کاربرد اسید فولویک در علوم کشاورزی

اهمیت استفاده از مواد آلی 

تولید مطلوب محصـولات کشاورزي نیازمند به خاك مناسب و عناصر غذایی کافی و قابل جذب براي گیاه است از این رو سلامت خاك باعث افـزایش عملکـرد می شود. مواد آلی نقش مهمـی در افـزایش کیفیت، بهبود خصوصیات فیزیکـی خـاك و باروری خاک دارند. باروري خاك به مقدار زیاد به محتوي موجود در مواد آلـی و نیـز کیفیت و کمیت و پویایی این مواد در خاك بسـتگی دارد. برای تولید مطلوب محصولات نیازمند به خاك مناسـب و مقـادیر بهینـه از عناصر غذایی قابل جذب براي گیاه است. در خاكهاي مرغـوب میزان مواد آلی در حدود 2 درصد، در لایـه هـاي سـطحی را تشـکیل می دهد که نسبت به خاك های ایران بسیار بالاتر است. همچنین سوزاندن بقایاي گیاهی باعث کاهش روز افزون مواد آلی در خـاكهـاي ایـران شده است. در ایـران در سـالهـاي اخیـر اسـتفاده مـازاد از کودهـاي شیمیایی باعث کاهش مواد آلی و نامتوازنی مواد غذایی و نیز تخریـب ساختار فیزیکی در خـاك شـده کـه باعـث ایجـاد مشـکلات زیسـت محیطی در پیرامون اطراف ما شده اند. 
استفاده بیرویه از کودهاي شیمیایی باعث خسارات زیست محیطـی به منابع آب و خاك توسط نفوذ نیتـرات بـه آبهـاي زیرزمینی و انباشت مواد سمی در خاك شده است. خاكها داراي سطوح حداقلی از مواد آلی به شکل هوموس و هیومیک هستند که فقر این مواد آلـی باعـث کـاهش حاصـلخیزي خـاك و تولیـدات کشاورزي می شود. فقر مواد آلی در برخی سیستمهاي کشاورزي (فشرده) نیز باعث تخریب ساختمان و فرسایش و متراکم شدن خـاك می شود. بهبود خصوصیات خاك به طور قابل ملاحظـه اي تحـت تأثیر میزان مواد آلی موجود در خاك قرار دارد که عمومی تـرین روش احیاء آن، اضافه کردن مواد آلی به خاك است. این مواد در خاك علاوه بر تأمین بخشی از مواد غذایی گیاه و انرژي موجودات خـاکزي (باکتري، کرمهاي خاکی، قـارچهـا) باعـث بهبـود شـرایط فیزیکـی و شیمیایی خاك مانند بهبود تشکیل خاکدانه، ظرفیت نگهداري رطوبت، هدایت هیدرولیکی، وزن مخصوص ظاهري، درجه تراکم و مقاومت در برابر فرسایش آبی و بادي می-شود. اسید های آلی یکی از منابع مهم مواد آلی است. یکی از فراوان ترین اشکال مواد آلی در طبیعت ترکیبات هوموسی است که در تمام محیط های آبی و خاکی یافت می شوند و نقـش مهمـی در تبـادل کـاتیونی، رهاسازي عناصر غذایی و ظرفیت بافري فسفر و ابقـاء مولکـولهـاي آلی فلزي و سمی دارند. هوموس به طور مستقیم باعث افزایش جذب عناصر غذایی ماکرو مثل نیتروژن، فسفر، گوگرد و عناصر میکرو مثـل آهن، روي، منگنز و مـس مـی شـود و بـا تحـرك بخشـی و افـزایش فعالیتهاي میکروبیولوژیکی، جذب کانیها را افزایش مـی دهـد. ترکیبات هوموسی مواد آلی دارای دو نوع اسید آلی مهم به نام های اسید هیومیک و اسید فولویک و جزء هیومین هستند. که از لحاظ ساختار شیمیایی و اندازه مولکولی بـاهم متفـاوت انـد و از منـابع مختلفی نظیر خاك، هوموس، پیت، لیگنیت اکسید شده و زغالسـنگ استخراج می شوند.

