مقدمه

تولید محصولات با کیفیت برای زندگی و بقا انسان امری بسیار حیاتی و در گرو عناصر غذایی موجود در خاک می‌باشد. به منظور بهبود محتوی مواد آلی خاک و افزایش تولید محصولات کشاورزی، روش‌های زراعی نظیر تناوب کشت و همچنین کاربرد کودهای زیستی، حیوانی و ارگانیک مانند هیومیک اسید در کشاورزی رواج یافته اند (Doran ،2003). استفاده از انواع کودهاي آلی از جمله هیومیک اسید بدون اثر مخرب زیست محیطی براي افزایش عملکرد، در تولید محصولات مؤثر هستند. هیومیک اسید ترکیب پلیمري طبیعی- آلی است که در نتیجه پوسیدگی مواد آلی خاك، پیت، لیگنین و غیره به وجود می آید که ممکن است براي افزایش محصول وکیفیت آن به کار گرفته شود( صبوری و همکاران.، 2017). (شکل 1).

شکل 1: مولکول هیومیک اسید

مواد هیومیک دارای ۳ شاخه‌ی فرعی هستند: اسید هیومیک، اسید فولویک و هیومین (Bollo، 1999). مواد هیومیکي شامل مخلوطي از ترکیبات آلي مختلف هستند که از تجزیه گیاهان و حیوانات حاصل مي شوند (Maccarthy ، 2001). این مواد در تمام محیط هاي خاکي و آبي یافت مي شوند و یکي از فراوانترین شکل هاي مواد آلي را در سطح زمین تشکیل مي دهند(Maccarthy ، 2001). کاربرد اسید هیومیک به عنوان ماده اي با منبع طبیعي در جهت پایداري و افزایش تولید محصولات زراعي رضایت بخش مي باشد ( Sharif و همکاران.، 2002). از مزایاي مهم آن مي توان به کلات کنندگي عناصر غذایي مختلف مانند سدیم، پتاسیم، منیزیم، روي،کلسیم، آهن، مس و سایر عناصر در جهت غلبه بر کمبود عناصر غذایي، افزایش طول و وزن ریشه و آغازش ریشه هاي جانبي اشاره کرد( Aiken و همکاران.، 1985).

اسید فولویک و اسید هیومیک هر دو مواد هیومیکی هستند. بااین‌حال، تفاوت‌های کلیدی ناچیزی وجود دارد که مزایای آن‌ها و چگونگی کاربرد بهتر آن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به‌طور خلاصه اسید هیومیک و اسید فولویک از نظر محتوای کربن و اکسیژن، اسیدیته، درجه‌ی پلیمریزاسیون، وزن مولکولی و رنگ باهم متفاوت هستند. اسید هیومیک شامل مولکول‌های بزرگی است که برای فراهم‌سازی یک محیط رشد بهینه در خاک بهتر عمل می‌کند. اسید فولویک دارای مولکول‌های بسیار کوچک‌تری است که در خاک و تغذیه‌ی برگی- که مواد مغذی حیاتی را در خاک و دیواره‌ی سلولی انتقال می‌دهند- به‏ خوبی عمل می‌کنند. اسید فولویک و اسید هیومیک همزمان باهم به رشد گیاه و افزایش بازدهی محصول کمک می‌کنند.

هیومیک اسید با مشارکت در فرآیندهای گیاهی مانند فتوسنتز، تنفس سلولی، سنتز پروتئین، جذب آب و موادغذایی و فعالیت آنزیم‌ها، در بهبود رشد و در نتیجه عملکرد گیاهان بسیار موثر هستند (Nardi  و همکاران.، 1996 ).

تاثیر هیومیک اسید بر عملکرد گیاهان

کاربرد منابع و نهاده‌های تجدیدپذیر یکی از اصول کشاورزی پایدار با هدف دستیابی به بیشترین تولید در کنار کمترین آسیب به محیط زیست است (Kizilkaya، 2008).  بهبود حاصلخیزی و جلوگیری از فرسایش خاک از نتایج کاربرد طولانی مدت کودهای ارگانیک می‌باشد ( Simanung kalitet و همکاران.، 2006). ترکیبی از هیومیک اسید و نصف دز مصرفی توصیه شده از کود شیمیایی می‌تواند منجر به افزایش عملکرد گیاهان شود (Khan و همکاران.، 2010). در این زمینه تحقیقات زیادی انجام شده است که به برخی از آنها در ادامه می‌پردازیم:

محلول پاشی هیومیک اسید بر گیاه چاي ترش سبب افزایش ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد شاخه فرعی در بوته، وزن تر و خشک برگ و شاخه، تعداد میوه، وزن تر و خشک کاسبرگ ها، عملکرد بذر و مقدار کل آنتوسیانین گردید (Shahlaby و همکاران.،2011 ).

