کاربرد اسید سولفوریک در کشاورزی

اسید سولفوریک (H₂SO₄) ترکیبی اسیدی است که در تولید آن از گوگرد استفاده می گردد و یکی از انواع اسیدهایی است که در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. به طور موثری در اصلاح خاکهای آهکی (وجود کربنات کلسیم) و همچنین اصلاح pH  خاک کاربرد دارد. واکنش سریع اسید سولفوریک با خاك و تشکیل ذرات کلوئیدي گچ (سولفات کلسیم) و افزایش حلالیت نمکهاي محلول تجمع یافته در خاك، از دلایل عملکرد مناسب اسید سولفوریک در خاكهاي آهکی می باشد. کودهای اسیدزا، اسیدهای آلی و معدنی که در کشاورزی استفاده می شوند موجب تأثیر مثبت افزایش انحلال کلسیم موجود در کربنات ها می شوند. به این ترتیب، کلسیم آزاد شده می تواند در جایگاههای تبادلی خاک، جایگزین سدیم شود. می توان از اسید سولفوریک براي اصلاح خاكهاي شور سدیمی، بهبود کیفیت آبهاي آبیاري، بهبود تغذیه گیاهان، افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی و غیره استفاده کرد.

تاثیر اسید سولفوریک بر خصوصیات کیفی و اصلاح خاک

مهمترین عارضه فیزیولوژیکی ناشی از بالا بودن غلظت بیکربنات در محیط ریشه اختلال در جذب آهن می باشد و بدین ترتیب زردي برگ در گیاه به عنوان یک عارضه قابل مشاهده است که در اثر کمبود آهن ظاهر می شود. در خاكهاي آهکی کاهش pH زمانی اتفاق می افتد که کل کربنات کلسیم خاک توسط اسید خنثی شده باشد. استفاده از اسید سولفوریک در کشاورزی، همچنین موجب نفوذپذیری آب و هوا در خاکهای سنگین رسی می‌شود. تحقیقات انجام شده نشان داده است که کاربرد مواد اصلاح کننده از جمله اسید سولفوریک در شوري های 4، 6 و 8 دسی زیمنس بر متر آب آبیاري، عملکرد گیاه یونجه را افزایش داد.

در آزمایشات مزرعه اي با تأثیر اسیدسولفوریک در افزایش نفوذپذیري خاك و در نتیجه تسهیل در آبشویی کاتیونها و آنیونها، علیرغم افزایش عناصر محلول می توان شاهد کاهش هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاك بود. نتایج نشان داد که تأثیر استفاده از اسید سولفوریک قبل از کشت گیاه سویا بر کربن آلی و pH خاك ناچیز بود. آبیاري خاك با آب اسیدي موجب کاهش کربن آلی به میزان کم می شود. دلیل کاهش کربن آلی در تیمارهاي اسیدي، فراهمی شرایط مناسب براي میکروارگانیسم هاي خاك (از قبیل مواد غذایی و محیطی) و افزایش فعالیت آنها و در نتیجه معدنی شدن مواد آلی معرفی کرده اند. غلظت عناصر غذایی فسفر، آهن، خاك در تیمارهاي آب اسیدي افزایش قابل توجهی داشته است.

مصرف اسید از جمله اسید سولفوریک یا اسید فسفریک در خاکهای آهکی فراهمی عناصر غذایی از جمله فسفر، آهن، منگنز و پتاسیم و دیگر عناصر غذایی را افزایش می دهد. آب اسیدي موجب کاهش قابل توجه فسفر خاك شده است. دلیل این امر را ترکیب آهن با فسفر و تشکیل رسوب اعلام نمودند. در برخی موارد با اضافه کردن اسید سولفوریک، افزایشی در فسفر محلول خاك مشاهده نمی شود.

اما این امکان وجود دارد که فسفر تبادلی خاك افزایش یافته باشد لذا در اندازه گیري ها و ارزیابی ها می بایست فسفر محلول و تبادلی را اندازه گیري کرد. تحقیقات نشان داده است که کاربرد اسید سولفوریک و گچ مقدار یون کلسیم و منیزم محلول را افزایش و نسبت جذب سدیم، درصد سدیم تبادلی و هدایت الکترکی عصاره اشباع را در 60 سانتی متری فوقانی خاک کاهش داد به طورکلی برای اصلاح خاک سطحی، کاربرد گچ و اسید سولفوریک موثرترین تیمارهای مورد استفاده بودند. در خاک های با درصد آهک بالا، اسید سولفوریک با حل کردن آهک خاک و رهاسازی یون کلسم باعث کاهش نسبت جذب سدیم می گردد.

