Fulvic acid
در بازار استفاده از مواد هیومیک در حال گسترش بوده و بعنوان طلای سیاه کشاورزی شناخته می شود. این مواد به طور روز افزونی برای استفاده در کشاورزی محبوبیت پیدا کرده اند.
مواد هیومیک بر اساس حلالیتشان درمحلول های استخراج کننده اسیدی یا قلیایی به سه جزء اصلی تقسیم میشوند که شامل: هیومیک اسیدها که در بر گیرنده جزء محلول در قلیا و غیر محلول در اسید، فولویک اسید، جزء محلول در قلیا و محلول در اسید و جزء هیومین که با اسید و قلیای رقیق استخراج نمی شود و در این محیط ها نامحلول می باشد. اجزاء مختلف موادهیومیک (هیومیک اسید، فولویک اسید و هیومین) به لحاظ بسیاری از خصوصیات شیمیایی نظیر ترکیب عنصری برای مثال کربن(C)، هیدروژن(H)، نیتروژن(N)، اکسیژن(O)، تنوع گروه های عاملی و همچنین منبع تولید یکسان هستند، اما چیزی که باعث تفاوت بین بخش های مختلف مواد هیومیکی می شود اندازه ذرات در هر بخش، ساختمان مواد هیومیک (درجه آروماتیکی و آلیفاتیکی) ، نسبت عناصر و کمیت گروه های عاملی است.
فولویک اسید ترکیبی با وزن مولکولی پایین (با وزن مولکولی کمتر از 2000 دالتون و میانگین طول و قطر ماکرو مولکول ها به ترتیب60 و 2 نانومتر) و فعال از نظر کمیت گروههای عاملی می باشد؛ اما در مقابل هیومین شامل ترکیباتی با وزن مولکولی بالا (وزن مولکولی بیش از 5000 دالتون) نسبتا ً با فعالیت کم از نظر گروههای عاملی است.
هیومین غالبا ً آمیخته با مواد معدنی نظیر رس ها می باشد که این باعث بلوکه کردن گروه های عاملی این مواد می شود.
این عوامل باعث می شود که هیومین در اکثر محلول ها غیر محلول باشد. هیومیک اسید خصوصیاتی بینابین این دو گروه را دارد. گروه های عاملی فعال آن نسبت به فولویک اسید کمتر و نسبت به هیومین بیشتر است و از نظر وزن مولکولی نیز بین این دو قرار دارد (با وزن مولکولی بین 2000 تا 5000 دالتون) . هیومیک و فولویک اسید در مقادیر زیاد از هومات ها استخراج می شوند که بطور طبیعی درانواع سنگهای آلی با مواد هیومیک بالا یافت می شوند.
فولویک اسید به سه فرم پودری، مایع و گرانوله وجود دارد.
این مواد شامل لئوناردیت(لیگنیت اکسید شده از رسوبات زمین شناسی خاص در داکوتای جنوبی)، لیگنیت هوادیده1(برای مثال اکسید شده)، زغال سنگ نیمه بیتومینه و انواع سنگ های کربن دار از قبیل گلسنگ، شیل و سنگ رسی می باشند.
هومات ها بعنوان مواد خام بوده و عصاره آنها (برای مثال هیومیک و فولویک اسید) به بازار عرضه شده و به عنوان کود و بهساز خاک به جوامع کشاورزی و باغبانی فروخته می شود. نکته قابل توجه این است که هیومیک و فولویک اسیدهای متعلق به منابع مختلف وحتی انواع متعلق به یک منبع یکسان، میتوانند از نظر ساختار بطور قابل توجهی با هم اختلاف داشته باشند (بطور مثال در درجه آروماتیکی/آلیفاتیکی).
فولویک اسید یک ماده آلی هیومیکی است که از تجزیه بقایای موجودات زنده بوجود میآید. به علت وجود اکسیژن بالا رنگ آن زرد رنگ است.
این اسید یک الکترولیت قوی است که در pHهای اسیدی، قلیایی و خنثی محلول میباشد.