تورکمن و همکاران ( 2005) گزارش نمودند که کاربرد هیومیک اسید در خاك موجب افزایش قطر ساقه، طول ساقه و عملکرد گیاه فلفل شده است.

دلفن و همکاران( 2005) اعلام کردند در شرایط تنش خشکی، هیومیک اسید با افزایش آنزیم روبیسکو سبب افزایش فعالیت فتوسنتزي گیاه گندم می شود.

و به طور کلی، هیومیک اسید بر طول، تعداد و توسعه ریشه گیاهان  دارای تاثیر مثبتی می‌باشد (Nardi، 2002). در مطالعه اي( Yang و همکاران.،2004) دریافتند که اسید هیومیک بیش از اسید فولویک و هیومین بر فعالیت کلروفیل b اثر مي گذارد.

استفاده از هیومیک اسید با فراهم کردن افزایش جذب عناصر غذایی باعث رشد مطلوب اندام هاي هوایی می‌شود ( Erkossa و همکاران.،2002). هیومیک اسید با تولید بیشتر نوکلئیک اسیدها و آمینو اسیدها، تکثیر سلولی را در کل گیاه و به ویژه در ریشه ها افزایش می دهند (حسینیان و همکاران.، 1398).

 تاثیر هیومیک اسید در شرایط تنش آبی بر گیاهان

با توجه به خشک و نیمه خشک بودن مساحت زیادي از کشور ایران، صرفه جویی در مصرف آب ضرورت دارد؛ از طرف دیگر تغذیه در عملکرد و کیفیت مواد مؤثر گیاهان اهمیت زیادي دارد. اثرات هورمونی و بهبود جذب عناصر غذایی جهت بالا بردن عملکرد به خصوص در شرایط تنش، از اثرات اسید هیومیک حاصل از هوموس و سایر منابع طبیعی و باکتري‌هاي محرك رشد است ( صبوری و همکاران.، 2017).

هیومیک اسید با دارا بودن گرو‌ه‌های آب دوست در ساختار خود، منجر به افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک می‌شود (Stevenson، 1994). همچنین مولکول هاي هیومیک اسید از طریق پیوند با مولکول هاي آب، تا حد زیادي از تبخیر آب ممانعت می کنند ( Aiken و همکاران.، 1985). درجه باز بودن روزنه هاي برگ می‌تواند به وسیله هیومیک اسید براي کم کردن تبخیر آب کاهش یابد به طوري که گیاهان و خاك با نگه داشتن مقدار آب نسبت به خشکی، مقاوم می شوند ( Peleg, Z. و همکاران.،2011).

بر اساس تحقیقی که بر روی تاثیر هیومیک اسید تحت تنش آبی بر گیاه مرزه انجام شده است، نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد هیومیک اسید بر همه ویژگی هاي مورفولوژیک مورد بررسی مرزه تأثیر معنی داري داشت ( جدول 1) (حسینیان و همکاران.، 1398) .در آزمایش مشابهی، Ayas وGulser درسال 2005 گزارش کردند که هیومیک اسید از طریق افزایش محتواي نیتروژن برگ ها و حفظ ماندگاري برگ ها سبب بهبود رشد، افزایش زیست توده تولیدي و ارتفاع بوته می شود. ( جدول 1)

جدول 1: اثر رژیم‌های رطوبتی و محلول پاشی هیومیک اسید بر ویژگی‌های مورفولوژیک مرزه

