آشنایی با هیومیک و استفاده آن در کشاورزی

موادآلي عامل اصلي بارورسازي خاك مي باشند. میزان مناسب مواد الی برای کشاورزی حدود4تا6در صد می باشد که در خاک های ایران این مقدار وجود ندارد و در شمال میزان درصد مواد الی حدود 1درصد می باشد.

هوموس به بقایای گیاهی بجا مانده در خاک گویند که هیومیک نام خود از هموس گرفته است و از انجایی که PHاسیدی دارد پسوند اسیدی را به خود اختصاص داده است. موادهيوميكي شامل سه دسته اسيد هيوميك (Acid Humic)  اسيد فولويك (Acid Fulvic)  و هيومين Humin) ( میباشند

منابع طبیعی هیومیک

اسيدهيوميك و اسيد فولويك از منابع بسيار متنوع همچون اقيانوس، لجن، خاك، هوموس، تورب، زغالهاي قهوهاي، لئونارديت، زغال سنگ و ... استخراج ميشود كه از اين بين بهترين منبع آن لئونارديت ميباشد.

انباشته شدن مواد گياهي درون باتلاق ها و تجزیه شدن آن توسط باكتريهاي بيهوازي در طي چند هزار سال موجب پيدايش تورب ها ميگردد و تورب حاصله در اثر فشارهاي قائم طبقات و رسوبات فوقاني و گرماي درون زمين طي فرايند زغالي شدن به ترتيب به لئونارديت، زغال هاي قهوهاي (ليگنيت)، زغـال سنگ نیمه بیتومینه،  بيتومينه، نيمه آنتراسيت و آنتراسيت و در شرايط ايده آل به الماس تبديل ميگردند.

ساختمان شیمیایی هیومیک:

سيد هيوميك ) (Acid Humic در مواد قليايي محلول و در آب و اسيد نامحلول، اسيد فولويك (Acid Fulvic) در آب، قليا و اسيد محلول و هيومين (Humin ) در آب، قليا و اسيد نامحلول است. با اين نكات در مييابيم كه به علت نامحلول بودن هيومين، این ماده در كودهاي هيوميكي قابليت استفاده ندارد. از سوي ديگر به اين سوال پاسخ ميدهد كه چرا با وجود اسيدي بودن منابع هيوميكي كودهاي محتوي آن دارايPH بالايي هستند؟ چراكه اسيد هيوميك و اسيد فولويك به صورت مشترك در شرايط قليايي انحالال پذيرند، لذا براي استخراج آنها از منابع هيوميكي از بازهاي قوي NaOH و KOH استفاده ميشود. ساختار ملكولي اسيد هيوميك بسيار پيچيده است و تاكنون تمامي موارد محتوي آن شناخته نشده است. تحقيقات اخير بيانگر آن است كه مواد هيوميكي حاوي طيف وسيعي از تركيبات آلي – معدني گوناگون نظير اسيدهاي آمينه، پلي آمينها، ويتامينها، هورمونهاي رشد اكسين و سيتوكینين، پپتيدها، فنولها، آلدهيدها و اسيدهاي نوكلئيك در پيوند با انواع كاتيونها مي باشند كه مجموعا تركيب بسيار پيچيده و شگفت انگيزي را ميسازند كه در شكل زير به نمايش گذاشته شده اند.

موادهيوميكي به دو صورت فعال و غيرفعال به بازار عرضه ميشود. مواد هيوميكي غير فعال تنها تأمينكنندههاي اسيدهيوميك هستند كه داراي PH اسيدياند و در خاك بسيار كند تجزيه ميشوند چرا كه همانطور كه ذكر شد اسيد هيوميك در آب نامحلول است. ولي اشكال فعال به سرعت جذب خاك و گياه ميشوند و تماما داراي PH قليايي هستند.