ساختار شیمیایی اسید فولویک

اسید فولویک ویتامینی است که در انتقال گروهای یک کربنه نقش داشته و در بسیاری از مسیرهای بیوشیمیایی مانند بیوژنز گروه متیل، سنتز ویتامین ها و برخی آمینو اسید ها شرکت می کند. از لحاظ ساختار شیمیایی اسید فولویک شامل p-آمینوبنزویک اسید است که در یک انتهای دیگر به L- گلوتامیک اسید متصل شده است.  این ویتامین در گیاهان فقط در فرم احیاي خود یعنی اسید تتراهیدروفولیک و کوآنزیمهاي اسید تتراهیدروفولیک فعال می باشد.

نقش اسید فولویک در گیاه

اسید فولویک نقش مستقیمی در بیوسنتز برخی اسید های آمینه و اسید های نوکلئیک دارد و بر همین اساس محققان معتقد هستند که مشتقات اسید فولویک نقش بسیار مهمی در فرایند های متابولیسمی سلولهاي زنده برعهده دارد. در تحقیقی نشان داده شده است که با کاربرد خارجی اسید فولویک در مراحل فنولوژیکی مختلف جو و گندم عملکرد دانه، میزان اسیدهاي آمینه ضروري و غیرضروري و پروتئین دانه این گیاهان افزایش یافته است. همچنین نتایج یک تحقیق در مورد اثر کاربرد اسید فولویک بر گیاه شعمدانی نشان داده که صفات مورفولوژیک گیاه همچون تعداد برگ، سطح برگ، ارتفاع گیاه و ارتفاع شاخه اصلی در گیاه افزایش یافته است. در تحقیقی دیگر برای بررسی نقش اسید فولویک بر تغییر عملکرد، ترکیب اسید های آمینه و پروتئین دانه گندم از پیش تیمار بذور و اسپری اسید فولویک (مرحله ساقه دهی و سنبله دهی) در گیاه گندم استفاده شد. لازم به ذکر است که براي کاهش میزان تبخیر محلول یاد شده از سطح برگ در اثر تابش نور خورشید و همچنین، تجزیه شدن اسید فولویک در شدت نور زیاد، محلول پاشی در ساعات پایانی روز انجام گرفت. نتایج نشان داد کاربرد خارجی اسید فولویک اثر مثبتی بر عملکرد، میزان پروتئین دانه، اسیدهاي آمینه ضروري و تجمع آهن در دانه گندم داشت. همچنین نتایج مربوط به تیمار میوه های توت فرنگی با اسید فولویک نشان داده که ميوه هاي تيمار شده با اسيد فولويک از نظر کميت و کيفيت نسبت به ميوه هاي تيمار نشده برتر هستند. کاربرد سطوح مختلف اسيد فولويک، عملکرد، وزن ميوه اوليه و ثانويه و تعداد فندقه آن ها، کل مواد جامد محلول، قندهاي احيا کننده، اسيدهاي قابل تيتراسيون، آنتوسيانين، فنل و ويتامين ث را افزايش داد. در نهايت بهترين تيمار اين آزمايش، کاربرد اسيد فوليک به ميزان 40 ميلي مول در 30 روز بعد از کشت نشاء تشخيص داده شد.
مهمترین نقش فولویک اسید در گیاه هدایت مواد غذایی است. اسید فولویک موجب می شود تمامی مواد غذایی مورد نیاز گیاه به راحتی توسط ریشه ها جذب گردد. این خاصیت فولویک اسید در محلول پاشی هم وجود دارد و باعث جذب بهتر کودها از طریق محلول پاشی می شود. اسید فولویک همچنین موجب تحریک متابولیسم گیاه، افزایش تقسیم سلولی و طویل شدن سلول و افزایش فعالیت آنزیم به عنوان کاتالیزور در تنفس گیاه می‌گردد. گزارش شده اسید فولویک از طریق افزایش سنتز کلروفیل موجب افزایش ظرفیت تولید می‌گردد. یکی دیگر از موارد مصرف اسید فولویک کاربرد آن در کشت های هیدروپونیک و بدون خاک است. یک مولکول فولویک اسید قادر است به تنهایی 70 عنصر شامل عناصر میکرو را با  خود حمل کند. مزایای استفاده از اسید فولیک را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد:
1- افزایش رشد ریشه
2-افزایش جذب عناصر غذایی پر مصرف از جمله فسفر و نیتروژن
3-ممانعت از تثبیت فسفر در کودهای فسفره
4-افزایش جذب عناصر ریز مغذی بخصوص آهن توسط گیاه
5-افزایش سرعت فتوسنتز گیاه
6-افزایش محتوای غذایی گیاه
7-افزایش کمیت و کیفیت محصولات زراعی و باغی
8-افزایش قدرت جوانه زنی بذر
9-افزایش مقاومت گیاه به خشکی
10-افزایش فعالیت میکروارگانیسم های خاک
11-افزایش مقاومت گیاه به شوری و کم آبی
12-افزایش مواد آلی و بهبود شرایط فیزیکی خاک

