نقش اسید هیومیک و اسیدفولیک در احیای خاک های مزارع

98-6-46

نقش اسید هیومیک و اسیدفولیک در احیای خاک های مزارع

چکیده
اسيد هيوميک به عنوان يک اسيد آلي بدون آثار مخرب زيست‌محيطي، عامل افزايش سرعت جوانه‌زني و استقرار گندم است. اين مطالعه با هدف بررسي اثر اسيد هيوميک بر شاخص‌هاي جوانه‌زني ارقام مختلف گندم در قالب طرح کاملا تصادفي با 4 تکرار در آزمايشگاه گياهان زراعي ويژه دانشکده کشاورزي دانشگاه فردوسي مشهد انجام شد. تيمارها شامل سه غلظت اسيد هيوميک (36، 54 و 72) ميلي ‌گرم در ليتر به همراه شاهد (آب مقطر) و دو رقم گندم پاييزه (سبلان و سايونز) و دو رقم بهاره (پيشتاز و چمران) بودند. بذور پس از ضدعفوني، در پتري‌هاي با سطوح مشخص اسيد هيوميک قرار داده شد و شمارش جوانه‌زني تا 8 روز ادامه يافت. نتايج نشان داد که بين غلظت‌هاي متفاوت
اسيد هيوميک در مورد صفات اندازه گيري شده به جز درصد جوانه‌زني تفاوت‌هاي معني‌داري وجود دارد (p<0.01). نتايج همچنين نشان داد كه غلظت 54
ميلي ‌گرم اسيد هيوميک در ليتر، بيشترين سرعت جوانه‌زني، شاخص بنيه گياهچه، طول ريشه‌چه و وزن خشک ساقه‌چه و نسبت طول ريشه‌چه به ساقه‌چه را به خود اختصاص داد. ارقام مختلف در مورد تمام صفات به جز سرعت جوانه‌زني با هم تفاوت معني‌داري داشتند (p<0.01). بهترين غلظت اسيد هيوميک براي افزايش سرعت جوانه‌زني، طول و وزن خشک ريشه‌چه و کاهش متوسط زمان لازم براي جوانه‌زني و، غلظت 54 ميلي‌ گرم در ليتر است و رقم پيشتاز و سايونز با داشتن بالاترين ميانگين براي صفات مورد اندازه‌گيري به ترتيب ارقام بهاره و پاييزه با بيشترين پاسخ به اسيد هيوميک معرفي مي شوند.
در طراحی فضای سبز، گل‌های زینتی یک ساله به علت تنوع رنگ و شکل، بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند. مواد آلی نیز مانند مواد هیومیکی حاوی طیف وسیعی از ترکیبات آلی و معدنی گوناگون هستند و برای کاهش آثار منفی ناشی از تنش‌ها، استفاده می‌شوند. در همین راستا تأثیر اسیدفولیک در دو آزمایش شامل جوانه‌زنی بذر‌های گل آهار تحت تنش شوری و همچنین کشت گلدانی بوته‌های آهار تحت تنش خشکی مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش اول، تأثیر اسیدفولیک در چهار سطح (صفر، 50، 100 و 250 میلی‌گرم بر لیتر) و چهار سطح شوری (صفر، 50، 100 و 200 میلی‌مول) روی شاخص‌های جوانه‌زنی بذر‌های گل آهار بررسی شد. نتایج نشان داد که به‌کارگیری اسیدفولیک در غلظت‌های بیشتر باعث افزایش درصد و سرعت جوانه‌زنی، بنیه بذر، طول ریشه‌چه و ساقه‌چه و وزن خشک می‌شود، ولی وزن تر و متوسط زمان لازم برای جوانه‌زنی را کاهش داد. همچنین با افزایش تنش شوری، تمامی صفات مورد ارزیابی طی جوانه‌زنی کاهش یافتند. غلظت 250 میلی‌گرم بر لیتر اسیدفولیک تأثیرات مثبتی روی صفات مربوط به جوانه‌زنی داشت. در آزمایش دوم، تأثیر چهار غلظت اسیدفولیک به صورت محلول‌پاشی برگی و سه دوره آبیاری 4، 8 و 12 روزه روی صفات فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی گل آهار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که غلظت 250 میلی‌گرم بر لیتر اسیدفولیک روی میزان کلروفیل، پرولین، کارتنوئید، فسفر، قطر گل و غلظت 100 میلی‌گرم بر لیتر اسیدفولیک بر تعداد گل، میزان پتاسیم و طول ریشه اثر معنی‌دار داشت. غلظت 50 میلی‌گرم بر لیتر اسیدفولیک روی وزن خشک، قطر ساقه در مرحله اول، دوم و سوم اثر معنی‌دار داشت. همچنین اسیدفولیک روی تعداد برگ، ارتفاع گیاه اثر معنی‌دار نداشت. اسیدفولیک توانست در این آزمایش آثار منفی خشکی را در بعضی صفات از قبیل پرولین، فسفر، کارتنویید، کلروفیل و پتاسیم تعدیل ببخشد.

