ها وباکتری های پاتوژنیکی ریشه. همگی سهم بیشتری در جهت روند رشد وبرداشت محصولات طبیعی را داشته و خاک را برای بارور کردن هر چه بیشتر آن… نتایج زیر را به دنبال داشته است :

 

1) خاک های با رورشده به این روش، در حدود%25 – %70کاهش استفاده از کودهای شیمیایی فسفاته و نیتروژن دار ازت را به دنبال داشته است.

2) تولید محصولات کشاورزی با استاندارد و کیفیت و نیز کمیت بالا را تضمین می کند.

3) استفاده از علف کشهای بسیار گران را منسوخ می کند. Pestit

4) زمین های زراعی زیادی را می توان با این روش بارورتر کرد.

5) تمام فضولات به دست آمده ناشی از جانداران و گیاهان’که قبلا دفع می شدند در این روش مورد استفاده قرار می گیرند.

6) در این روش قابلیت با روری و مساعد بودن زمین زراعی جهت کشت افزایش می یابد که این مساله همراه با اضافه کردن مواد بیولوژیک و عناصر حیاتی به خاک ممکن می گردد.

7) افزایش تولید محصولات کشاورزی به مقدار 30%-50% محصولات کشاورزی تولید شده به این روش به دلیل استفاده از کودهای ارگانیک ( نه شیمیایی، غیرسمی و غیر هورمونی ) خواهند بود.

[Himmler 22,171]

خواص هیومیک اسید

 

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.

[Himmler 22,171]

جایگاه هیومیک اسید در دنیا

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.

[Himmler 22,171]

آنها به دلایل زیر علاقمند به استفاده از هیومیک‌ها هستند:

 

1- سازگاری با محیط زیست و فقدان نگرانی از آلوده شدن آب‌های سطحی و زیرزمینی.

2- صرفه‌جویی در مصرف کود شیمیایی و کاهش هزینه‌ها.

3- قابلیت استفاده در کشت‌های ارگانیک در حالیکه بسیاری از کودهای شیمیایی نظیر npk در این موارد ممنوعیت دارد.

4- افزایش مقاومت نسبت به بیماری‌ها در نتیجه کاهش مصرف سموم.

5- کاهش هزینه‌های کارگری به دلیل استفاده از حجم کم در مقایسه با کودهای آلی.

6- احیای توازن در خاک‌هایی که قبلاً بطور نامناسب کوددهی شده‌اند.

 

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. از این گذشته مناطق بیابانی با مشکلات دیگری نظیر کمبود مواد آلی خاک، کم‌آبی، شوری، نوسان شدید دما در شبانه روز (تنش گرمایی و سرمایی) و ساختار نامناسب خاک درگیر هستند.

امید است که این مقاله انگیزه‌ی مؤثر برای مطالعه بیشتر در خوانندگان ایجاد کند و در نهایت همه با هم بتوانیم سلامت و تعادل از دست رفته را به خاک‌های کشاورزی میهن بازگردانیم و همیشه این نکته را در نظر داشته باشیم که:

 

خاک سالم = گیاه سالم = حیوان و انسان سالم

[Himmler 22,171]

هیومیک‌ اسید و اهمیت میکروارگانیسم‌های خاک برای رشد گیاهان

اهمیت میکروارگانیسم‌های خاک برای رشد همه گیاهان فوق‌العاده زیاد است. بطوریکه از خاک استریل شده نمی‌توان محصول قابل‌توجهی برداشت کرد. موجودات ذره‌بینی خاک با ریشه گیاهان همزیستی و تبادل مواد غذایی دارند. بین 15 تا 25 درصد ماده آلی تولید شده در فتوسنتز از ریشه ترشح شده، در اختیار این موجودات ریز قرار می‌گیرد. به این موجودات ذره‌بینی که عمدتاً از رده قارچ‌های میکروسکوپی هستند فلور خاک گفته می‌شود. هر گیاهی فلور ویژه خود را دارد و ضمن اینکه آنها را تغذیه می‌کند متقابلاً نیز محصولات تولید شده آنها نظیر هورمون‌ها، آنزیم‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها و دیگر ترکیبات را جذب می‌نماید. اگر با ذره‌بین به تارهای کشنده ریشه نگاه کنید انبوهی از رشته‌های نخ مانند سفید را ملاحظه خواهید کرد که ریشه را در برگرفته‌اند. اینها همان قارچ‌های همزیست هستند که در ازای مواد غذایی که از ریشه جذب می‌کنند کمک‌های متعددی به گیاه می‌نمایند. مثلاً با ترشح آنتی‌بیوتیک‌ از نفوذ میکروبها و قارچ‌های بیماریزا و حتی نماتدها به ریشه جلوگیری می‌کنند.

