مقاله در مورد هیومیک اسید

فهرست مطالب
عنوان….صفحه
مقدمه: 3
تعریف کلاسیک مواد هومیک 5
اثرات حفاظتی هومات 6
انواع هومات 7
اجزای تشکیل دهنده هیومیک 8
اهمیت اسید هیومیک 10
هیومیک اسید چیست 12
اجزای تشکیل دهنده مواد هیومیک 15
تاثیر هیومیک اسید در جذب بهتر مواد معدنی و بهبود کیفیت محصول 23
نقش هیومیک اسید در ایجاد توازن در عناصر غذایی خاک 24
هیومیک اسید و سازگاری با محیط زیست 25
هیومیک اسید و کاهش قلیائیت خاک 27
هیومیک محرک ریشه زایی 28
افزایش مقاومت گیاه با استفاده از هیومیک اسید 29
دوام اثر زیاد کودهای هیومیکی در خاک 30
هیومیک اسید عامل بازدارنده مسمویت گیاهی 31
نقش هیومیک اسید در افزایش مقاومت گیاه نسبت به خشکی 35
هیومیک اسید عاملی موثر برای مقابله با شوری آب و خاک 35
نقش هیومیک اسید در آزاد سازی مواد معدنی 36
هیومیک اسید و حفظ رطوبت خاک 39
هیومیک اسید اصلاح کننده ساختار فیزیکی خاک 40
خصوصيات گياه شناسي 42
مواد و روشها 44
نتایج بحث 46
جدول 1- تجزیه واریانس صفات اندازه گیری شده 46
جدول 2- میانگین صفات اندازه گیری شده در سطوح مختلف دو نوع کود هیومیک 47
جدول 3- میانگین صفات اندازه گیری شده با استفاده از کودهای هیومیک 48
منابع 49
مقدمه:
گیاهان بجز آب و مواد معدنی محلول، چیزی از خاک جذب نمی کنند. این کشف مهم پروفسور لیبیگ در نیمه نخست قرن نوزدهم بود که عصر کود های شیمیایی را آغاز کرد. گرچه آزمون های بی شمار و در راس همه کشتهای هیدروپونیک، صحت این مدعا رابارها تایید کرداند ، ولی باید تاکید نمود که این فقط بخشی از واقعیت است. این درک ناقص بود که سبب شد اهمیت مواد آلی خاک و اکوسیستم فعال و زنده آن برای نزدیک به یکصد سال مورد غفلت و بی توجهی قرار گیرد. واقعیت مهمتر اینست که گیاه مینرال های محلول را با نسبت های خاص لازم دارد. در غیر اینصورت نامتوازن و بیمار میشود و این بیماری و عدم تعادل به سرعت به علفخواران و انسان نیز منتقل میگردد.با کمال تاسف این اتفاقی است که رخ داده و بشر را با انبوهی از بیماری های
جسمی و روانی درگیر نموده است. در گلخانه هیدروپونیک آب ومینرال با کمک ابزار های دقیق وبه صورت کاملا حساب شده در اختیار بوته ها قرار می گیرد. هرگونه غفلت از این امر مهم کل محصول را به خطر می اندازد. در باغات و مزارع وبطور کلی در طبیعت ، این مواد آلی خاک ودر راس آنها هیومیک اسید است که انتقال عناصر به ریشه را مدیریت می کند. عملکرد آنزیمها، هورمون ها و در نهایت ژن ها، به نحو بسیار گسترده ای با نسبت مینرالهای موجود در محیط داخلی مرتبط است. هر گونه تغییر ممتد در این نسبت ها، می تواند با فعال ویا غیرفعال کردن یک یا چند ژن تغییرات غیر قابل تصوری در فیزیولوژی ایجاد کند. مصرف بی رویه کود های شیمیایی در نیم قرن گذشته با نابودی میکرو ارگانیسمهای مولد هیومیک اسید ازیک طرف و اشباع هیومیک های موجود از طرف دیگر، سبب برهم خوردن توازن عناصر محلول درخاک ، گیاه، و نهایتا انسان گردیده ، زمینه طغیان امراض را فراهم نموده است. این آسیب در سرزمینهای خشک و کویری که از لحاظ ماده آلی خاک فقیرند بارزتر است. همه گیری پدیده هایی همچون اعتیاد،خشونت،انتحار وشیوع بی سابقه جرم وجنایت را نباید صرفا به عوامل اقتصادی،اجتماعی وسیاسی نسبت داد.شواهد قانع کننده ای در دست است که اینها وبسیاری از اختلالات رفتاری وجسمانی دیگرمی توانند بنیانهای زیستی داشته وبا عدم توازن عناصردرخاک مرتبط باشند. پس اگر خواستار احیای سلامت جامعه هستیم ،نخست باید خاک را اصلاح کنیم. مواد هیومیکی با کاهش مصرف کودهای شیمیایی ،جذب آلاینده های خاک وتفویت میکروارگانیسم های مفید واحیای توازن عناصر ، ابزار ایده آلی برای اصلاح خاک می باشد(2).
