هیومیک اسید و نقش آن در بهبود ساختمان خاک و کاهش شوری
شوری خاک یکی از چالش‌های مهم کشاورزی در مناطق خشک و نیمه‌خشک است. تجمع نمک‌های محلول در خاک می‌تواند جذب آب توسط ریشه را دشوار کند و با ایجاد تنش اسمزی، رشد گیاه و جذب عناصر غذایی را تحت تأثیر قرار دهد. از طرف دیگر، ضعف ساختمان خاک و کاهش نفوذپذیری آب ممکن است خروج نمک‌ها از ناحیه ریشه را دشوارتر کند. به همین دلیل، مدیریت شوری تنها به انتخاب کود مناسب محدود نمی‌شود و به بهبود شرایط خاک، مدیریت آب آبیاری و فراهم کردن امکان خروج نمک‌ها نیز نیاز دارد.
در این میان، هیومیک اسید به‌عنوان یکی از ترکیبات هیومیکی مورد استفاده در کشاورزی، می‌تواند به بهبود برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک کمک کند. بااین‌حال، میزان تأثیر آن به نوع خاک، کیفیت محصول، مقدار مصرف و شرایط محیطی بستگی دارد. بررسی علمی این اثرات نشان می‌دهد که هیومیک اسید را باید بخشی از برنامه مدیریت خاک دانست، نه راه‌حلی مستقل و قطعی برای رفع شوری خاک.
هیومیک اسید چیست و چه نقشی در خاک دارد؟
هیومیک اسید بخشی از مواد هیومیکی است که از دگرگونی و تجزیه طولانی‌مدت مواد آلی به وجود می‌آیند. این ترکیبات دارای گروه‌های عاملی مختلفی، از جمله گروه‌های کربوکسیلی و فنولی هستند که به آن‌ها امکان برهم‌کنش با یون‌های معدنی، مواد آلی و سطوح ذرات خاک را می‌دهند.
این ویژگی‌ها باعث شده است مواد هیومیکی در پژوهش‌های مربوط به حاصلخیزی خاک، نگهداری عناصر غذایی، ویژگی‌های فیزیکی خاک و پاسخ گیاه به تنش‌های محیطی مورد توجه قرار گیرند. مرور علمی منتشرشده در مجله Chemical Society Reviews به نقش مواد هیومیکی در مدیریت یون‌ها، مواد معدنی، آب و برهم‌کنش‌های موجود در خاک پرداخته است [1].
البته همه محصولات هیومیک اسید ویژگی یکسانی ندارند. منشأ ماده اولیه، روش استخراج، ترکیب شیمیایی و میزان انحلال‌پذیری می‌توانند بر عملکرد محصول تأثیر بگذارند. برای مطالعه بیشتر در مورد هیومیک اسید به مقاله هیومیک اسید چیست مراجعه کنید.
هیومیک اسید چگونه به بهبود ساختمان خاک کمک می‌کند؟
ساختمان خاک به نحوه قرارگیری ذرات شن، سیلت و رس در کنار یکدیگر و تشکیل خاکدانه‌ها گفته می‌شود. وجود خاکدانه‌های پایدار و منافذ مناسب برای نفوذ آب، تبادل هوا و رشد ریشه اهمیت زیادی دارد. در خاک‌هایی که ساختمان ضعیفی دارند، ممکن است نفوذ آب کاهش یابد، سطح خاک پس از آبیاری سله ببندد و شرایط مناسبی برای توسعه ریشه فراهم نشود.
مواد آلی و ترکیبات هیومیک اسید می‌توانند از طریق برهم‌کنش با ذرات معدنی و سایر اجزای خاک، بر تشکیل و پایداری خاکدانه‌ها اثر بگذارند. در صورت بهبود پایداری خاکدانه‌ها، احتمال تخریب ساختمان خاک در اثر خیس‌شدن و آبیاری کاهش می‌یابد و شرایط مناسب‌تری برای حرکت آب در خاک فراهم می‌شود.
پژوهشی منتشرشده در مجله Journal of Soils and Sediments ارتباط مواد هیومیکی با پایداری خاکدانه‌ها را در خاک‌های ریزوسفر و غیرریزوسفر بررسی کرده است [2]. همچنین، مطالعه‌ای در مجله Soil Science Society of America Journal نشان داده است که کاربرد ترکیبی هیومیک اسید و یک ماده قلیایی جانبی در خاک شور-قلیایی، تحت شرایط آزمایش، بر شاخص‌های ساختار خاکدانه‌ها تأثیر گذاشته است [3].