اسید فولویک یک مولکول بسیار ریزی است که به راحتی به درون گیاه وارد میشود.
به طور کلی وظیفه اصلی و اساسی فولویک اسید اتصال به عناصر و مواد مغذی و انتقال آنها از خاک به گیاه است.
تفاوت و شباهات فولویک اسید و هیومیک اسید
فولویک اسید و هیومیک اسید هر دو ماده هیومیکی هستند که شباهات و تفاوتهایی با هم دارند.
این دو مولکول هیومیکی سبب رشد شاخهها، تحریک ریشهزایی و بالا رفتن ظرفیت حفظ آب در گیاه میشود.
این دو ماده کارایی متفاوتی دارند اما در صورتی که باهم استفاده شوند مکمل هم هستند. هیومیک اسید میزان دسترسی ماده مغذی و نفوذپذیری دیوارههای سلولی را افزایش میدهد و فولویک اسید مواد غذایی را از خاک به سمت گیاه منتقل میکند که همین امر سبب افزایش کمیت و کیفیت محصول میشود.
فولویک اسید دو برابر هیومیک اسید اکسیژن دارد که این امر سبب زرد رنگ شدن فولویک اسید و سیاه رنگ شدن هیومیک اسید میباشد.
فولویک اسید به دلیل اندازه مولکولی کوچکتر از هیومیک اسید کارایی بیشتری دارد. فولویک اسید دارای خاصیت تبادل یونی و جذب عناصر معدنی میباشد.
از کود فولویک اسید برخلاف کود هیومیک اسید میتوان به صورت محلول پاشی استفاده شود.
هیومیک اسید فقط در pH قلیایی محلول است اما فولویک اسید در pH اسیدی، خنثی و قلیایی محلول میباشد.
هیومیک اسید برخلاف فولویک اسید توانایی ترکیب شدن با کودهای فسفره، علف کشها و کود کلسیم نیترات را ندارد.
فولویک اسید دارای گروههای عاملی کربوکسیل و هیدروکسیل است که سبب افزایش واکنشپذیری شیمیایی میشود.
فولویک اسید هم قابلیت محلول پاشی روی برگ (برگ مصرف) و هم قابلیت جذب خاکی (خاک مصرف) را دارد اما اسید هخیومیک تنها به خاک اضافه می شود و خاک مصرف است.
برخی از مزایای استفاده از اسید فولیک
- افزایش جذب مواد مغذی:
اسید فولویک به عنوان یک عامل کلات کننده عمل میکند و به مواد معدنی و عناصر کمیاب موجود در خاک متصل میشود و آنها را محلولتر و به راحتی توسط ریشههای گیاه جذب میکند. این افزایش دسترسی به مواد مغذی منجر به بهبود رشد گیاه، افزایش عملکرد و افزایش سلامت کلی گیاه میشود. این ماده به گیاهان کمک میکند تا به مواد مغذی ضروری مانند آهن، روی و منگنز که اغلب در خاک محبوس هستند، دسترسی پیدا کنند. اسید فولویک همچنین میتواند کارایی استفاده از مواد مغذی توسط گیاه را بهبود بخشد، به این معنی که آنها میتوانند از مواد مغذی موجود در خاک بیشتر استفاده کنند.
افزایش نگهداری آب در خاک
اسید فولویک یک کلوئید آبدوست با ظرفیت جذب آب قوی است. حداکثر ظرفیت جذب آب میتواند از ۵۰۰٪ فراتر رود. وزن آب جذب شده از جو اشباع میتواند بیش از دو برابر وزن خود باشد که بسیار بیشتر از کلوئیدهای معدنی معمولی است. اسید فولویک تعرق محصول را مهار میکند، مصرف آب خاک را کند میکند و به همین ترتیب رطوبت خاک را افزایش میدهد.
