هیومیک اسید و افزایش مقاومت گیاه در برابر کم آبی

کمبود آب یکی از چالش‌های اساسی کشاورزی مدرن است. تغییرات اقلیمی و افزایش دوره‌های خشکسالی باعث تشدید کم‌آبی در بسیاری از مناطق شده و بهره‌وری مزارع را به‌شدت تحت تأثیر قرار داده است. در چنین شرایطی، یافتن راهکارهای نوآورانه برای حفظ تولیدات کشاورزی با حداقل آب مصرفی اهمیت زیادی دارد. یکی از رویکردهای امیدبخش، بهره‌گیری از هیومیک اسید در شرایط کم آبی به‌عنوان افزودنی آلی خاک است. هیومیک اسید ماده‌ای طبیعی حاصل از تجزیه مواد آلی (مانند بقایای گیاهی) است که می‌تواند ساختار و حاصلخیزی خاک را بهبود ببخشد. تحقیقات بر روی رابطۀ بین هیومیک اسید و کم آبی نشان می‌دهد که استفاده از هیومیک اسید مقاومت گیاهان را در برابر تنش خشکی افزایش و اثرات مخرب کم‌آبی را کاهش می‌دهد. اکنون در ادامه نحوه صرفه جویی در آب با هیومیک اسید را بررسی می‌کنیم. با ما همراه باشید.

تأثیر هیومیک اسید بر زمین‌های دچار کم‌آبی

خاک اراضی خشک و مناطقی که با کم‌آبی مواجه‌اند معمولاً دارای ماده آلی پایین و ظرفیت نگهداری آب محدود هستند. افزودن هیومیک اسید به چنین خاک‌هایی می‌تواند تغییرات چشم‌گیری ایجاد کند. طبق مقاله‌ای که در سال 2022 بر روی رابطه هیومیک اسید و کم آبی متمرکز شده است، هیومیک اسید با بهبود ساختار خاک و افزایش محتوای کربن آلی، ظرفیت خاک برای حفظ رطوبت را بالا می‌برد. بخش‌های آب‌دوست (هیدروفیلیک) مولکول‌های هیومیک مانند اسفنج عمل و آب را در خاک جذب و نگهداری می‌کنند؛ درنتیجه، خاک‌های تیمارشده با هیومیک اسید توان بیشتری برای ذخیره آب بارندگی یا آبیاری داشته و دیرتر خشک می‌شوند. این امر به‌خصوص در خاک‌های شنی و سبک که آب به‌سرعت از دسترس ریشه خارج می‌شود، بسیار سودمند است. علاوه‌براین، هیومیک اسید با بهبود تهویه و ایجاد ساختار دانه‌بندی مطلوب در خاک، نفوذ آب را تسهیل و از روان‌آب سطحی و تبخیر بی‌رویه جلوگیری می‌کند. تحقیقات حاکی از آن است که اضافه‌کردن مواد هیومیکی به خاک‌های کم‌بازده و خشک می‌تواند ظرفیت نگهداری آب را به‌طور قابل‌توجهی افزایش و آثار منفی خشکی را بر گیاه کاهش بدهد. بدین ترتیب، هیومیک اسید در شرایط کم آبی همچون یک ترمیم‌کننده خاک عمل و زمینه را برای رشد پایدار گیاهان در اقلیم‌های خشک فراهم می‌کند.