 

گروه دیگری از موجودات ذره‌بینی دائماً در حال تجزیه پسمانده‌های گیاهی و کودهای آلی و شیمیایی هستند و آنها را به ترکیبات ساده قابل جذب برای ریشه تبدیل می‌کنند. بسیاری از این موجودات ذره‌بینی با ترشح مواد اسیدی به انحلال و آزادسازی میکروالمنت‌های خاک کمک می‌کنند.

همه ما کما بیش با ریبوزومها یعنی باکتریهای کوچکی که در ریشه گیاهان خانواده لگوم زیست می‌کنند، آشنا هستیم. اینها نقش بسیار مهمی در جذب و تثبیت نیتروژن هوا دارند. اگر اینها و گروه دیگری از باکتریهای مشابه که خارج از ریشه و در خاک زندگی می‌کنند (ازتوباکترها) نبودند، کشاورزی امکان‌پذیر نبود. چون اینها تنها موجوداتی هستند که قادرند نیتروژن را از هوا دریافت نموده و در خاک تثبیت نمایند.

[Himmler 22,171]

هیچ گیاهی قادر به جذب مستقیم نیتروژن از هوا نیست. در یک هکتار خاک بارور کشاورزی حدود 1200 کیلوگرم باکتری، حدود 3500 کیلوگرم قارچ میکروسکوپی، حدود 1400 کیلوگرم حشرات و کرم‌خاکی و بالاخره حدود 2500 کیلوگرم ریشه انواع گیاهان وجود دارد. با این حساب ملاحظه می‌کنید که خاک دنیای شلوغ و فعالی است. دانشمندان معتقدند که در طبیعت هیچ اکوسیستمی پیچیده‌تر و ناشناخته‌تر از خاک وجود ندارد. حتی شناخت ما از اعماق اقیانوس‌ها بسیار بیشتر از آن چیزی است که از خاک می‌دانیم.

 

حال که اهمیت میکروارگانیسم‌ها تا حدودی روشن شد باید اضافه کنیم که هیومیک اسید، غذا و همچنین محرک رشد آنهاست. هیومیک اسید با افزایش نفوذپذیری دیواره سلولی و نیز با تسریع در تولید پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک در درون سلول و نیز با مکانیسم‌های متعدد دیگری که هنوز کاملاً درک نشده‌اند به رشد و تکثیر هر موجود زنده‌ای کمک می‌کند. بخصوص تأثیر آن بر رشد میکروارگانیسم‌های مفید موجود در خاک که عمدتاً از قارچها هستند بیشتر است. ممکن است این سؤال برای خواننده پیش بیاید که آیا هیومیک اسید به رشد و تکثیر میکروب‌ها و قارچ‌های بیماریزا هم کمک می‌کند؟ پاسخ منفی است. دلیلش این نیست که هیومیک اسید همانند یک موجود هوشمند، دوست را از دشمن تشخیص می‌دهد، اما به دلیل اینکه هیومیک اسید محصول قارچ‌ها و باکتری‌های غیر بیماریزا است با نیازهای فیزیولوژیکی اینگونه موجودات نیز سازگاری بیشتری داشته، نتیجتاً به رشد و تکثیر آنها کمک می‌کند. نتیجه نهایی این کار تنگ شدن میدان فعالیت میکروارگانیسم‌های پاتوژن (بیماریزا) است.

[Himmler 22,171]

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 مي‌کنند 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

[Himmler 22,171]

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

[Himmler 22,171]

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.

 

تأثیر هیومیک‌ اسید در جذب بهتر مینرال‌ها و بهبود کیفیت محصول

افت کیفیت محصولات کشاورزی واقعیتی است که همه به آن معترفند و آزمون‌های متعدد آن را اثبات کرده است. برای مثال غلات امروزی نسبت به محصولات مشابه نیم‌ قرن پیش بین 30 تا 50 درصد مینرال‌ کمتری در بردارند. اگر در نظر بگیرید این کمبودها به سرعت به حیوانات پرورشی و خود انسان منتقل می‌شود، خواهید دید که قربانی اصلی دخالت‌های بی‌حد و حصر در طبیعت خود انسان است.