افزایش حاصلخیزی خاک
اسید فولویک خود یک اسید آلی است که نه تنها انحلال قطعات معدنی در خاک را افزایش میدهد، مواد مغذی خاک را فراهم میکند، بلکه از طریق تشکیل کمپلکس، دسترسی به مواد مغذی را نیز افزایش میدهد. اسید فولویک به عنوان یک کلوئید آلی، دارای بارهای مثبت و منفی است و میتواند آنیونها و کاتیونها را جذب کند، به طوری که این مواد مغذی در خاک حفظ شده و با آب از بین نمیروند و میزان استفاده از کودها را بهبود میبخشد، که این امر به ویژه در خاک شنی اهمیت دارد. اسید فولیک جذب و انتقال عناصر معدنی را افزایش میدهد بسیاری از عناصر معدنی کمیاب مانند آهن، مس، روی، منگنز، بور، مولیبدن و غیره اجزای آنزیمها یا کوآنزیمهای دخیل در فعالیتهای متابولیکی گیاه هستند یا تأثیر مهمی بر فعالیت آنزیمهای مختلف و مقاومت گیاه در برابر تنش دارند. برخی از آنها مواد ساختاری سلولی هستند. از اجزای تشکیل دهنده. اسید فولویک میتواند با عناصر معدنی موجود در خاک، کمپلکسهای محلول (کلاتها) تشکیل دهد. این عملکرد اسید فولویک، جذب بسیاری از عناصر کمیاب توسط محصولات کشاورزی را بهبود میبخشد.
تنظیم pH محلول خاک
اسید فولویک و اسید فولویک به یکدیگر تبدیل میشوند تا یک سیستم بافر تشکیل دهند و در نتیجه pH محلول خاک را تنظیم کنند.
کاهش شوری خاک
ساختار کلوئیدی تشکیل شده توسط کمپلکس اسید فولویک و کلات کاتیونهای فلزی در خاک و تخلخل آن (سطح ویژه بزرگ) میتواند یونها یا مولکولهای موجود در محلول خاک را جذب کرده و غلظت نمک را در محلول خاک کاهش دهد.
اثرات بیولوژیکی
اسید فولویک حاوی انواع گروههای عاملی حاوی اکسیژن است که فعالیت فیزیولوژیکی آن را تعیین میکنند و در نتیجه فعالیتهای حیاتی را تنظیم میکنند، رشد و تولید مثل باکتریهای مفید را افزایش میدهند و تعداد میکروارگانیسمهای مضر را مهار میکنند؛ گروههای کربوکسیل و هیدروکسیل فنلی موجود در اسید فولویک میتوانند تا حدودی ویروسها را مهار کنند.
تحریک رشد ریشه:
بهبود فتوسنتز:
اسید فولویک میتواند جذب و عملکرد عناصر کمیاب توسط گیاهان را افزایش دهد، محتوای کلروفیل برگها را به طور قابل توجهی افزایش دهد و فعالیت آنزیمهای پروتئولیتیک را مهار کند و تجزیه کلروفیل را کند نماید. اسید فولویک میتواند فعالیت آنزیمهای محافظ را افزایش داده و آسیب کلروفیل توسط گونههای فعال اکسیژن را کاهش دهد. این موارد برای حفظ و افزایش محتوای کلروفیل، افزایش فتوسنتز و افزایش تجمع محصولات فتوسنتزی مفید هستند.
افزایش تنفس
اسید فولویک میتواند فعالیت آنزیمهای تنفسی، به ویژه فعالیت اکسیداز انتهایی را افزایش دهد و در نتیجه تنفس را تقویت کند، به طور مداوم انرژی آزاد کند و بسیاری از محصولات واسطهای تولید کند که برای انجام فعالیتهای حیاتی گیاهان فراهم میشوند. تنفس تقویت میشود و در نتیجه عملکرد جذب و سنتز مواد ریشهها را ارتقا میدهد.