علت استفاده از هیومیک در کشاورزی:

-بهبود خواص فیزیکی خاک

1.افزایش دانه بندی و تهویه خاک: خاك كشاورزي از چهار بخش تشكيل شده است. 45 درصد آن را مواد معدني، 25 درصد رطوبت، 25 درصد هوا و 5 درصد باقيمانده را موادآلي تشكيل ميدهند. تمام مواد غذايي گياه از رس و مواد آلي تامين ميشود. در صورت كمبود مواد آلي خاك ذرات رس به هم ميچسبند و از نفوذپذيري خاك به شدت كاسته ميشود و فضاي كافي براي آب و هوا باقي نمي ماند. مواد هيوميكي كه 80 درصد مواد آلي خاك را تشكيل ميدهند با انتقال بار منفي خود به ذرات رس باعث ميشود كه آنها همديگر را بيشتر دفع نموده و از چسبندگي آنها كاسته شود. از سوي ديگر پليمرهاي اسيد هيوميك مشابه يك چسب ارگانيك عمل نموده و ذرات معدني خاك را به هم ميچسبانند در نتيجه تونل هايي جهت نفوذ بيشتر هوا، آب و ريشه پديد مي آورند و در صورت كمبود يا فقدان آن خاك دچار فرسايش ميشود.

2.افزایش نگهداری آب در خاک: ذرات اسيد هيوميك با مواد معدني خاك پيوند تشكيل داده و مانند یک صفحه تور مانند عمل می کند و باعث می شود حجم زیادی آب در خاک ذخیره شود.

3.افزایش مقاومت گیاه به تنش خشکی: مواد هیومیکی با اصلاح ساختار فیزیکی و دانه بندی باعث ایجاد فضای لازم، برای نفوذ آب می شود. همچنین پيوند به وجود آمده بين ملكولهاي اسيد هيوميك و آب، مانع از تبخير آب ميگردد و با نفوذ به بافت گیاهی و تشکیل پیوند با مولکول های آب از تبخیر و تعرق آب در گیاه جلوگیری می کند.

-بهبود خواص شیمیایی خاک:

1.افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی: ذرات اسيد هيوميك و اسيد فولويك دارای ظرفيت تبادل كاتيوني فوق العاده بالايي هستند و در صورتيكه به خاك افزوده شوند، ظرفيت نگهداري آب و عناصر غذايي را ارتقا مي بخشند كه باعث جلوگيري از تثبيت و شسته شدن عناصر در خاك مي باشد.

2.کاهشPH و اسیدی کردن خاک: با توجه به این که PHاسید هیومیک اسیدی می باشد باعث کاهش قلیاییت خاک می شود.

3. کاهش شوری خاک: هیومیک می تواند بسیاری از املاح مانند سدیم کلرید و به کاتیون های Na،Mg،Caو...متصل شود و آنها را در خود نگهدارد و در صورت نیاز در اختیار گیاه قرار دهد البته به طور معمول چون گیاه نیاز به سدیم کلرید ندارد معمولا این مواد باعث اشباع شدن اسید هیومیک می شود به همین دلیل باید مجدد در اختیار گیاه قرار گیرد.

4.کلات کننده عناصر ریز مغذی: هیومیک با خاصت کلات کنندگی که دارد برخی از عناصر را کلات کرده و به شکل قابل جذب برای گیاه در می آورد. عناصر مغذی مانند آهن، روی، منگنز، مس و...توسط هیومیک کلاته شده و علاوه بر این که قابل جذب می شوند مدت طولانی تری در دسترس گیاه قرار می گیرند.

5.سم زدایی خاک: به دلیل وجود شاخه های جنبی زیاد در فرمول خود قابلیت ترکیب با کاتیون های فلزات سنگین را دارد و بعد از ترکیب شدن به شکل نامحلول در آمده که قابل جذب توسط گیاه و موجودات دیگر نمی باشد. همچنین هیومیک با اتصال به برخی از سموم آنها را به شکل غیر فعال در می آورد که اثر سوء برای محیط زیست ندارد.