اصلاح ساختمان خاک

مواد آلی نقش بسیار مهمی در حاصلخیزی خاک، حفاظت از محیط زیست و توسعه کشاورزی پایدار دارند. هوموس به عنوان اصلی‌ترین ماده ارگانیک موجود در خاک، در تعیین نوع بافت  و ویژگی‌های خاک  بسیار تاثیر گذاراست ( Baldock JA و همکاران.، 2000). هیومیک اسید مهم ترین ماده در ترکیب هوموس می‌باشد که به صورت مستقیم در ویژگی‌های فیزیکی خاک، توانایی خاک در تنظیم ظرفیت آب، کود و گرما، حاصلخیزی خاک و درنتیجه عملکرد بالای محصولات موثر است (Tan KH، 2014 ). و همچنین هیومیک اسید با اصلاح دانه بندي خاك فضاي بیش تري براي نفوذ آب ایجاد می کند (حسینیان و همکاران.، 1398).  براساس گزارشی توسط ( Lei Zhou و همکاران.، 2019 ) کاربرد هیومیک اسید و بنتونیت بر خاک شنی با ظرفیت پایین نگهداری آب و عاری از عناصر غذایی در گیاه ذرت به مدت 7 سال ، منجر به کاهش جرم مخصوص ظاهری خاک (چگالی)، افزایش ظرفیت نگهداری و عملکرد در این گیاه شد.

کارآیی عناصر و کودهای شیمایی

بر اساس گزارش موسسه تولید غلات در سال 2013، کودهای زیستی می‌توانند مصرف کودهای غیرارگانیک را تا 50% دز مصرفی پیشنهاد شده کاهش دهند. پژوهش‌های متعددی نشان داده اند که هیومیک اسید منجر به افزایش کارایی کودهای شیمیایی ( Guar and Geeta، 1993)، حاصلخیزی خاک و بهره‌وری محصولات می‌شود (Van Lauweet  و همکاران.، 2002).

در خاک‌های آهکی، مقادیر بسیار زیادی از فسفر مصرفی، توسط کلسیت سطح خاک جذب شده و در نتیجه برای گیاه غیر قابل دسترس خواهند شد. به همین منظور تحقیقی با کاربرد هیومیک اسید در کنار کودهای شیمیایی برای بهبود انتشار عناصر از سطح خاک، افزایش عملکرد و رشد گیاه گندم به مدت دو سال انجام شده است. نتایج تحقیق نشان داد که کارآیی فسفر با وجود هیومیک اسید، افزایش یافته درنتیجه جذب فسفر و عملکرد  گندم در خاک‌های آهکی نیز بهبود یافته است( Shafi و همکاران.، 2020).

کاربرد کود زیستی شامل ( باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن (ازتوباکتر و آزوسپیریلوم) و باکتری‌های حل کننده فسفات (پسودوموناس، پنسیلیوم و آسپرژیلوس) ( 50کیلوگرم در هکتار)، هیومیک اسید (20 لیتر در هکتار) به همراه مقادیر مختلفی از کود NPK ( 0%، 25%، 50%، 75% و 100%) با 50% مقدار توصیه شده برای تولید برنج ، منجر به افزایش محتوی فسفر و عملکرد برنج تا 8.93 تن در هکتار شده است (Fitriatin و همکاران.، 2018). ( جدول 2)

جدول2: تاثیر کود ارگانیک و هیومیک اسید بر عملکرد برنج

براساس تحقیق گلخانه‌ای در هند بر تاثیر هیومیک اسید در میزان جذب عناصر در نهال های درخت ساج ( Tectona grandis L.f.) به مدت 4 ماه، نشان داد که کاربرد هیومیک اسید منجر به افزایش جذب نیتروژن، فسفر، پتاسیم،منیزیم، کلسیم، آهن و مس میگردد. همچنین هیومیک اسید بر پارامترهایی از جمله رشد گیاه، ارتفاع و وزن خشک کل نیز دارای تاثیر مثبت بوده است (Fagbenro و همکاران.، 2013). ( جدول3)