هیومیک اسید چگونه باعث بهبود نگهداری آب در خاک می‌شود؟

صرفه جویی در آب با هیومیک اسید ناشی از چند سازوکار مکمل است. نخست، مولکول‌های هیومیک اسید دارای گروه‌های عاملی فعال (مانند کربوکسیل و فنولیک) هستند که به‌شدت آب‌دوست‌اند. این بخش‌های هیدروفیلیک، آب را جذب می‌کنند و مانند مخازن کوچک در خاک نگاه می‌دارند. در واقع، هیومیک اسید به سبب ماهیت قطبی خود می‌تواند مقادیر قابل‌توجهی آب را نسبت به وزن خود حفظ کند که این به‌‌معنی تحمل بیشتر خاک در برابر خشکی است. دوم، هیومیک اسید با اتصال به ذرات رس و ایجاد پل‌های یونی میان ذرات خاک، سبب بهبود ساختمان خاک و تشکیل خاکدانه‌های پایدارتر می‌شود. خاکدانه‌های حاصل، فضای منفذی بهینه‌تری برای ذخیره آب و تبادل هوا فراهم می‌کنند. این ساختار اصلاح‌شده از یک سو ظرفیت نگهداشت آب (WHC) را افزایش می‌دهد و ازسوی‌دیگر زهکشی مناسب را نیز حفظ می‌کند تا ریشه گیاه در خاک غرقاب نشود. به بیان دیگر، خاک غنی از ماده آلی هیومیکی رفتاری تعادلی دارد؛ در زمان رطوبت، آب را در خود نگه می‌دارد و در زمان خشکی آن را به‌تدریج در اختیار ریشه قرار می‌دهد. سومین مکانیزم، تأثیر هیومیک اسید بر ویژگی‌های شیمیایی خاک است. هیومیک اسید ظرفیت تبادل کاتیونی خاک (CEC) را بالا می‌برد و این امر به حفظ یونی مانند کلسیم و منیزیم که در ساختمان خاک و حفظ رطوبت نقش دارند کمک می‌کند. مجموعه این عوامل باعث می‌شود با مصرف هیومیک اسید، خاک همانند یک اسفنج طبیعی عمل و آب آبیاری یا باران را برای مدت طولانی‌تری در خود حفظ کند.

تأثیر اسید هیومیک بر عملکرد و کارایی مصرف آب در کشاورزی

افزودن هیومیک اسید در شرایط کم آبی به خاک نه‌تنها بر ویژگی‌های خاک بلکه بر رشد و عملکرد محصولات کشاورزی در این شرایط نیز تأثیر مثبت دارد. یکی از شاخص‌های کلیدی در ارزیابی این تأثیر، کارایی مصرف آب است که بیانگر میزان محصول تولیدی به‌ازای واحد آب مصرفی است. مطالعات مختلف نشان داده‌اند که هیومیک اسید می‌تواند با بهبود وضعیت رطوبتی خاک و کاهش تنش خشکی گیاه، WUE را افزایش بدهد. به‌عنوان‌مثال در پژوهشی که روی کلم‌بروکلی تحت تنش کم‌آبی انجام شد، گیاهانی که با هیومیک اسید تیمار شده بودند، محصول بیشتری به‌ازای هر مترمکعب آب تولید کردند. در همین تحقیق، گیاهان دچار تنش خشکی با دریافت حداکثر میزان هیومیک اسید به بالاترین کارایی مصرف آب (۹٫۳ کیلوگرم محصول به‌ازای هر مترمکعب آب) دست یافتند. این بهبود به آن معناست که حضور هیومیک اسید به گیاه کمک می‌کند تا از مقدار آب محدودی که در اختیار دارد بهره بیشتری ببرد و افت عملکرد کمتری را متحمل شود.

علاوه‌بر افزایش کارایی مصرف آب، اسید هیومیک موجب تقویت رشد و عملکرد مطلق محصول نیز می‌شود. مکانیسم اثر به این صورت است که هیومیک اسید به‌عنوان بهترین کود برای ریشه زایی درخت با تحریک رشد ریشه و افزایش جذب عناصر غذایی به گیاه امکان می‌دهد حتی در شرایط کم‌آبی فعالیت فتوسنتزی و متابولیسمی خود را حفظ کند. برای نمونه در آزمایش‌هایی روی ذرت، تیمار بذرها با محلول هیومیک اسید توانست میزان فتوسنتز را تحت تنش شدید خشکی نزدیک به ۳۰٪ افزایش بدهد. همچنین در گیاهان حساسی مثل سیب‌زمینی و کاهو، گزارش شده است که افزودن هیومیک اسید به خاک یا محلول غذایی باعث افزایش معنی‌دار وزن محصول و بهبود کیفیت آن حتی با آب کمتر شده است.

