در تولیدات کشاورزی روش ها و محصولات متنوعی برای افزایش بازدهی محصولات وجود دارد. یکی از ترکیبات رایجی که برای اصلاح و بهبود آب و خاک به طور وسیعی استفاده می شود، اسیدها هستند. اسیدهای زیادی وجود دارند که از آنها برای بهبود کیفیت خاک و تغذیه گیاهان استفاده می شود. این اسیدهای مورد استفاده در کشاورزی به دو نوع اسیدهای معدنی و آلی تقسیم می شوند. اسیدهای آلی پرکاربرد در تولید محصولات کشاورزی شامل اسید سولفوریک، اسید فسفریک، اسید نیتریک، انفوریک اسید بوده و اسیدهای آلی شامل هیومیک اسید و فولویک اسید می باشد. اسیدها در کشاورزی انواع مختلف و کاربردهای متفاوتی در مزرعه، باغ و گلخانه دارند. در ادامه این متن به بررسی این اسیدها، مزایا و نحوه استفاده از آنها می پردازیم.
اسیدهای معدنی
اسید سولفوریک (H2SO4)
از جمله مهم ترین اسیدها در کشاورزی اسید سولفوریک می باشد که با تغییر خصوصیات شیمیایی خاک به بهبود رشد گیاهان کمک می‌کند. کاربرد اسید سولفوریک در کشاورزی شامل موارد زیر است:
- اصلاح pH در خاک با تاثیر بر جذب عناصر غذایی: اسید سولفوریک در خاک های قلیایی با ایجاد سولفات‌های آلی در خاک و کاهش pH خاک باعث بهبود جذب عناصر روی، مس، کبالت، منگنز و آلومینیوم و عناصری چون نیتروژن، فسفر و کلسیم می شود. به همین دلیل است که از آن به عنوان یک اصلاح کننده خاک های قلیایی یاد می کنند.
- اصلاح خصوصیات و افزایش نفوذپذیری خاک: سنگین بودن خاک و نبود تهویه مناسب در خاک های سنگین که معمولا از نوع رسی هستند، باعث نگهداشت طولانی مدت آب در خاک و در نتیجه اختلال در تهویه و صدمه به ریشه و تاثیر نامطلوب بر محصول همانند درخت پسته می گردد. استفاده از اسید سولفوریک، نفوذپذیری خاک را افزایش داده و مشکل تهویه را به صورت کامل حل می کند.
- تغییر شوری خاک و اصلاح شدن آن
میزان مصرف اسید سولفوریک در هکتار با توجه به نوع خاک و میزان شوری آن تعیین می شود. قبل استفاده از اسید سولفوریک، می بایست نوع خاک، میزان شوری و نوع شوری تعیین شود. هر چقدر یک خاک شورتر و سنگین تر باشد، برای اصلاح خاک به مقدار بیشتری از اسید سولفوریک نیاز است. معمولا اگر اسید سولفوریک 3-2 بار به کار برده شود، خاک، اصلاح شده و به محیط مناسبی برای رشد ریشه های گیاه تبدیل می شود. استفاده از اسید سولفوریک در فصل زمستان که تبخیر این اسید از سطح خاک کمتر می باشد، راندمان و کارایی استفاده بالاتری همراه خواهد داشت. قبل از استفاده، بایستی زمین مورد نظر با انجام آزمون خاک از نظر pH و شوری مورد بررسی قرار گیرد.
اسید فسفریک (H3PO4)
فسفریک اسید یکی دیگر از اسیدهای مناسب و کاربردی برای بهبود بافت خاک کشاورزی است. اسید فسفریک می تواند در بهبود رشد گیاهانی چون پسته به شدت تاثیرگذار باشد و کیفیت آنها را افزایش دهد. اسید فسفریک در خاک هم نقش تغذیه ای و هم نقش تنظیم pH خاک را دارد. فسفریک اسید به تنهایی یا به عنوان کود مایع یا جامد در مزرعه یا باغ مصرف می شود. به منظور کاهش pH خاک بایستی زمان مصرف اسید فسفریک کشاورزی را برای اثرگذاری مدنظر داشته باشید.