تفاوت های اسید فولویک و اسید هیومیک

تفاوت ساختاری

فولویک اسیدها به عنوان مخلوطی از اسیدهای آلی حلقوی و آلیفاتیک ضعیف هستند که در همه شرایط  (اسیدی، خنثی و بازی) در آب حل می شوند. اندازه اسید فولویک کوچکتر از اسید هیومیک می باشد. وزن مولکولی اسید فولویک بین محدوده ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ دالتون قرار می گیرد و مقدار اکسیژن اسید فولویک دو برابر اسید هیومیک می باشد. اسید فولویک دارای تعداد زیادی گروه های کربوکسیل و هیدروکسیل است بنابراین از لحاظ شیمیایی فعالتر از اسید هیومیک می باشد. خاصیت تبادلی اسید فولویک، بیشتر از دو برابر خاصیت تبادلی اسید هیومیک است. این خاصیت تبادلی بالا بدلیل وجود گروه های کربوکسیل در آن می باشد. اسید فولویک از منابع مختلفی جمع آوری می شود و آنالیز آن نشان می دهد که گروه های متوکسی در آن وجود ندارد و در مقایسه با اسید هیومیک از یک منبع یکسان، اسید فولویک مقدار فنول کمتری دارد  و کمتر حلقوی است. 

تفاوت کاربردی

1- اسید فولویک بسیار کاربردی تر از اسید هیومیک است به این دلیل که با تمام مواد اسیدی و قلیایی سازگار بوده و به دلیل کوچکی  اندازه ذرات به راحتی از روزنه های گیاه عبور کرده و قابلیت محلول پاشی دراد.
 2- اسید فولویک می تواند با تمام عناصر کمیاب سولفاتی ترکیب شود تا یک ماده کلاته کننده ارزان به وجود آورد.
 3- بر خلاف اسید هیومیک که با نیترات کلسیم ناسازگار است، اسید فولویک می تواند با نیترات کلسیم ترکیب شود تا عنصر سازنده کلسیم را کلاته کند و نیتروژن را تثبیت کند.
 4- بر خلاف اسید هیومیک، اسید فولویک می تواند با تمام کودهایی که دارای فسفات محلول هستند مثل اسید فسفریک ترکیب شود.
 5- اسید فولویک می تواند با تمام علف کش ها ترکیب شود تا بقایای سمی را خنثی کند.

منابع

تقی آبادی، ز.، کوهی دهکردی، م.، و امتیازی، گ. 1397. تولید گلوتامیک اسید و فولیک اسید در پروبیوتیک های هوازی و بی هوازی. فصلنامه زیست شناسی میکروارگانیزم. 7(25): 127-136.
جوادی، ع.، اسفندیاری، ع.، پور محمد، ع.، و آوانس، آ. 1396. بررسی تغییرات عملکرد، ترکیب اسید های آمینه و پروتئین دانه گندم با کاربرد اسید فولیک. تولید گیاهان زراعی. 10(1): 128-115.
عباس زاده فاروجی، ر.، شور، م.، تهرانی فر، ع.ف عابدی، ب.، و صفری، ن. 1397. اثر اسید هیومیک و اسید فولویک بر برخی صفات مورفولوژیک گیاه شمعدانی (Plargonium spp.). نشریه علوم باغبانی. 32(1): 50-35.
Poorhadi M. 2011. Studying the effect of organic fertilizers on yield and essences of peppermint (Mentha piperita L.). Quarterly herbal medicines. 2: 137-148.
Seyed Jamali Z., Astarai A.R., and Emami H. 2013. The effect of humic acid and compost on the absorbability of some micronutrients in Basil. The first National Congress on medicinal plants and sustainable agriculture. Hamedan. Faculity of shahid Mofateh.
Ghasemi ghahsareh M and Kafi M. 2010. Scientific and practical floriculture. V.1. 310 p.
http://www.fao.org/3/Y2809E/y2809e0a.htm
http://www.earthgreen.com/benefitsofhumicacid
نویسنده: خانم دکتر مرجان سعیدی نژاد