تاثیر اسید سولفوریک بر غلظت عناصر غذایی در برگ

تحقیقات انجام نشان داده است، آب اسیدي موجب کاهش غلظت نیتروژن به میزان کم در برگ گیاه سویا شد. که می تواند به دلیل تأثیر منفی pH اسیدي در پروسه نیتریفیکاسیون باشد. علیرغم غلظت زیاد پتاسیم خاك در تیمارهاي آب اسیدي، غلظت این عنصر در برگ براي تیمارهاي آب اسیدي تفاوت چندانی با آب معمولی نداشت. احتمالا وجود یون هیدروژن در محیط ریشه (در تیمارهاي آب اسیدي) و رقابت یونی با پتاسیم خاك موجب کاهش مقدار جذب گردیده است.

غلظت فسفر برگ در تیمارهاي آب اسیدي نسبت به تیمار آب معمولی تفاوت آماري معنی داري نشان داد. در pHهاي کمتر از 5/8 و بیشتر از 6/5 به دلیل رسوب فسفر با کلسیم و یا آهن و آلومینیوم عملکرد گیاه کاهش می یابد. غلظت کلیه عناصر غذایی کم مصرف (آهن، روی، منگنز، مس، مولیبدن، بور) در برگ با استفاده از آب اسیدي بهبود یافت. افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی در pH هاي اسیدي در گزارشات علمی متعددي مشاهده می شود. کاهش یک واحد pH، قابلیت جذب آهن را می تواند تا 300 برابر افزایش دهد. استفاده از اسید سولفوریک و دیگر اسیدها برای تنظیم pH در سیستم آبیاری و کود-آبیاری مزرعه و باغ نیز می‌تواند مفید باشد.

تاثیر اسید سولفوریک بر خصوصیات کیفی آب

علاوه بر اثر بخشی اسید سولفوریک در خاک، این ماده برای اصلاح آبهای بیکربنات دارنیز استفاده می گردد. بیکربنات به عنوان یکی از یونهای مضر در محیط ریشه به شمار رفته و جذب مواد غذایی را کاهش م دهد. آبیاری با آب بیکربنات دار به عنوان عامل افایش غلظت بیکربنات در محلول خاک یا محیط های آبی محسوب می شود. به دلیل استمرار خشکسالی، افت عمق آبهای زیرزمینی و کاهش دبی آب چاههای مورد استفاده مشکلات ناشی از بیکربنات آب آبیاری اشدید خواهد شد.

تحقیقات نشان داده شده که با افزایش اسید سولفوریک به آب آبیاری مقدار بیکربنات کاهش می یابد و در pH حدود 4 مقدار بیکربنات آب به صفر رسید. اضافه نمودن اسید سولفوریک از این مرحله به بعد سبب افت شدید pH آب آبیاری گرئیئ. استفاده از آب اسیدی قابلیت جذب عناصر غذایی موجود در خاک را افزایش داده و لذا استفاده از آ حاوی اسید سولفوریک در آب آبیاری به عنوان ماده اصلاح کننده خاک مورد توجه محققان می باشد.

تاثیر اسید سولفوریک بر کیفیت محصولات باغی و زراعی

بررسی اثر اسید سولفوریک بر خصوصیات رشد گیاه گوجه فرنگی نشان داد که جذب فسفر توسط گیاه گوجه فرنگی در هر بوته افزایش یافت. نتایج  کاربرد اسیدسولفوریک را بر رشد و جذب آهن توسط گیاه توت فرنگی در یک خاك آهکی نشان داد که با کاربرد اسید سولفوریک،pH  خاك کاهش و قابلیت هدایت الکتریکی آن افزایش می یابد. در این آزمایش کاربرد اسید سولفوریک تا 20 گرم در هر کیلوگرم خاک باعث افزایش سطح برگ و کلروفیل آن شد. مقادیر زیاد اسید سولفوریک، کاهش در سطح برگ و سوختگی برگ ناشی از قابلیت هدایت الکتریکی زیاد خاك نیز مشاهده گردید. به طور کلی می توان کاربرد اسید سولفوریک را یکی از راه حل هاي پیشنهادي براي جلوگیري از زردبرگی در خاكهاي آهکی در نظر گرفت.