اسیدفولیک و اهمیت آن  در کشاورزی
بقایای گیاهی و جانوری در اعماق خاک، طی قرن‌ها و در اثر فعالیت میکروارگانیسم‌ها، تبدیل به مواد و لایه‌هایی مثل نفت، زغال سنگ و مواد هیومیکی می‌شوند. مواد هیومیکی قابل استفاده در کشاورزی را از لئو ناردیت استخراج می‌کنند. این مواد را به صورت مشخص می‌توان به سه دسته تقسیم نمود:
1- اسید هیومیک: در مواد قلیایی محلول و در آب و اسید نامحلول است.
2- اسیدفولیک: در آب، قلیا و اسید محلول است.
3- هیومین: در آب تحت هیچ شرایطی قابل حل نیست.
به عبارت دیگر اندازه و وزن مولکولی اسید هیومیک بسیار بیشتر از اسیدفولیک است، به همین دلیل در بسیاری از موارد محلول‌پاشی اسید هیومیک پودری توصیه نمی‌شود. در حالیکه اسیدفولیک به دلیل اندازه کوچک به راحتی از روزنه‌های گیاهی عبور کرده و قابلیت محلول‌پاشی دارد.
اسیدفولیک طبیعی به رنگ طلایی است و ریشه آن از کلمه Fulvus است که در زبان لاتین به معنای رنگ زرد است. اسیدفولیک یک تامپون طبیعی و کلات کننده مناسب با قدرت تبادل یونی بالاست که قدرت جذب عناصر معدنی را در گیاهان افزایش می‌دهد که در نتیجه آن، مقاومت گیاه به تنش‌های محیطی افزایش می‌یابد و نیز باعث افزایش کیفیت و کمیت محصول می گردد. نکته جالب توجه وجود فولیک اسید در رژیم‌های غذایی ماست، قبل از کشف فولویک اسید به عنوان یک عنصر کلات‌کننده در گیاهان و خاک، فولویک اسید در رژیم غذایی بیماران برای افزایش ایمنی بدن و افزایش جذب ویتامین‌ها و دفع سموم از بدن مورد استفاده قرار می‌گرفت. به عبارت دیگر فولویک اسیدها به راحتی وارد فعالیت‌های زیستی در تمام رده‌های گیاهی و جانوری می‌شوند.
کارکردهای اسیدفولیک را می‌توان به شرح ذیل طبقه‌بندی کرد:
1) اصلاح ساختار خاک: کلمه کلات از کلمه chele لاتین به معنای انبر با پیوندهای یونی و کووالانسی یک عنصر را احاطه کرده و آن عنصر را به سمت مقصد حمل می‌کنند. اسیدفولیک همچنین می‌تواند عناصر غیرآلی و سنگین مانند کلسیم، منیزیم، آهن- کبالت و پتاسیم را کلات کند به گونه‌ای که یون‌های کلسیم و آهن کلات شده دیگر قابلیت واکنش با فسفات‌ها، سولفات‌ها و اکسیژن را ندارند و در نتیجه دیگر در خاک رسوب نمی‌کنند. این اسید به راحتی توانایی کلات کردن بیش از 70 عنصر را دارد و به این ترتیب می‌تواند باعث اصلاح ساختار و افزایش توانایی جذب رطوبت در خاک و جذب عناصر گیاه شود.