بهبود جذب و کارایی کود ها
گروههای فعال اسید فولویک (شامل گروههای کربوکسیل، گروههای هیدروکسیل و برخی گروههای حاوی P، O، N و S) عموماً دهنده الکترون هستند و میتوانند به راحتی با بسیاری از گیرندههای الکترون (یونهای فلزی چند ظرفیتی، گروههای آلی یا یونها) واکنش نشان دهند و ترکیبات کئوردیناسیونی به نام کمپلکس یا کلات تشکیل دهند. به عنوان مثال، اسید فولویک-اوره و غیره در واقع مواد کمپلکس (کلات) هستند که میتوانند از دست دادن نیتروژن آمونیوم را کاهش داده و میزان استفاده از کود نیتروژن را بهبود بخشند. اسید نیتروفولویک تخریب شده به روش اکسیداتیو میتواند فعالیت اورهآز را مهار کرده و تبخیر اوره را کاهش دهد. افزودن اسید فولویک به بیکربنات آمونیوم میتواند میزان تبخیر نیتروژن بیکربنات آمونیوم را از ۱۳.۱٪ به ۲.۰۴٪ در ۶ روز کاهش دهد. در آزمایشهای میدانی، اثر کود بیکربنات آمونیوم بیش از ۲۰ روز و اثر کود اسید فولویک آمونیوم بیش از ۶۰ روز ادامه داشت. افزودن اسید فولویک، به ویژه اسید نیتروفولویک، به اوره میتواند باعث تشکیل کمپلکسهای اوره، کاهش سرعت تجزیه اوره، افزایش راندمان کود، کاهش تلفات، افزایش 30 درصدی میزان استفاده از اوره و افزایش بیش از 15 درصدی اثرات جانبی شود. نتایج اندازهگیری میزان استفاده از کود نیتروژن نشان داد که پس از افزودن اسید فولویک، میزان استفاده از 30.1 درصد به 34.1 درصد افزایش یافته و میزان جذب نیتروژن 10 درصد افزایش یافته است. تأثیر اسید فولویک و نیتروژن بر رشد و نمو گیاه بسیار مشهود است. هنگامی که نیتروژن و اسید فولویک کافی باشند، گیاهان میتوانند پروتئینهای بیشتری سنتز کنند و تقسیم و رشد سلولی را افزایش دهند. بنابراین، سطح برگ گیاه به سرعت رشد میکند و میتوان از سطح برگ بیشتری برای فتوسنتز استفاده کرد. این ماده تأثیر قابل توجهی در افزایش رشد و استحکام گیاه دارد. اغلب پس از استفاده، برگها به سرعت سبز میشوند و رشد افزایش مییابد.
اسید نیتروفولویک تخریبشده میتواند مسافت حرکت فسفر در خاک را افزایش دهد، تثبیت فسفر محلول در آب در خاک را مهار کند، فسفر بیاثر را به فسفر قابل دسترس تبدیل کند و جذب فسفر توسط ریشهها را افزایش دهد. از اسید فولویک برای محافظت از کودهای فسفات محلول در آب یا کودهای ترکیبی مبتنی بر فسفر برای کاهش تثبیت فسفر استفاده کنید؛ جذب فسفر را افزایش داده و استفاده از کود فسفات را بهبود بخشید. آزمایشهای کارایی کود نشان میدهد که افزودن 10 تا 20 درصد اسید فولویک به کلسیم معمولی، کلسیم سنگین یا فسفات آمونیوم میتواند به طور نسبی کارایی کود را 10 تا 20 درصد افزایش داده و جذب فسفر را 28 تا 39 درصد افزایش دهد. آزمایش ردیاب فسفر رادیواکتیو میزان استفاده از کود فسفات را اندازهگیری کرد. پس از افزودن اسید فولویک، میزان استفاده از کود فسفات در فصل از 15.4 درصد به 19.3 درصد افزایش یافت، یعنی میزان استفاده از کود فسفات یک چهارم افزایش یافت. اسید فولویک و کودهای فسفات در فتوسنتز، تنفس، ذخیره و انتقال انرژی، تقسیم سلولی، بزرگ شدن سلول و سایر فرآیندهای گیاهان شرکت میکنند.