جدول3: تاثیر هیومیک اسید بر افزایش ارتفاع نهال ساج در بازه زمانی چهار ماهه

تاثیر محلول پاشی هیومیک اسید بر گیاهان

هیومیک اسید به عنوان یک منبع طبیعی قابل اعتماد برای افزایش حاصلخیزی خاک و کیفیت محصولات شناخته شده است. کاربرد مواد هیومیکی نه تنها در خاک بلکه به صورت محلول‌پاشی نیز بر رشد وعملکرد گیاهان موثر است. استفاده از مواد آلي از جمله اسيد هيوميک، باعث عدم آلودگي محيط زيست و همچنين افزايش پايداري سيستم هاي زراعي از طريق کاهش مصرف کودهاي شيميايي مي شود ( صادق و همکاران.، 1392 ). نتایج تحقیقی در هند بر تاثیر کاربرد خاکی و محلول‌پاشی هیومیک اسید نشان داد که هر دو نوع، منجر به بهبود عملکرد و پارامترهای رشدی گیاه قهوه شدند ( Mote Kishor و همکاران.، 2020 ). ( نمودار 1)

نمودار1: کاربرد هیومیک اسید و افزایش عملکرد در قهوه

به منظور بررسي اثر سطوح مختلف محلول پاشي اسيد هيوميک بر عملکرد ذرت رقم سينگل کراس 704، آزمايشي در مزرعه تحقيقاتي دانشکده کشاورزي دانشگاه فردوسي مشهد، در سال 1388 در قالب طرح بلوک هاي کامل تصادفي در سه تکرار انجام شد. نتايج نشان داد که محلول پاشی اسيد هيوميک بر شاخص سطح برگ، دوام سطح برگ، عملکرد دانه، عملکرد بيولوژيک، تعداد دانه در رديف و طول بلال تاثيرمعني داري داشت در نتيجه مي توان گفت که استفاده از اسيد هيوميک، علاوه بر عدم آلودگي محيط زيست، مي تواند نقش مثبتي در افزايش عملکرد ذرت ايفا کند و مي توان آن را به عنوان ماده اي با منشاء طبيعي در جهت کاهش مصرف کودهاي شيميايي و افزايش توليد محصولات زراعي مورد استفاده قرار داد( صادق و همکاران.، 1392 ). (نمودار 2)

نمودار 2: عملکرد ذرت در سطوح مختلف اسید هیومیک

به منظور بررسي تاثیر اسید هیومیک تحت شرایط تنش خشکی بر برخي خصوصيات موفولوژيكي، عملكرد دانه و عملکرد روغن گلرنگ رقم محلی اصفهان، آزمايشي به صورت كرت‌هاي خرد شده در قالب طرح پايه بلوك كامل تصادفي در سه تكرار در مزرعه تحقيقاتي دانشكده كشاورزي دانشگاه شهركرد انجام گرفت. بر اساس نتايج حاصل از مقايسات ميانگين، تنش خشكي سبب كاهش معني دار و محلول پاشي اسيد هيوميك سبب افزايش معني دار صفات ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعي در بوته، قطر ساقه و تعداد برگ در بوته، عملكرد دانه و میزان روغن گلرنگ گرديد ( کریمی و تدین،1397).

به منظور بررسی اثر محلول­ پاشی کودهای آلی و ریز مغذی بر برخی خصوصیات گیاه روغنی ( Guizotia abyssinica L) ، آزمایشی به صورت بلوک­ های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد در سال زراعی 93-1392 اجرا شد. نتایج نشان داد محلول­ پاشی این مواد افزایش معنی ­دار کلیه صفات مورد بررسی را در پی داشت. عملکرد روغن با افزایش 63 و 53 درصدی به­ترتیب با کاربرد 6 لیتر اسید هیومیک و روی نسبت به کاربرد 1 لیتر در هکتار مشاهده شد که برآیند افزایش عملکرد و افزایش درصد روغن می‌باشد ( تدین و بهشتی، 1393).

محلولپاشي اسيد هيوميك باعث افزايش معني دار ارتفاع بوته گياهان نعنا فلفلي، فلفل و بادمجان گردید ( عسگری و همکاران.، 2011).

محلولپاشي اسيد هيوميك به ميزان 2 ليتر در هكتار در شرايط آزمايشگاهي ارتفاع بوته سيب زميني را به صورت معني داري افزايش داد (قاسمی و همکارن.، 2012).

در مطالعه دیگري مشاهده شد که محلول پاشي 955 میلي گرم در لیتر اسید هیومیک، موجب افزایش 25 درصد عملکرد، 81 درصد جذب نیتروژن و 89 درصد جذب فسفر در گیاه جو شد ( Ayuso و همکاران.، 1996).