ماده آلی خاک به یکی از سه شکل زیر است:
1) مواد گیاهی و جانوری زنده
2) مواد گیاهی و جانوری مرده
3) مواد گیاهی و جانوری تجزیه شده
ماده آلی خاک یکی از شاخص های مهم حاصلخیزی خاک است که تفاوت آن ناشی از عوامل زیر است:
1) تغییرات اقلیمی 2) سنگ مادری و موطن 3) فرآیندهای پیچیده بیولوژیک، شیمیایی و فیزیک خاک
هوموس مخلوطی از ترکیبات آلی است که از تجزیه بافت های گیاهی حاصل شده اند. مواد هومیک عمده ترین قسمت ماده آلی خاک را تشکیل می دهد(2).
تعریف کلاسیک مواد هومیک
هیومیک همان مواد آلی هستند که به طور طبیعی و عمدتا هتروژن به وجود می آیند و عموما به رنگ زرد تا سیاه و با وزن ملکولی بالا هستند.مواد هومیک نتیجه تجزیه مواد آلی بوده، ترکیبات آلی طبیعی هستند که 50 تا 90 درصد از ماده آلی پیت، لیگنیت ها، ساپروپل ها و ماده آلی غیرزنده اکوسیستم های خاک و آب را تشکیل می دهند. دانشمندان معتقدند که مواد هومیک می تواند با یکی از موارد زیر برای موجودات زنده مفید واقع شود: توسعه ارگانیسم ( به عنوان یک ماده سوبسترا یا منبع غذایی، یا با فعالیت شبه آنزیمی)، به عنوان حاملین مواد غذایی، کاتالیست های واکنش های بیوشیمیایی؛ و فعالیت آنتی اکسیدانی هستند.
یکی از مهمترین عوامل فعالیت بیولوژیک هومات ها مشخصات کیفی محصول است. تحقیقات گسترده نشان داده است که کیفیت محصول با یکی از دو روش غیر مستقیم زیر افزایش یافته است: 1) با تجمع مواد غذایی فعال بیولوژیک 2) کاهش مقدار مواد زاید. (می دانیم که ارزش غذایی و طعم محصول به ویتامین، قندها، فسفر، اسید نوکلئیک و محتوای روغن آن بستگی دارد(2).
اثرات حفاظتی هومات:
– حفاظت در برابر تشعشعات رادیواکتیویته
– حفاظت از مواد مضره در اتمسفر، خاک و آب های زیر زمینی
– حفاظت از باقی مانده سموم آفت کش و سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در کشاورزی
– حفاظت از عوامل محیطی نامساعد در مناطق پر خطر برای کشاورزی “تنش های محیطی”
– کاهش محتوای نیترات های حاصل از مصرف بی رویه کودهای ازته
– کاهش اثر سمی فلزات سنگین
انواع هومات:
هومات پتاسیم، هومات روی، هومات سدیم و هومات آمونیم از انواع هومات می باشند.
متخصصین کشاورزی می گویند که بیوتکنولوژی تکنیک جدید بشر برای تامین غذا و حفظ محیط زیست است. بیوتکنولوژی محصول تعامل بیولوژی و تکنولوژی است. تکنولوژی تولید هومات ها یک تکنولوژی جدید با اثر بیولوژیک روی گیاهان است.
بیوتکنولوژی در سه بعد اصلی می تواند بر زندگی انسان تاثیر بگذارد:
1) ارتباط انسان با محیط زیست طبیعی2) سلامتی و بهداشت انسان 3) کشاورزی. تکنولوژی تولید هومات ها و کاربرد آنها در هرسه مورد بالا تاثیرگذار می باشد.
با انقلاب صنعتی در کشورهای غربی، سیستم های تولید غذا مکانیزه شد و برنامه های اصلاح نبات به تولید ارقامی منجر شد که وقتی کودهای سنتتیک به کار رود، و تحت حفاظت آفت کش های مدرن، عملکرد بالایی حاصل نمایند.برخی از مردم در اوایل قرن 20 متوجه شدند که کشاورزی مدرن ناپایدار بوده است. زیرا قوانین طبیعت را نقض می کند.
آمار دقیقی از بیماران سرطانی کشور در دسترس نمی باشد. اما می دانیم که تعداد این بیماران به طور روز افزون در حال افزایش است. امروزه کشاورزی بدون مصرف مواد شیمیایی توصیه می شود. از طرفی جمعیت دنیا به طور تصاعدی در حال افزایش است و باید برای انسان ها به اندازه کافی غذای سالم تولید کرد. استفاده از هومات ها در کشورهای پیشرفته در کشاورزی ارگانیک نیز برای افزایش کمی و کیفی محصول به کار می رود(1).