گروه عاملی اسیدی اسید فولویک میتواند یونهای پتاسیم را جذب و ذخیره کند و میزان پتاسیم از دست رفته با آب را در خاک شنی و خاک با آبشویی قوی کاهش دهد. اسید فولویک از تثبیت پتاسیم در خاکهای رسی جلوگیری کرده و میزان پتاسیم قابل تبادل را افزایش میدهد. این ماده اثر حلکننده بر روی مواد معدنی حاوی پتاسیم دارد و به آرامی آزادسازی پتاسیم و افزایش محتوای پتاسیم موجود در خاک را افزایش میدهد. اسید فولویک همچنین میتواند از فعالیت بیولوژیکی خود برای تحریک و تنظیم فرآیند متابولیک فیزیولوژیکی محصولات کشاورزی استفاده کند و جذب پتاسیم را بیش از 30٪ افزایش دهد. ترکیب اسید فولویک و پتاسیم میتواند فتوسنتز را افزایش دهد، جذب و استفاده از نیتروژن توسط گیاهان را به طور قابل توجهی بهبود بخشد و آن را به سرعت به پروتئین تبدیل کند. همچنین میتواند مصرف اقتصادی آب توسط گیاه را افزایش دهد.
جذب عناصر ریز مغذی را افزایش داده و به طور موثر کمبودها را برطرف می کند
عناصر کمیاب موجود در کلات اسید فولویک، کلاتهای اسید فولویک را تشکیل میدهند که بسیار متحرک هستند و به راحتی توسط محصولات جذب میشوند و به قسمتهای دارای کمبود محصولات منتقل میشوند تا به طور موثر کمبودها را برطرف کنند. علاوه بر مقادیر زیادی از عناصری مانند نیتروژن، فسفر و پتاسیم، رشد و توسعه محصول به عناصر کمیابی مانند آهن، بور، منگنز، روی، مولیبدن و مس نیز نیاز دارد. آنها اجزای آنزیمهای مختلف در محصولات هستند و برای تقویت رشد و توسعه طبیعی محصولات مهم هستند. بهبود مقاومت در برابر بیماری، افزایش عملکرد و بهبود کیفیت، همگی تأثیرات مهمی دارند. بیشتر عناصر کمیاب موجود در خاک در حالت ناکارآمدی قرار دارند که جذب آنها برای گیاهان دشوار است. هنگامی که کودهای عناصر کمیاب به خاک اضافه میشوند، به راحتی توسط خاک تثبیت میشوند. مطالعات نشان دادهاند که واکنشهای کلاتسازی میتواند بین اسید فولویک و عناصر کمیاب مانند آهن و روی رخ دهد تا کلاتهای عناصر کمیاب اسید فولویک با حلالیت خوب و جذب آسان توسط گیاهان، مانند اسید فولویک-روی و اسید فولویک-منگنز، تشکیل شود. ، اسید فولویک-آهن و غیره، که برای جذب ریشه یا برگ مفید هستند و میتوانند حرکت عناصر کمیاب را از ریشهها به زمین افزایش دهند. آزمایشهای ردیاب نشان میدهد که مقدار اسید فولویک آهن که از ریشهها وارد گیاه میشود، 32٪ بیشتر از سولفات آهن است و مقدار اسید فولویک آهن که در برگها حرکت میکند، دو برابر سولفات آهن است که باعث افزایش محتوای کلروفیل 15 تا 45 درصد میشود و به طور موثری مشکل کمبود گیاه را حل میکند. آهن باعث زرد شدن برگ میشود.
تأثیر استفاده از اسید فولویک در ترکیب با محیط کشت و عناصر ریزمغذی به صورت جداگانه
برنج یک محصول دوستدار سیلیکون است. برنج از کود سیلیکون اسید فولویک برای افزایش وزن دانه بلال، بلوغ زودتر و بهبود مقاومت در برابر بیماریها استفاده میکند. این کود میتواند مقاومت محصولات کشاورزی را در برابر آفات و بیماریها افزایش داده و آسیبهای ناشی از آفات و بیماریها را کاهش دهد. میتواند مقاومت در برابر خوابیدگی محصولات کشاورزی را بهبود بخشد، تهویه محصولات را افزایش داده و مقاومت در برابر تنش محصولات را بهبود بخشد. میتواند تثبیت فسفر در خاک را کاهش دهد. میتواند کیفیت محصولات کشاورزی را بهبود بخشد و برای ذخیرهسازی و حمل و نقل مناسب باشد.