مقایسه بهره‌وری مصرف آب در مزرعه با و بدون هیومیک اسید

برای درک بهتر مزایای هیومیک اسید و کم آبی، سنجش عملکرد مزارع در شرایط مشابه با و بدون این ماده بسیار روشنگر است. سناریویی را درنظر بگیرید که دو مزرعه تحت شرایط کم‌آبی یکسان قرار دارند؛ در یکی پیش‌تر خاک با هیومیک اسید بهسازی شده و دیگری خاک معمولی بدون افزودنی است. تجربه و پژوهش‌های میدانی نشان می‌دهند مزرعه‌ای که هیومیک اسید دریافت کرده است با همان میزان آب آبیاری عملکرد بالاتری نسبت به مزرعه شاهد (بدون هیومیک) خواهد داشت. به عبارتی دیگر در حضور هیومیک اسید هر “قطره” آب تولید محصول بیشتری را پشتیبانی می‌کند. علت این تفاوت به توانایی هیومیک اسید در نگهداشت آب پیرامون ریشه و کاهش تنش آبی گیاه باز می‌گردد که منجر به بهره‌وری بالاتر آب می‌شود. از سوی مقابل در مزرعه فاقد هیومیک اسید معمولاً مشاهده می‌شود که با کاهش حتی جزئی آب دریافتی، گیاهان سریع‌تر دچار پژمردگی می‌شوند و عملکردشان افت می‌کند.

نتایج یک تحقیق روی کلم‌بروکلی گویای این واقعیت بود که کم‌آبیاری (آبیاری محدود) بدون استفاده از اسید هیومیک باعث کاهش شدید عملکرد شد، درحالی‌که تیمار خاک با هیومیک اسید توانست بخش قابل‌توجهی از این افت عملکرد را جبران کند. به‌علاوه در آن آزمایش کل آب مصرفی فصل در تیمار دارای هیومیک اسید به‌طور معنی‌داری کمتر از تیمار شاهد بود به این شکل که با استفاده از هیومیک اسید، گیاهان تحت تنش آب کمتری مصرف کردند؛ اما بازدهی بیشتری نشان دادند.

روش مصرف هیومیک اسید برای مقابله با خشکسالی

برای دستیابی به بهترین نتیجه در مقابله با خشکسالی برای صرفه جویی در آب با هیومیک اسید، آگاهی از روش صحیح مصرف هیومیک اسید اهمیت ویژه‌ای دارد. هیومیک اسید به‌عنوان بهترین کود برای تنش گرمایی معمولاً به دو صورت کلی به کار می‌رود: کاربرد خاکی (در خاک) و کاربرد برگی (محلول‌پاشی). در زمینه کم‌آبی و بهبود وضعیت رطوبت خاک، روش کاربرد خاکی مؤثرتر است؛ زیرا مستقیماً ظرفیت نگهداری آب خاک و ریشه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. یکی از شیوه‌های متداول، افزودن هیومیک اسید به آب آبیاری (به‌صورت محلول یا کود مایع هیومیکی) است. به‌عنوان نمونه در یک تحقیق علمی هیومیک اسید محلول در قالب پتاسیم-هیومات همراه با نوبت‌های اولیه آبیاری به خاک اضافه شد تا در همان ابتدای فصل رشد در خاک نفوذ کند. چنین زمان‌بندی باعث می‌شود ریشه‌های تازه‌توسعه‌یافته از ابتدا در خاک غنی از هیومیک قرار بگیرند و مقاومت بیشتری در برابر تنش خشکی کسب کنند.