در اینجا نیز هیومیک اسید با مکانیسم‌های متعددی که قبلاً اشاره شد به جذب بهتر مینرال‌ها و بهبود کیفیت محصول کمک می‌کند. علاوه بر آنچه قبلاً ذکر شده است باید اضافه کنیم که هیومیک اسید با بهبود تولید قند، پروتئین و ویتامین در گیاه و نیز تأثیر مثبتی که بر جنبه‌های مختلف فتوسنتز دارد نیز محتوای غذایی محصولات کشاورزی را افزایش می‌دهد. پیش‌تر گفته شد که هیومیک اسید سبب تقویت دیواره سلولی می‌شود. با این مکانیسم نفوذپذیری محصولات نسبت به قارچ‌های‌ فاسدکننده در همه موارد اعم از غلات، میوه‌جات و سبزیجات کمتر شده و خاصیت انبارداری افزایش می‌یابد

[Himmler 22,171]

نقش هیومیک‌ اسید در افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی خاک

کلاتورها (chelators) ترکیبات آلی هستند که بواسطه ساختارهای ویژه شیمیایی خود می توانند در نقل و انتقال عناصر فلزی از خاک به ریشه گیاه بعنوان واسطه عمل کنند. قبلاً اشاره شد که غالب مواد معدنی نظیر اکسیدها، کربنات‌ها و سولفیدها برای گیاه قابل جذب نیستند و سولفات‌ها هم قابلیت جذب محدودی دارند. نقش هیومیک اسید خاک از یک طرف انحلال و جذب عناصر نامحلول از خاک و از طرف دیگر حفظ و نگهداری این عناصر در خود و انتقال آن در زمان مناسب به ریشه گیاه است. به این عمل تبادل کاتیونی نیز گفته می‌شود.

وقتی گفته می‌شود که هیومیک اسید ظرفیت تبادل کاتیونی خاک (cation exchangeable capacity) یا مختصراً CEC را افزایش می‌دهد اشاره به همین توانایی آن می‌باشد.

امروزه کلاتورهای مصنوعی متعددی در صنایع شیمیایی تولید و جهت انتقال کاتیون‌های مختلف به گیاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. همه شما نام‌های اختصاری EDTA و EDDHA را شنیده‌اید. اینها نمونه‌ای از کلاتورهای مصنوعی گرانقیمت هستند که کاربردشان در کودهای شیمیایی مرسوم است. اما خودشان نوعی آلاینده محیط زیست محسوب می‌شوند و کاربردشان در کشت‌های ارگانیک اکیداً ممنوع است. اما هیومیک اسید و برخی ترکیبات درونی آن نظیر فولویک اسید ضمن اینکه نقش کلاتوری خوبی ایفا می‌کنند، برای محیط زیست هیچ‌گونه ضرری ندارند

[Himmler 22,171]

نقش هیومیک‌ اسید در آزادسازی مواد معدنی

آزادسازی مواد معدنی با روش‌های مختلفی انجام می‌شود. اولاً هیومیک اسید به دلیل اسیدی بودن (ph = 4-5) مستقیماً می‌تواند عناصر مختلف را از مواد معدنی آزاد کرده، به خود جذب نموده و در زمان مناسب در اختیار

ریشه قرار دهد. ثانیاً هیومیک اسید غذا و محرک رشد میکرواگانیسم‌های مفید خاک است و همچنان که ملاحظه کردید آنها نیز به روش‌های گوناگون به آزادسازی عناصر در خاک کمک می‌کنند. لازم به ذکر است که تنها وجود عناصر در خاک ضمانتی برای جذب آنها نیست. در واقع بسیاری از مواد معدنی نظیر اکسیدها، کربناتها و سولفیدها مطلقاً قابل جذب برای گیاه نیستند. به همین دلیل ممکن است شما گیاهی را روی معدن آهن بکارید و با کمال تعجب مشاهده کنید که دچار کمبود آهن است. دلیلش این است که معادن آهن اکثراً از اکسید غیرقابل جذب تشکیل شده‌اند. مهمترین ترکیب قابل جذب معدنی برای گیاهان سولفات عناصر فلزی می‌باشد. با این حساب هیومیک اسید بطور مستقیم و غیرمستقیم به رهاسازی و برداشت بهتر عناصر کمک می‌کند.