در آزمایشي محلول پاشي مواد هیومیکي در گندم در مرحله توسعه خوشه در شرایط وجود بادهاي گرم و خشک، عملکرد دانه را 8 تا 5 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش داد ( Xudan، 1986).

کاربرد اسید هیومیک به صورت محلولپاشي در مقایسه با سایر روش‌هاي مصارف آن، سبب کاهش تاخیر زماني بین مصرف و جذب عناصر غذایي به وسیله گیاه مي شود و همچنین این روش کاربرد نسبت به سایر روش ها، مصرف کمتري دارد (قربانی و همکاران.، 1392).

نتیجه گیری

در سال هاي اخیر مصرف بي رویه کودهاي شیمیایي باعث آلودگي محیط زیست شده است. از طرفي واکنش محصولات به کودهاي شیمیایي کاهش یافته است، از اینرو امروزه مصرف مواد آلي رو به افزایش است. اسيد هيوميك با تاثير بر متابوليسم سلول‌هاي گياهي و همچنين با قدرت کلات كنندگي و افزايش جذب عناصر غذايي سبب افزايش رشد و ارتفاع گياه مي‌شود (نردی و همکاران.،2002). اسيد هيوميك از طريق افزايش محتواي نيتروژن سبب افزايش رشد و ارتفاع گياه ميگردد. بنابراین کاربرد هیومیک اسید می‌تواند برای رسیدن به اهداف بلند مدت در تولید محصولات برای کشاورزان بسیار مفید و سودمند باشد.

فهرست برخی منابع:

• رضوان طلب ن.، ه. پيردشتي، م. ع. بهمنيار و الف. عباسيان . 4258. مطالعه عملکارد و اجزاي عملکرد ذرت در واکنش به کاربرد انواع و مقادیر مختلف کودهاي آلي و شیمیایي. علوم کشاورزي و منابع طبیعي، ویژه نامه زراعت و اصلاح نباتات .1 :41
• حسینیان ، ابراهیمی پاك ، یوسفی و اگدرنژاد. تأثیر تنش رطوبتی و محلول پاشی هیومیک اسید بر خصوصیات مورفوفیزیولوژیک گیاه مرزه. نشریه پژوهش هاي حفاظت آب و خاك جلد بیست و ششم، شماره اول، 1398. 219-232.
• کریمی و تدین. تاثیر محلو لپاشی اسيد هيوميك بر عملكرد و برخی خصوصيات مورفولوژي گیاه گلرنگ (Carthamus tinctorius L) در شرایط تنش خشکی . نشریه پژوهش های کاربردی زراعی .دوره 31 – شماره 1- پیایند 118 بهار 97.

• Alinaghizadeh, M. Movahedi Dehnavi, M. Faraji, E. and Azimi Gandomani, M. Performance and growth indices of safflower in second crop in Yasuj region. Electronic Journal of Crop Production. 3(2):15-32. (In Persian)
• Asgari, Gh. Mortazavi, S.B. Hashemian, S.J. and Mousavi, S.Gh. 2010. Evaluation of the process of catalytic ozonation of activated carbon in the removal of humic acid from aqueous solutions. Journal of Hamedan University of Medical Sciences & Health Services. 17(4):25-33. (In Persian)
• Ahmad, Y.M., Shahlaby, E.A., and Shnan, N.T. 2011. The use of organic and inorganic cultures in improving vegetative growth, yield characters and antioxidant activity of roselle plants (Hibiscus sabdariffa ). Afr. J. Biotechnol. 10: 11. 1988-1996.
• Cereals Plant Research Institute. 2013. Biofertilizer reduced 50% of inorganic fertilizer on corn crops. South Sulawesi:Cereals Plant Research Institute
• Dadhich, S. K., Somani, L. L. and Shilpkar, D. (2011). Effect of integrated use of fertilizer P, FYM andbiofertilizers on soil properties and productivity of soybean wheat crop sequence.J. Adv. Dev.Res. 2:42-46.
• Aiken, G. R., D. M. McKnight, R. L. Wershaw, and P. Mac Carthy. 1985. Humic Substances in Soil, Sediment, and Water. New York. USA: Wiley InterScience Magdo_, F.;Weil, R.R. Soil Organic Matter in Sustainable Agriculture; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2004.