روش دیگر، اختلاط گرانول‌ها یا پودر هیومیک اسید به‌عنوان کود آلی با خاک در زمان کاشت است؛ به‌طوری‌که هیومیک اسید در نزدیکی ناحیه ریشه مستقر و با اولین آبیاری‌ها فعال شود. علاوه‌براین، برخی پژوهش‌ها از پرایم‌کردن بذرها با محلول رقیق هیومیک اسید پیش‌از کاشت بهره برده‌اند. در این روش، بذر گیاهانی مانند غلات را در محلول هیومیک اسید (مثلاً ۱۰۰ میلی‌گرم در لیتر) خیسانده و سپس کشت می‌کنند که جوانه‌زنی و بنیه اولیه گیاه را در برابر تنش خشکی تقویت می‌کند. به‌طورکلی، شروع مصرف در اوایل دوره رشد و تکرار آن در مراحل حساس به خشکی (مثلاً آغاز گل‌دهی یا میوه‌دهی) توصیه می‌شود. در شرایط کم‌آبی شدید، ترکیب استفاده از هیومیک اسید با روش‌های دیگر مانند آبیاری قطره‌ای و مالچ‌دهی می‌تواند اثرات هم‌افزایی داشته باشد و حداکثر محافظت را در برابر خشکسالی فراهم کند.

مطالعات و تحقیقات انجام‌شده درباره هیومیک اسید و کم‌آبی

در سال‌های اخیر پژوهش‌های گسترده‌ای در سطح بین‌المللی به‌منظور بررسی رابطه هیومیک اسید و کم آبی و تأثیر استفاده از هیومیک اسید در شرایط کم آبی انجام گرفته است که نتایج اغلب آن‌ها مؤید نقش مثبت این ماده در بهبود شرایط تنش خشکی است. در ادامه به چند نمونه از این مطالعات علمی که بر روی صرفه جویی در آب با هیومیک اسید تمرکز دارند اشاره می‌کنیم:

• مطالعه روی کلم‌بروکلی در مصر (2024): نتایج این مطالعه بر روی تأثیر هیومیک اسید برای خشکسالی نشان داد که در شرایط کم‌آبی، تیمار هیومیک اسید توانست افت رشد و عملکرد را به‌طور معناداری کاهش بدهد. گیاهان تنش‌دیده با دریافت هیومیک اسید بالاترین کارایی مصرف آب را ثبت کردند و عملکرد قابل‌قبولی داشتند، درحالی‌که گیاهان بدون این تیمار تحت خشکی شدیداً آسیب دیدند.
• مطالعه روی ذرت و سورگوم در شرایط مزرعه‌ای (2024): محققان در این تحقیق دو گیاه ذرت (که نسبت به خشکی حساس‌تر است) و سورگوم (متفاوت در تحمل خشکی) را بررسی کردند. بذر هر دو گیاه پیش‌از کاشت با محلول هیومیک اسید تیمار اولیه شد. نتایج بسیار جالب بود؛ در شرایط تنش خشکی شدید، ذرت بدون هیومیک اسید تا حدود ۵۸٪ کاهش رشد نشان داد اما با تیمار هیومیک، رشد به‌طور قابل‌توجهی بهبود یافت. هیومیک اسید باعث افزایش ۲۹ درصدی در نرخ فتوسنتز ذرت تحت تنش شدید شد و صفاتی همچون محتوای کلروفیل، هدایت روزنه‌ای و RWC (آب نسبی بافت گیاه) را در هر دو گیاه ارتقا داد.
• مطالعه بر اسفناج تحت تنش‌های ترکیبی در تگزاس (2024): یافته‌ها روی هیومیک اسید و کم آبی در کاشت اسفناج نشان داد تیمار هیومیک اسید موجب دو برابر‌شدن وزن شاخساره و ریشه نسبت به تیمار بدون آن شد و بیشترین کارایی مصرف آب در تیمار هیومیک مشاهده شد. جالب اینکه در شرایط شور، هیومیک اسید توانست جذب سدیم توسط ریشه‌ها را کاهش دهد و آثار منفی شوری را کمتر کند. نتیجه نهایی که پژوهشگران گزارش کردند این بود: هیومیک اسید رشد کلی و کارایی مصرف آب اسفناج را بهبود بخشیده و تحمل تنش را افزایش داد.
• مطالعه بر سیب‌زمینی در عربستان سعودی (2016): در پژوهشی برای افزایش نگهداری آب در خاک که چند سال قبل روی سیب‌زمینی انجام شد، دانشمندان استراتژی‌های مختلف آبیاری (۱۰۰٪ نیاز آبی و کاهش به ۷۵٪) را با و بدون مصرف هیومیک اسید مقایسه کردند. استفاده از محلول هیومیک اسید (۱٫۵ گرم در لیتر، یک ماه پس‌از کاشت) موجب افزایش رشد شاخساره، تعداد و وزن غده‌ها و نیز بهبود کیفیت آن‌ها شد. مهم‌تر آنکه در تیمار دارای هیومیک اسید حتی با ۲۵٪ آب کمتر (آبیاری ۷۵٪) عملکرد سیب‌زمینی حفظ شد و بهره‌وری مصرف آب بهبود یافت. این نتیجه کاربردی برای تأثیر هیومیک اسید در شرایط کم آبی نشان می‌دهد که هیومیک اسید می‌تواند به کشاورزان کمک کند با آب کمتر به تولید مطلوب دست یابند.