نقش هیومیک اسید در نگهداری آب و عناصر غذایی
یکی دیگر از ویژگی‌های مورد توجه مواد هیومیکی، تأثیر آن‌ها بر برخی خصوصیات شیمیایی خاک است. گروه‌های عاملی موجود در این ترکیبات می‌توانند با یون‌های مختلف برهم‌کنش داشته باشند و در شرایط مناسب به افزایش ظرفیت نگهداری برخی عناصر غذایی کمک کنند. مواد آلی همچنین می‌توانند در افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی خاک نقش داشته باشند؛ موضوعی که در خاک‌های دارای ماده آلی کم اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
ظرفیت تبادل کاتیونی، توانایی خاک برای نگهداری و تبادل یون‌های مثبت مانند پتاسیم، کلسیم و منیزیم است. افزایش این ظرفیت می‌تواند به حفظ بهتر برخی عناصر غذایی در خاک کمک کند. از سوی دیگر، مواد آلی می‌توانند بر نگهداری آب و ویژگی‌های فیزیکی خاک اثر بگذارند. این عوامل می توانند به کاهش اثرات شوری کمک کند.
آیا هیومیک اسید به کاهش شوری خاک کمک می‌کند؟
برای کاهش شوری، باید مقدار نمک‌های محلول در ناحیه ریشه کاهش یابد. یکی از روش‌های اصلی این کار، آبشویی است؛ یعنی عبور آب با کیفیت مناسب از خاک به‌گونه‌ای که نمک‌ها را به لایه‌های پایین‌تر منتقل کند. اجرای موفق آبشویی به نفوذپذیری مناسب خاک، کیفیت آب و وجود زهکشی کافی نیاز دارد.
هیومیک اسید به‌خودی‌خود نمک‌های محلول را از خاک خارج نمی‌کند. بااین‌حال، اگر مصرف آن در یک خاک مشخص موجب بهبود پایداری خاکدانه‌ها یا شرایط حرکت آب شود، ممکن است به فراهم شدن شرایط مناسب‌تر برای آبشویی نمک‌ها و در نهایت کاهش شوری کمک کند.
برای مثال، پژوهشی منتشرشده در مجله Applied Soil Ecology نشان داد که استفاده از کود هیومیک اسید همراه با ورمی‌کمپوست در خاک شور-قلیایی، با بهبود ریزساختار خاکدانه‌ها و افزایش آبشویی نمک‌ها در شرایط مطالعه همراه بود [5]. این یافته از ظرفیت بالقوه مواد هیومیکی در برنامه مدیریت خاک شور حمایت می‌کند.
چرا هیومیک اسید به‌تنهایی برای رفع شوری کافی نیست؟
شوری خاک مسئله‌ای پیچیده است و تنها با افزودن یک ترکیب آلی برطرف نمی‌شود. اگر نمک‌ها در خاک تجمع یافته باشند، برای کاهش مؤثر شوری باید امکان انتقال آن‌ها از ناحیه ریشه فراهم شود. به همین دلیل،استفاده از کود مناسب، کیفیت آب آبیاری، مقدار آب مصرفی، وضعیت زهکشی و ویژگی‌های فیزیکی خاک نقش تعیین‌کننده‌ای دارند.
در خاک‌هایی که نفوذپذیری ضعیفی دارند، حتی استفاده از آب برای آبشویی نیز ممکن است با محدودیت روبه‌رو شود. در چنین شرایطی، ابتدا باید علت کاهش نفوذپذیری مشخص شود و سپس روش اصلاحی متناسب با ویژگی‌های خاک انتخاب شود. در بعضی خاک‌ها، اصلاح ساختمان خاک و افزایش ماده آلی می‌تواند بخشی از راهکار باشد؛ در شرایط دیگر، اقدامات تکمیلی برای مدیریت نمک‌ها ضروری است.
بنابراین، مصرف هیومیک اسید زمانی منطقی‌تر است که با شناخت شرایط خاک و در چارچوب یک برنامه مدیریت شوری انجام شود. آزمایش خاک و آب آبیاری می‌تواند به انتخاب روش مناسب و ارزیابی نتیجه کمک کند.
منابع:
[1]Yang, F., Tang, C., & Antonietti, M. (2021). Natural and artificial humic substances to manage minerals, ions, water, and soil microorganisms. Chemical Society Reviews, 50, 6221–6239.
[2] Kobierski et al. (2018). Humic substances and aggregate stability in rhizospheric and non-rhizospheric soil. Journal of Soils and Sediments.
[3] Liu et al. (2024). Effect of alkali residue and humic acid on aggregate structure of saline-alkali soil. Soil Science Society of America Journal, 88, 291–303.
[4] Tiwari et al. (2023). Humic substances: Structure, function and benefits for agroecosystems—a review. Pedosphere, 33(2), 237–249.
[5] Liu et al. (2020). Saline-alkali soil applied with vermicompost and humic acid fertilizer improved macroaggregate microstructure to enhance salt leaching and inhibit nitrogen losses. Applied Soil Ecology, 156, 103705.
بدون دیدگاه