اجزای تشکیل دهنده هیومیک:
مواد هومیک اجزاء اصلی ماده آلی طبیعی خاک، آب و همچنین رسوبات آلی زمین شناختی، رسوبات دریاچه ها، پیت ها، ذخال های قهوه ای و لجن ها هستند. آنها از بقایای گیاهی درحال پوسیدن تشکیل یافته اند که بیشتر به طرز مشخصی قهوه ای رنگ بوده، به قهوه ای یا سیاه شدن خاک های سطحی کمک می کنند. آنها اجزاء اصلی ماده آلی طبیعی آب های سطحی در غلظت های بالاتر بوده، رنگ تیره ای، به ویژه قهوه ای در استخر های آب شیرین، دریاچه ها و رودخانه ها دارند. رنگ آن در بستر برگ یا کمپوست ها، ممکن است بسته به درجه پوسیدن و غلظت، قهوه ای مایل به زرد تا سیاه باشد.
مواد هومیک اجزاء بسیار مهم خاک هستند که بر خواص فیزیکی و شیمیایی خاک تاثیر گذاشته، و حاصلخیزی آن را بهبود می بخشند. در سیستم های آبی مثل رودخانه ها، حدود 50 درصد مواد آلی محلول، مواد هومیک هستند که تحت تاثیر pH و قلیائیت قرار دارند. مواد هومیک در سیستم های خاکی و آبی، بر شیمی، چرخه زندگی و قابلیت زیستی عناصر شیمیایی تاثیر گذاشته، همچنین حمل و نقل و تخریب زنون حیاتی و عناصر شیمیایی طبیعی را منجر می شوند. آنها بر بهره وری بیولوژیک را در اکوسیستم های آبی اثر گذاشته، فراورده های فرعی را در طی تیمار آبی ضدعفونی می کنند(5).
مواد هومیک ترکیبات پیچیده و ناهمگنی هستند که از چندین ماده متفرقه با واکنش های بیوشیمیایی و شیمیایی در طی پوسیدن و دگرگونی بقایای گیاهی و میکروبی ( فرآیندی به نام هومی فیکاسیون) تشکیل یافته اند. همی سلولز گیاهی و فرآورده های حاصل از آن همچون پلی ساکاریدها، ملانین، کوتین، پروتئین ها، لیپیدها، اسید نوکلئیک، ذرات ریز و غیره اجزای مهمی هستند که در این فرآیند شرکت دارند(5).
مواد هومیک در خاک ها و رسوبات می توانند به سه فراکسیون اصلی تقسیم شوند: اسیدهای هومیک ،اسیدهای فولویک و هومین. اسید هومیک و اسید فولویک از خاک و سایر منابعی با فاز جامد با استفاده از باز قوی استخراج شده اند. اسیدهای هومیک در pH پایین نامحلول هستند و با اضافه کردن اسید قوی ( تنظیم 1 pH= با اسید کلریدریک) ته نشین می شوند. هومین نمی تواند با یا بدون یک باز قوی یا یک اسید قوی استخراج شود(2).
مواد هومیک آبی تنها حاوی HA و FA هستند و این اجزا معمولا با کاهش دادن pH به 2 و جذب هر دو جزء در یک ستون رزینی مناسب جدا می شوند. HA و FA با باز قوی و به دنبال آن با کاهش دادن pH به 1 برای تسریع از رزین استخراج می شوند. جداسازی ستون رزین برای جداسازی FA از مواد غیر هومیکی (اسیدهای آمینه،
پپتیدها، قندها و غیره) استخراج شده از خاک نیز به کار می روند. در pH پایین، FA روی رزین جذب می شود، اما مواد غیر هومیکی از میان ستون عبور می کنند(2).
مواد هومیک دارای فعالیت شیمیایی بسیار بالایی بوده، هنوز در مقابله با تخریب زیستی مقاومت می کند. بیشتر اطلاعات مربوط به HA، FA و هومین به خواص عمومی و ساختار گروه بزرگی از اجزای با ساختار و وزن ملکولی متنوع مربوط می شود. خواص و ساختار دقیق نمونه به دست آمده از مواد هومیک به منبع آب یا خاک و شرایط خاص استخراج بستگی دارد(2).
اهمیت اسید هیومیک:
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(5).
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.
-6احیای 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(5).
هیومیک اسید چیست؟
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(1).
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(1).
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(1).
نام مواد هیومیکی 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(5).
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(1).

فایل : 37 صفحه

فرمت : Word