[Himmler 22,171]

دوام اثر زیاد کودهای هیومیکی در خاک

به عکس کودهای شیمیایی که دوام اثر ناچیزی دارند و به شکل‌های مختلف نظیر تجزیه، تبخیر، تصعید، آبشویی و یا تثبیت از دسترس گیاه خارج می‌شوند، هیومیک اسید پایداری بی‌نظیری دارد. تنها میکروارگانیسم‌های مفید خاک می توانند آن را بعنوان منبع‌ انرژی مورد استفاده قرار دهند و نیز وجود مقادیر بیش از حد نمک‌های محلول در خاک چه از کود‌های شیمیایی اضافی و چه آلاینده‌های خاک نظیر نمک (NaCl) می‌تواند هیومیک اسید را اشباع کرده و بطور موقت و یا دائم از کار بیندازد. از اینها که بگذریم هیومیک اسید همانند یک کاتالیزور در نقل و انتقال عناصر از خاک به گیاه بطور دائم عمل می‌کند، اما خودش مصرف نمی‌شود. بعلاوه تبخیر، تصعید، آبشویی و یا تثبیت هیچ‌ کدام شامل این مواد بی‌نظیر نمی‌شود. به همین دلیل اغلب بخش مهمی از هیومیک اسید مصرف شده برای سال‌های بعد باقی می‌ماند. اگر به مقدار کافی هیومیک اسید در یک فصل به خاک دادید، به احتمال زیاد نیازی به مصرف مجدد آن در فصل بعد وجود ندارد. در این مورد نظر کارشناسان کشاورزی را جویا شوید

[Himmler 22,171]

هیومیک‌ اسید اصلاح‌کننده ساختار فیزیکی خاک

خاک بارور کشاورزی از 4 بخش مجزا تشکیل شده است. 45٪ آنرا مواد معدنی، 25٪ رطوبت، 25٪ هوا و 5٪ باقیمانده را مواد آلی تشکیل می‌دهند. مینرال‌های خاک را با کمی اغماض می‌توان به سه بخش تقسیم کرد: ماسه (sand)، سیلت (silt) و رس (clay). از سه بخش، ماسه مطلقاً چیزی برای تغذیه گیاه ندارد. سیلت که ساختاری بین ماسه و رس دارد از لحاظ مواد غذایی بسیار فقیر است. لذا تقریباً همه مواد غذایی مورد نیاز گیاه را خاک رس و مواد آلی تأمین می‌کنند. ماسه و سیلت گرچه کمکی به رشد گیاه نمی‌کند، اما وجودشان برای افزایش نفوذپذیری خاک ضروری است.

اگر ماده آلی خاک کافی نباشد ذرات رس بهم می‌چسبند و از نفوذپذیری خاک بشدت می‌کاهند و جای کمی برای آب و هوا باقی می‌گذارد و نیز گسترش ریشه را دشوار می‌کنند. موادآلی و بخصوص هیومیک اسید که محصول نهایی هر ماده آلی است، بار منفی خود را به ذرات رس منتقل نموده باعث می‌شود که آنها تا حدودی یکدیگر را دفع کنند و از چسبندگی آنها کاسته شود. به عکس، نمک‌های محلول (NaCl و انواع کودهای شیمیایی) با بار مثبت خود سبب چسبندگی بیشتر ذرات رس به یکدیگر شده، از نفوذپذیری آن می‌کاهد. در کشور ما که میزان ماده آلی خاک حداقل و اکثراً زیر یک درصد است و نیز با شوری آب و خاک درسطح گسترده‌ای مواجه‌ایم ضرورت استفاده از مواد آلی هیومیکی بشدت احساس می‌شود. هیومیک اسید با ساز و کارهای دیگری نیز به بهبود فیزیک خاک کمک می‌کند که بعداً به آن خواهیم پرداخت.

اصولاً هیومیک‌ها پیش از اینکه کود باشند اصلاح‌کننده خاک هستند. به این معنا که پلیمرهای هیومیک اسید شبیه یک چسب ارگانیک عمل می‌کنند و ذرات مواد معدنی خاک را به هم می‌چسبانند.

میکروگرانول‌های تشکیل شده نیز با کمک همین چسب به هم پیوند شده گرانول‌های درشت‌تری ایجاد می‌کنند. وقتی این گرانول‌ها در کنار هم قرار بگیرند، همانند گلوله‌هایی که در یک لیوان قرار داده شوند، بین خود فضای خالی ایجاد می‌کنند که به نفوذ بیشتر هوا، آب و ریشه کمک می‌کند، همچنین فضای مناسبی برای موجودات ریز اعم از میکروسکوپی و ماکروسکوپی ایجاد می‌کنند. در صورت کمبود و یا فقدان هیومیک اسید خاک مستعد فرسایش می‌شود.