2) افزایش جذب: اسیدفولیک باعث افزایش قدرت جذب غشای سلولی شده و در داخل سلول به عنوان یک کاتالیزور عمل می‌کند و ضمن تأمین عناصر مورد نیاز عناصر سمی و خطرناک داخل سلول را کلات کرده و آنها را به خارج سلول
هدایت می‌کند.
3) انتقال عناصر معدنی: اسیدفولیک به علت وزن پایین به راحتی می‌تواند عناصر غذایی را جابه‌جا نموده و تا 60 برابر وزن خود را به داخل سلول حمل کند. این اسید قادر است با عناصر معدنی و فلزی ترکیباتی را به وجود آورد که خواص قبلی این عناصر را نداشته و دارای ویژگی‌های متفاوتی نسبت به آنهاست. اسیدفولیک حتی امکان حل کردن و حمل سیلیس تثبیت شده در خاک را هم دارد.
4) افزایش مقاومت به نوسانات PH: گیاهانی که تحت برنامه غذایی منظم همراه با اسیدفولیک قرار دارند. مقاومت بسیار بیشتری نسبت به نوسانات PH از خود نشان می‌دهند. در واقع اسیدفولیک به عنوان یک جذب تنش (Shock absorber) عمل می‌کند. اهمیت این موضوع زمانی بیشتر به چشم می‌آید که بدانیم افزایش اسیدیته باعث غیرقابل جذب‌شدن عناصر معدنی برای گیاهان می‌شود و PH قلیایی سبب گیاه‌سوزی می‌شود.
5) جذب رادیکال‌های آزاد: اسیدفولیک یک آنتی‌اکسیدان طبیعی است که جاذب رادیکال‌های آزاد بوده و با این عامل ضمن تأمین الکترولیت‌های حیاتی سبب بالا رفتن قابلیت حمل و نقل مواد غذایی، تسریع در واکنش آنزیم‌ها، افزایش فعالیت، جابه‌جا کردن عناصر اصلی تا سایت پذیرنده‌شان و حفظ تعادل الکترو شیمیایی می‌شود.
6) کاهش عناصر سمی در خاک: اسیدفولیک با جذب سموم و آلودگی‌ها سبب تجزیه سریع سموم و کاهش آلودگی در خاک می‌شود. یکی دیگر از کارکردهای مؤثر فولویک اسیدها کاهش بقایای قارچ‌کش‌ها و حشره‌کش‌ها در خود گیاه است.
7) افزایش مقاومت به تنش‌ها و بیماری‌ها: در صورت محلول پاشی اسیدفولیک، با توجه به وزن کم و قدرت نفوذ بالا به سرعت وارد گیاه می‌شود. اسیدفولیک با افزایش ظرفیت نگهداری رطوبت در گیاه و نیز افزایش نفوذپذیری دیواره سلولی آب بیشتری را وارد سلول می‌کند که این امر سبب افزایش مقاومت گیاه به خشکی می‌شود که این قابلیت به ویژه در گیاهان آبدوست‌مثل برنج و جو و … بیشتر نمایان می‌شود. یکی از خواص اسیدفولیک‌ها بالا بردن درجه بریکس (یک معیار تعیین میزان شکر در محلول است که بستگی به میزان انکسار نور دارد و در صنایع نوشابه‌سازی و آب‌میوه استفاده می‌شود. یک درجه بریکس برابر است با یک گرم ساکاروز در 100 گرم محلول) در گیاهان است. گیاهان با درجه بریکس بالاتر به تنش‌های آبی مقاوم‌تر هستند. بالا بردن میزان فتوسنتز به خصوص در مناطق با دوره‌های ابری طولانی نیز از توانایی‌های اسیدفولیک است. از دیگر قابلیت‌های اسیدفولویک که در سالیان اخیر مورد توجه قرار گرفته است کاربرد آن در کشت‌های هیدروپونیک و فاقد خاک است. اضافه کردن اسیدفولیک به محلول‌های غذایی بعد از هفته دوم سبب افزایش مقاومت به تنش‌ها در گیاهان گلخانه‌ای می‌شود. همچنین اسیدفولویک با افزایش مواد معدنی و عناصر ریز مغذی در داخل گیاهان سبب افزایش مقاومت بر بیماری‌ها، قارچ‌ها و آفات می‌شود.