اسید انفوریک (CH4N2O4S)
انفوریک اسید در دسته اسیدهای بسیار قوی قرار دارد و دارای 16% گوگرد و تقریبا 15% نیتروژن است که هم با هدف تغذیه و هم کاهش شوری و تنظیم pH خاک و آب در کشاورزی توصیه می شود. عناصر نیتروژن (ازت) و گوگرد موجود در اسید انفوریک کشاورزی از نوع قابل استفاده برای گیاهان بوده و پس از ورود به خاک به سرعت توسط محصولات جذب می شوند. این ماده دارای pH زیر یک بوده و بسیار اسیدی است؛ اما خاصیت خورندگی در صورت برخورد با پوست را نداشته و همچنین خاصیت خورندگی آن در صورت برخورد با فلزات به مقدار قابل توجهی کنترل شده است. از این رو به راحتی توسط سیستم های آبیاری تحت فشار، قطره ای و یا سایر مدل های آبیاری استفاده می شود و از انسداد نازل ها و قطره چکان ها جلوگیری می کند.
این ماده پس از افزودن به خاک باعث تغییراتی در یون ها و pH می شود و با خنثی سازی آهک، یون کلسیم آزاد و جانشین یون سدیم موجود در خاک می گردد. از این رو در کاهش شوری خاک موثر است. استفاده از این ترکیب در بسیاری از کشورهای در حال توسعه در کشاورزی نوین، به جهت بهبود اصلاح آب و خاک، افزایش داشته است.
از مزایای استفاده از انفوریک اسید می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- کاهش pH آب و خاک و بهبود و اصلاح شرایط نامساعد خاک های شور و قلیایی
- بهبود ساختمان و بافت فیزیکی خاک
- افزایش قدرت جذب ریشه محصولات کشاورزی به دلیل بهبود شرایط محیطی خاک و آب و افزایش عملکرد
- تامین همزمان نیتروژن و گوگرد قابل جذب برای محصولات مختلف
- مقرون به صرفه بودن و استفاده در سیستم های آبیاری سنتی و سیستم های نوین آبیاری
اسید نیتریک (HNO3)
این اسید برای تولید کودهای نیتروژنه استفاده می‌شود؛ البته در کشاورزی کاربردهای دیگری از جمله کاهش pH در خاک و آب را نیز دارد. باید موارد احتیاط که در ارتباط با اسیدها ذکر شده است از جمله اثر منفی بر موجودات مفید خاک قبل از مصرف رعایت شود.
اسیدهای آلی
اسیدهایی که تا به اینجا عنوان شد، اسیدهای معدنی هستند. در کشاورزی، اسیدهای آلی شامل اسیدهای آلی هیومیکی مانند هیومیک اسید و فولویک اسید می باشند. این ترکیبات اگر با هدف کاهش pH خاک مصرف شوند، اثرگذاری معنی داری بر pH نخواهند داشت، اما به بهبود شرایط خاک از جمله ساختمان خاک کمک می کنند. اساس روش استخراج هیومیک اسید و فولویک اسید از مواد طبیعی می باشد. بازار استفاده از مواد هیومیک در حال گسترش بوده و به عنوان طلای سیاه در کشاورزی شناخته می شود.
مواد هیومیک
مواد هیومیک از اجزای اصلی مواد آلی طبیعی در خاک، آب و همچنین ته نشست های آلی زمین شناسی از قبیل رسوبات دریاچه، پیت، زغال قهوه ای و شیل ها هستند. این مواد مخلوط های پیچیده و غیرهمگون با اندازه های مختلف بوده که به وسیله واکنش های بیوشیمیایی و شیمیایی در طول فرآیند پوسیدن و تغییر شکل بقایای گیاهی و میکروبی تشکیل می گردند. به این فرآیند هوموسی شدن گویند.
مواد هیومیک یک گروه با وزن مولکولی نسبتا بالا، رنگ قهوه ای روشن تا سیاه، پلیمرهای آلی غیرهمگن و کمپلکس تشکیل شده به وسیله واکنش های سنتزی ثانویه می باشند. این مواد بر اساس حلالیتشان در محلول های استخراج کننده اسیدی یا قلیایی به سه جزء اصلی تقسیم می شوند که شامل هیومیک اسیدها که در بر گیرنده جزء محلول در قلیا و غیرمحلول در اسید، فولویک اسیدها، جزء محلول هم در قلیا و هم در اسید و جزء هیومین که با اسید و قلیای رقیق استخراج نمی شود.