خاکهای مناطق پسته کاری کشور دارای درصد آهک بالا و در نتیجه pH قلیایی هستند. در این شرایط جذب اغلب عناصر غذایی مورد نیاز گیاه با مشکل روبرو بوده و رشد و عملکرد کمی و کیفی محصول تحت تاثیر قرار می گیرد. یکی از راه های تعدیل pH خاک و جذب بهتر عناصر غذایی از خاک در پسته کاهش pH آب آبیاری با استفاده از اسیدسولفوریک می باشد. گزارش شده است که عملکرد درختان پسته در هر سه نوع خاک (بافت سبک، متوسط وسنگین)  تحت تاثیر کاهش pH آب آبیاری افزایش یافت. از نظر خصوصیات کیفی، پوکی، خندانی، انس و زودخندانی نیز در خاک متوسط درصد خندانی و انس میوه و در خاک سنگین انس میوه پسته بهبود یافت.

در هر سه نوع خاک، رشد شاخه سال جاری، قطر شاخه، تعداد جوانه زایشی و تعداد جوانه ریزش کرده نیز بهبود یافت. کاهش pH، شوری، نسبت جذب سدیم، آهک و افزایش جذب عناصر غذایی به ویژه عناصر کم مصرف نیز مشاهده شد. به طور کلی کاربرد اسید سولفوریک در هر سه نوع خاک کاملا اقتصادی است.

اثر استفاده از اسید سولفوریک بر توت فرنگی نشان داد که کاربرد اسید سولفوریک تا میزان 20 گرم اسید در کیلوگرم خا،ک وزن اولین میوه را افزایش ولی با مقادیر بیشتر اسید سولفوریک، کاهش نشان داد که می تواند به دلیل افزایش قابلیت هدایت الکتریکی خاک باشد. اثرات استفاده از اسيد سولفوریک را در شاليزارهاي استان مازندران نشان داد،  با مصرف 4 تن در هکتار اسید سولفوریک یون های کلسم و منزیم در آب زهکشی افزایش خطی داشته است

تاثیر اسید سولفوریک بر گیاه پالایی خاک

آلودگی خاک ها به فلزات سنگین یکی از مشکلات بزرگ کشورهای در حال توسعه و صنعتی است. کاربرد آفت کش ها در کشاورزی یکی از منابع آلودگی خاک به عناصر سنگین (سرب، کادمیوم، آرسنیک، کروم آلومینیوم، جیوه) می باشد. جذب فلزات سنگین توسط گیاهان باعث ایجاد مسمومیت و ایجاد خطراتی برای سلامتی انسان می گردد.

با استفاده از کشت تعدادی از گیاهان می توان به پالایش و حذف این عناصر از خاک کمک کرد. برخی از گونه های اختصاصی گیاهان با زیست توده زیاد همانند ذرت، نخود، پیاز، آفتابگردان، جو و خردل به همراه اقداماتی می توانند فلزات سنگین را به اندام هوایی انتقال و در خروج فلزات سنگین از خاک موثر واقع گردند. البته گیاهانی که به عنوان پالایش فلزات سنگین خاک کشت می گردند قابلیت مصرف خوراکی برای انسان و دام را ندارند. یکی از روش های افزایش میزان حلالیت فلزات سنگین در خاک و در نهایت افزایش مقدار جذب شده عنصر توسط گیاه کاهش pH خاک با استفاده از اسیدهای مختلف می باشد. تحقیقات نشان داده که اسید سولفوریک می تواند به میزان کمی در افزایش مقدار فراهم شده عنصر و در نهایت مقدار جذب شده توسط گیاه نقش داشته باشد.

معایب استفاده از اسید سولفوریک در کشاورزی

استفاده بیش از اندازه و غیر تخصصی از اسید سولفوریک باعث کاهش زیاد اسیدیته خاک و در نتیجه اختلال در جذب برخی از عناصر غذایی، از بین رفتن ریشه‌های مویین گیاهان و کاهش عملکرد کمی و کیفی گیاهان، تخریب و کاهش مواد آلی و برخی از میکروارگانیسم های خاکی و اثرات منفی بر محیط زیست و سلامت انسان داشته می گردد. در نتیجه استفاده از اسیدهایی از جمله اسید سولفوریک در کشاورزی بایستی حتما با دقت و توجه به شرایط آب و خاک و نوع محصولات گیاهی و با مشاوره با کارشناسان متخصص برای ارائه بهتر و کاربرد موثر تر صورت گیرد.