سخن پایانی

هیومیک اسید را می‌توان یک راه‌حل کارآمد و پایدار برای کاهش اثرات کم‌آبی در کشاورزی دانست. این ماده آلی ارزشمند با بهبود خصوصیات فیزیکی خاک (مانند ساختار و ظرفیت نگهداشت آب) و تقویت سیستم ریشه و متابولیسم گیاه به محصولات کشاورزی امکان می‌دهد که آب محدود را به‌شکل مؤثرتری بهره‌برداری کنند. مزیت استفاده از هیومیک اسید در شرایط کم آبی در طبیعی و سازگار‌بودن آن با محیط‌زیست و خاک است؛ استفاده مداوم از آن نه‌تنها مشکل کم‌آبی را تخفیف می‌دهد بلکه به‌مرورزمان حاصلخیزی خاک را نیز افزایش می‌دهد. به بیان دیگر، سرمایه‌گذاری امروز روی به‌کارگیری هیومیک اسید، فردایی پربارتر و پایدارتر را برای کشاورزی نوید می‌دهد.

خرید با کیفیت‌ترین هیومیک اسید بازار از آبادیس

اگر به‌دنبال بهره‌گیری از همۀ مزایای ذکرشده هیومیک اسید در مزرعه خود هستید، انتخاب محصولی باکیفیت و معتبر بسیار حیاتی است. شرکت دانش‌بنیان آبادیس به‌عنوان یکی از پیشروان در عرصه تولید اسید هیومیک در ایران، محصولی ممتاز را به بازار عرضه می‌کند که می‌تواند پاسخگوی نیاز کشاورزان حرفه‌ای باشد. برخی از مزیت‌های هیومیک اسید تولیدی این شرکت عبارت‌اند از:

• کیفیت بالا و خلوص تضمین‌شده؛
• پشتیبانی علمی و فنی؛
• قابلیت سفارش عمده و شبکه توزیع گسترده؛
• تولیدشده از مواد آلی غنی و سازگار با محیط‌زیست.

سؤالات متداول

• آیا می‌توان با استفاده از اسید هیومیک کاملاً از آبیاری کاست و روش کم‌آبیاری را جایگزین کرد؟

صرفه جویی در آب با هیومیک اسید ممکن است؛ اما به‌طور کامل جایگزین آبیاری نمی‌شود. به عبارتی، این ماده شرایطی را فراهم می‌کند که گیاه با آب کمتر رشد بهتری داشته باشد و بخشی از کاهش آب را جبران کند.

• استفاده از اسید هیومیک برای کدام خاک‌ها و گیاهان مؤثرتر است؟

تقریباً همه انواع خاک و گیاهان می‌توانند از مزایای هیومیک اسید بهره‌مند شوند؛ اما تأثیر آن در خاک‌های سبک و کم‌بهره (مانند خاک‌های شنی با ماده آلی پایین) و گیاهان حساس به خشکی چشمگیرتر است.