مواد هیومیک از ترکیبات بسیار مهم خاک بوده که بر روی خصوصیات شیمیایی و فیزیکی آن تأثیر داشته و باعث بهبود حاصلخیزی خاک می شوند. در سیستم های خاکی و آبی، استفاده از مواد هیومیک، باعث تحت تاثیر قرار دادن شیمی، چرخه و قابلیت دسترسی عناصر و همچنین انتقال و تخریب مواد سمی و مواد شیمیایی آلی می شوند. نکته قابل توجه این است که هیومیک و فولویک اسیدهای متعلق به منابع مختلف و حتی انواع متعلق به یک منبع یکسان، می توانند از نظر ساختار بطور قابل توجهی با هم اختلاف داشته باشند.
معایب و مضرات استفاده بیش از حد از برخی اسیدها همانند اسید سولفوریک در کشاورزی
- از بین رفتن ریشه های مویین گیاهان و کاهش رشد و عملکرد گیاه
- تخریب خاک و اثر منفی بر محیط زیست با کاهش اسیدیته خاک و در نتیجه تخریب ساختمان خاک، فرسایش و غیرقابل کشت شدن خاک ها و در نهایت
- کاهش اسیدیته خاک و تاثیر منفی بر جذب برخی عناصر خاک توسط ریشه ها
- تأثیر منفی بر جمعیت میکروبی خاک با کاهش فعالیت میکروارگانیسم های مفید و همچنین حاصلخیزی خاک
- تخریب و کاهش مواد آلی خاک
راهکار جایگزین استفاده از اسید سولفوریک
- برای کاهش اسیدیته و اصلاح خاک به جای استفاده از اسیدها، می توانید از مواد دیگری به عنوان جایگزین استفاده کرد. این روش ها زمانبر هستند و بتدریج باعث کاهش pH خواهند شد.
- استفاده از کودهای اسیدی: برخی کودها مانند کودهای دارای سولفات
- استفاده از مواد آلی: سهم مواد آلی در کاهش pH بسیار کم است. اما در اصلاح خاک هم با توجه به نوع و میزان مصرف تاثیر دارند.
- استفاده از کودهای زیستی باکتریایی: باکتری های مفید خاک با تجزیه مواد آلی در خاک، اسیدهای آلی تولید و باعث کاهش تدریجی pH در خاک کمک می شوند.
- استفاده از گوگرد و باکتری های اکسیدکننده آن نیز می تواند به تدریج pH را کاهش دهد؛ اما به دلیل نامحلول بودن گوگرد در خاک بایستی از باکتری های اکسیدکننده گوگرد استفاده گردد تا گوگرد به تدریج حل شود. این باکتری ها، گوگرد را با اکسیژن و آب ترکیب کرده و اسید سولفوریک تولید می کنند و بدین ترتیب خاک اسیدی می شود. فرآیند حلالیت گوگرد به زمان طولانی نیاز دارد، اما نتیجه نسبت به سایر روش ها مطلوب تر است.
نتیجه گیری
در کشاورزی مدرن، استفاده از مواد شیمیایی از جمله انواع اسیدها، به منظور افزایش بهره وری و بهبود شرایط خاک، به یکی از راهکارهای کلیدی تبدیل شده است. اسیدهایی مانند اسید سولفوریک، اسید فسفریک و اسید نیتریک، هر یک کاربردهای خاصی در کشاورزی دارند و تأثیرات مثبتی بر روی خاک و گیاهان می گذارند. اسیدها در کشاورزی انواع مختلف و کاربردهای متفاوتی در مزرعه، باغ و گلخانه دارند. استفاده از اسیدها در کشاورزی، اگرچه مزایای فراوانی مانند بهبود شرایط خاک از نظر شوری، اسیدیته، افزایش دسترسی به عناصر غذایی و کاهش قلیائیت دارد، اما نیازمند مدیریت صحیح و دقیق است. استفاده بیش از حد یا نادرست از این مواد می‌تواند به تخریب خاک و آلودگی محیط زیست منجر شود. بنابراین، توصیه می شود که کشاورزان با بهره گیری از دانش متخصصان و تحلیل دقیق خاک، میزان و نوع اسید مورد نیاز را تعیین کنند. بدین ترتیب، می توان ضمن حفظ پایداری منابع طبیعی، بهره وری کشاورزی را نیز افزایش داد.
با ما همراه باشید
با ارائه برترین مقالات و مطالب روز کشاورزی توسط کارشناسان فنی
** نهاده راز خرم ، راز یک فصل پربار **