اسید فولویک همراه با کود کلسیم میتواند شلی میوه را کاهش دهد، سختی میوه را افزایش دهد، میوه را در برابر انبارداری مقاوم کند، پوسیدگی را کاهش دهد و محتوای ویتامین C را افزایش دهد.
اسید فولویک همراه با کود منیزیم میتواند فتوسنتز گیاهان را افزایش دهد، سنتز پروتئین را ارتقا دهد، عملکرد محصولات را افزایش دهد و کیفیت محصولات کشاورزی را بهبود بخشد.
اسید فولویک همراه با گوگرد میتواند محتوای پروتئین را افزایش دهد، کیفیت محصولات غلات را بهبود بخشد، محتوای ویتامین A و محتوای روغن محصولات روغنی را افزایش دهد. همچنین میتواند کیفیت میوهها، سبزیجات، چغندر و سایر ارقام را بهبود بخشد و میتواند مقاومت در برابر سرما و مقاومت محصولات کشاورزی را افزایش دهد. مقاومت در برابر خشکسالی. اسید فولویک همراه با روی توسط گیاهان به شکل Zn2+ جذب میشود. در متابولیسم نیتروژن، میتواند نسبت نیتروژن آلی و نیتروژن معدنی را در گیاه به خوبی تغییر دهد، توانایی مقاومت در برابر خشکسالی و دمای پایین را تا حد زیادی بهبود بخشد و رشد سالم شاخهها و برگها را تقویت کند. در تولید کلروفیل شرکت میکند، از تخریب کلروفیل جلوگیری میکند و کربوهیدرات تشکیل میدهد.
مکانیسم رهایش پایدار و همافزایی (سینرژی) با آفت کش ها
اسید فولویک عملکرد سورفکتانت را دارد که میتواند کشش سطحی آب را کاهش داده و آفتکشها را امولسیون و پراکنده کند؛ میتواند درجات مختلفی از واکنشهای پیوند هیدروژنی یا تبادل یونی را با بسیاری از آفتکشها ایجاد کند؛ اسید فولویک، به عنوان یک ماده کلوئیدی با ویسکوزیته بالا و سطح وسیع، ممکن است اثر جذب فیزیکی قوی بر روی آفتکشها داشته باشد. اسید فولویک خود دارای اثرات ضد باکتری و ضد بیماری است و ترکیب آن با قارچکشها معادل ترکیب دو آفتکش است. رنگ میوهها را از قبل تغییر داده و آنها را بالغ میکند، مشابه اثر رسیدن اتیلن. تقسیم سلولی، طویل شدن سلول، تمایز و غیره را افزایش میدهد، مشابه اثرات دو یا چند هورمون گیاهی.
بهبود کیفیت محصولات کشاورزی
اسید فولویک سنتز آنزیمی و عملکرد قند، نشاسته، پروتئین، چربی و ویتامینهای مختلف را تقویت میکند. این اسید میتواند فعالیت پلیساکاراز را تحریک کرده و پلیساکاریدها را به مونوساکاریدهای محلول تبدیل کند و در نتیجه شیرینی میوه را افزایش دهد؛ نسبت کل قند به نیکوتین و پتاسیم به کلر را در برگهای تنباکو افزایش دهد و کیفیت برگهای تنباکو را بهبود بخشد؛ محتوای کل هندوانه، طالبی و سایر میوهها را افزایش دهد. محتوای قند و ویتامین C را افزایش دهد.
سایر مزایا:
اسید فولویک میتواند ساختار خاک و احتباس آب را بهبود بخشد و محیطی مطلوبتر برای رشد گیاه ایجاد کند. همچنین میتواند به سمزدایی آلایندهها در خاک کمک کند و آن را به ابزاری ارزشمند برای اصلاح خاک تبدیل کند. اسید فولویک یک روش طبیعی و پایدار برای افزایش رشد و سلامت گیاه است و آن را به ابزاری ارزشمند برای کشاورزی و باغبانی تبدیل میکند.