6. افزایش ازت در خاک: اسید هیومیک در ساختمان خود ازت را به دو فرم اسید آمینه ونیتروژن دارد همچنین باعث افزايش تداوم اثر ازت و جلوگيري از شستشوي آن در خاك می شود که در نهایت موجب افزایش کارایی ازت می شود.

7. آزاد کردن فسفر در خاک های قلیایی: اسيد هيوميك با فسفات ها كمپلكس تشكيل داده و اثرات بلوكه شدن و تثبيت آنها را در خاك كاهش ميدهد و آن را به فرم قابل جذب براي گياه تبديل ميكند.

-بهبود خاصیت های بیولوژکی گیاه و خاک:

1.افزایش جمعیت و فعالیت میکرو ارگانیسم ها: مواد هیومیکی به عنوان محرک و منبع غذایی میکروارگانیسم های مفید مانند Aspergillus niger, Penicillium glaucum, Bacillus mycoides  می باشند.

بین 15تا25 مواد الی تولید شده توسط گیاه از محل ریشه به خاک ترشح شده و در اختیار فلور های خاک قرار می گیرد و در عوض فلور های خاک محصولات تولید خود مانند هورمون ها، آنزيم ها، آنتي بيوتيك ها و ... را در اختیارگياه قرار مي دهند. همچنین فلور های خاک موجب تجزیه بقایای گیاهی و کود ها می شود و آنها را به فرم ساده تری که جذب آن برای گیاه ساده تر می باشد  در می آورد.

2.افزایش رشد وتوسعه ریشه: هیومیک در افزایش طول، قطر، وزن و سطح ریشه ها نقش اساسی دارند و همچنین با گرم نگهداشتن و حفظ رطوبت خاک، افزایش متابولیسم و فعالیت انزیمی، افزایش نفوذپذیری ریشه و... باعث افزایش سطح بیومس ریشه ها می شود.

3.افزایش جذب عناصر غذایی: هیومیک با افزیش نفوذپذیری غشا سلولی باعث جذب بهتر عناصر غذایی توسط گیاه می شود. بطور مثال استفاده از هیومیک همراه فر جذب فسفر را تا25% افزایش می دهد.

4.مقاوم کردن گیاه در برابر بیماری: به دلیل محرک بودن هیومیک برای میکرو ارگانیسم ها و قرار گرفتن آنتي بيوتيك ها و آلكالوئيد هاي دفاعی در اختیار گیاه موجب افزایش مقاومت گیاه می شود و همچنین استفاده از هیومیک باعث افزایش ضخامت دیواره سلولی می شود که باعث مقاومت در برابر بیماری های گیاهی می شود.

5.افزایش مقاومت در برابر سرما: هیومیک از چند طریق موجب افزایش مقاومت گیاه نسب به سرما می شود بطور مثال هیومیک به عنوان محرک باعث افزایش فعالیت میکروارگانیسم ها و در نتیجه گرم شدن خاک می شود همچنین از طریق اضافه شدن هیومیک به خاک به دلیل رنگ تیره خاک باعث افزایش جذب انرژی خورشید توسط خاک می شود و در نهایت مواد هیومیکی با انتقال اسید آمینه موجب افزایش سوخت و ساز درون سلولی و افزایش گیاه نسبت به سرما می شود.

هیومیک اثرات دیگری در بهبود خاصیت بیولوژیکی گیاه دارد مانند افزایش سرعت جوانه زنی، افزایش سرعت انتقال مواد غذایی در گیاه، افزایش سطح فتوسنتز و...

در نهایت باید در نظر داشت که كاربرد ميزان كم مواد هيوميكي در مقايسه با ساير منابع تغليظ نشده آلي موجب كاهش هزينه كارگري شده و از سوي ديگر ميزان مصرف ساير كودهاي شيميايي را كاهش ميبخشد همچنین مواد هیومیکی کاملا آلی بوده و برای انسان، گیاه و حیوانات غیر سمی می باشد