نقش اسید هیومیک در کشاورزی
اسید هومیک می‌تواند به‌طور مستقیم آثار مثبتی بر رشد گیاه بگذارد. رشد قسمت هوایی و ریشه گیاه توسط اسید هومیک تحریک می‌شود، ولی اثر آن بر روی ریشه برجسته‌تر است. حجم ریشه را افزایش داده و باعث اثربخشی سیستم ریشه شده که احتمالا دلیل افزایش
محصول است.
اسید هومیک جذب نیتروژن، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و فسفر را توسط گیاه افزایش می‌دهد. کاربرد اسید هومیک کلروز گیاهان را بهبود می‌بخشد که احتمالاً نتیجه‌ای است از توانایی اسید هومیک برای نگهداری آهن خاک به فرمی که قابل جذب و سوخت و ساز باشد. این پدیده می‌تواند در خاک‌های قلیایی و آهکی مؤثر باشد که معمولاً کمبود آهن قابل جذب و مواد آلی را دارند.

مزایای استفاده از اسید هیومیک :
افزودن مواد آلی به خاک‌هایی با کمبود مواد آلی
افزایش قدرت ریشه
بهبود جذب مواد غذایی
افزایش سنتز کلروفیل
بهبود جوانه‌زنی بذر
افزایش نگهداری حاصلخیزی
تحریک فعالیت میکروبی مفید
حفظ سلامت گیاه و افزایش محصول (سیب‌زمینی، گندم، گوجه‌فرنگی، ذرت و چغندرها)
سالم و بی‌خطر بودن برای حیوانات، گیاهان و انسان
تحریک کننده هورمون‌ها و آنزیم‌های گیاهی
متوقف کننده بیماری‌ها، استرس گرمایی و صدمات سرما
افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانتی
مواد هیومیک پیچیده، مخلوط و با وزن مولکولی بالایی هستند که توسط واکنش‌های شیمیایی و بیوشیمیایی در طی فساد و دگرگونی بقایای گیاهی و میکروبی تشکیل شده‌اند.
مواد هیومیک از ترکیبات بسیار مهم خاک است که خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و حاصلخیزی خاک را تحت تأثیر قرار می‌دهد و همچنین آثار مستقیم روی گیاهان و محصولات کشاورزی دارد. برخی مطالعات نشان داده‌اند که مواد هیومیک حاوی اکسین یا مواد شبه‌اکسین هستند. مواد هیومیک متابولیسم ثانویه گیاه را با افزایش جذب CO2، سنتز ATP و تأثیر بر فتوسنتز راه می اندازند.
هیومیک یک محرک زیستی است و می‌تواند برای چمن، درختان، درختچه‌ها، بوته‌ها، باغچه‌ها و حتی گیاهان آپارتمانی استفاده شود. هیومیک اسید یک اسید ضعیف آلی با قابلیت‌های بسیار زیاد است که کمک فراوانی به جذب این عناصر به گیاه کرده، از آب شویی و از دست رفتن آنها جلوگیری می‌کند. به همین علت مصرف کودهای شیمیایی در خاک را می‌تواند به نصف کاهش دهد، در حالی که نتیجه بهتری برای کشاورز به بار آورد و در عین حال، تا حد زیادی از هزینه سرسام‌آور خرید کودهای شیمیایی و مسمومیت و سفتی خاک بکاهد.
امروزه اسید هیومیک به رسمیت شناخته شده و افزایش استفاده از آن به دلیل آثار سودمند آن در رشد و کشت محصولات (سبزی و غیرسبزی)، مرکبات، چمن، گل‌ها و به‌ویژه در خاک‌هایی با کمبود مواد آلی. اسید هیومیک یک کود نیست، به‌طور مستقیم مواد غذایی را برای گیاه فراهم نمی‌کند، ولی یک مکملی برای کود است.
هنگامی که اسید هیومیک به خاک رس اضافه می‌شود، باعث شکستن سله می‌شود و اجازه می‌دهد تا نفوذ آب افزایش یافته و رشد و نمو ریشه بهتر شود. هنگامی که به خاک شنی اضافه می‌شود، اسید هیومیک مواد آلی ضروری لازم برای حفظ آب را اضافه می‌کند، بنابراین رشد ریشه را بهبود بخشیده و توانایی خاک‌های شنی را برای حفظ و شسته نشدن مواد حیاتی گیاه می‌افزاید.