مقدمه:
گیاهان بجز آب و مواد معدنی محلول، چیزی از خاک جذب نمی کنند. این کشف مهم پروفسور لیبیگ در نیمه نخست قرن نوزدهم بود که عصر کود های شیمیایی را آغاز کرد. گرچه آزمون های بی شمار و در راس همه کشتهای هیدروپونیک، صحت این مدعا رابارها تایید کرداند ، ولی باید تاکید نمود که این فقط بخشی از واقعیت است. این درک ناقص بود که سبب شد اهمیت مواد آلی خاک و اکوسیستم فعال و زنده آن برای نزدیک به یکصد سال مورد غفلت و بی توجهی قرار گیرد. واقعیت مهمتر اینست که گیاه مینرال های محلول را با نسبت های خاص لازم دارد. در غیر اینصورت نامتوازن و بیمار میشود و این بیماری و عدم تعادل به سرعت به علفخواران و انسان نیز منتقل میگردد.با کمال تاسف این اتفاقی است که رخ داده و بشر را با انبوهی از بیماری های جسمی و روانی درگیر نموده است. در گلخانه هیدروپونیک آب ومینرال با کمک ابزار های دقیق وبه صورت کاملا حساب شده در اختیار بوته ها قرار می گیرد. هرگونه غفلت از این امر مهم کل محصول را به خطر می اندازد. در باغات و مزارع وبطور کلی در طبیعت ، این مواد آلی خاک ودر راس آنها هیومیک اسید است که انتقال عناصر به ریشه را مدیریت می کند. عملکرد آنزیمها، هورمون ها و در نهایت ژن ها، به نحو بسیار گسترده ای با نسبت مینرالهای موجود در محیط داخلی مرتبط است. هر گونه تغییر ممتد در این نسبت ها، می تواند با فعال ویا غیرفعال کردن یک یا چند ژن تغییرات غیر قابل تصوری در فیزیولوژی ایجاد کند. مصرف بی رویه کود های شیمیایی در نیم قرن گذشته با نابودی میکرو ارگانیسمهای مولد هیومیک اسید ازیک طرف و اشباع هیومیک های موجود از طرف دیگر، سبب برهم خوردن توازن عناصر محلول درخاک ، گیاه، و نهایتا انسان گردیده ، زمینه طغیان امراض را فراهم نموده است. این آسیب در سرزمینهای خشک و کویری که از لحاظ ماده آلی خاک فقیرند بارزتر است. همه گیری پدیده هایی همچون اعتیاد،خشونت،انتحار وشیوع بی سابقه جرم وجنایت را نباید صرفا به عوامل اقتصادی،اجتماعی وسیاسی نسبت داد.شواهد قانع کننده ای در دست است که اینها وبسیاری از اختلالات رفتاری وجسمانی دیگرمی توانند بنیانهای زیستی داشته وبا عدم توازن عناصردرخاک مرتبط باشند. پس اگر خواستار احیای سلامت جامعه هستیم ،نخست باید خاک را اصلاح کنیم. مواد هیومیکی با کاهش مصرف کودهای شیمیایی ،جذب آلاینده های خاک وتفویت میکروارگانیسم های مفید واحیای توازن عناصر ، ابزار ایده آلی برای اصلاح خاک می باشد(2).
ماده آلی خاک به یکی از سه شکل زیر است:
1) مواد گیاهی و جانوری زنده
2) مواد گیاهی و جانوری مرده
3) مواد گیاهی و جانوری تجزیه شده
ماده آلی خاک یکی از شاخص های مهم حاصلخیزی خاک است که تفاوت آن ناشی از عوامل زیر است:
1) تغییرات اقلیمی 2) سنگ مادری و موطن 3) فرآیندهای پیچیده بیولوژیک، شیمیایی و فیزیک خاک
هوموس مخلوطی از ترکیبات آلی است که از تجزیه بافت های گیاهی حاصل شده اند. مواد هومیک عمده ترین قسمت ماده آلی خاک را تشکیل می دهد(2).
تعریف کلاسیک مواد هومیک
هیومیک همان مواد آلی هستند که به طور طبیعی و عمدتا هتروژن به وجود می آیند و عموما به رنگ زرد تا سیاه و با وزن ملکولی بالا هستند.مواد هومیک نتیجه تجزیه مواد آلی بوده، ترکیبات آلی طبیعی هستند که 50 تا 90 درصد از ماده آلی پیت، لیگنیت ها، ساپروپل ها و ماده آلی غیرزنده اکوسیستم های خاک و آب را تشکیل می دهند. دانشمندان معتقدند که مواد هومیک می تواند با یکی از موارد زیر برای موجودات زنده مفید واقع شود: توسعه ارگانیسم ( به عنوان یک ماده سوبسترا یا منبع غذایی، یا با فعالیت شبه آنزیمی)، به عنوان حاملین مواد غذایی، کاتالیست های واکنش های بیوشیمیایی؛ و فعالیت آنتی اکسیدانی هستند.
یکی از مهمترین عوامل فعالیت بیولوژیک هومات ها مشخصات کیفی محصول است. تحقیقات گسترده نشان داده است که کیفیت محصول با یکی از دو روش غیر مستقیم زیر افزایش یافته است: 1) با تجمع مواد غذایی فعال بیولوژیک 2) کاهش مقدار مواد زاید. (می دانیم که ارزش غذایی و طعم محصول به ویتامین، قندها، فسفر، اسید نوکلئیک و محتوای روغن آن بستگی دارد(2).
اثرات حفاظتی هومات:
- حفاظت در برابر تشعشعات رادیواکتیویته
- حفاظت از مواد مضره در اتمسفر، خاک و آب های زیر زمینی
- حفاظت از باقی مانده سموم آفت کش و سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در کشاورزی
- حفاظت از عوامل محیطی نامساعد در مناطق پر خطر برای کشاورزی "تنش های محیطی"
- کاهش محتوای نیترات های حاصل از مصرف بی رویه کودهای ازته
- کاهش اثر سمی فلزات سنگین
انواع هومات:
هومات پتاسیم، هومات روی، هومات سدیم و هومات آمونیم از انواع هومات می باشند.
متخصصین کشاورزی می گویند که بیوتکنولوژی تکنیک جدید بشر برای تامین غذا و حفظ محیط زیست است. بیوتکنولوژی محصول تعامل بیولوژی و تکنولوژی است. تکنولوژی تولید هومات ها یک تکنولوژی جدید با اثر بیولوژیک روی گیاهان است.
بیوتکنولوژی در سه بعد اصلی می تواند بر زندگی انسان تاثیر بگذارد:
1) ارتباط انسان با محیط زیست طبیعی2) سلامتی و بهداشت انسان 3) کشاورزی. تکنولوژی تولید هومات ها و کاربرد آنها در هرسه مورد بالا تاثیرگذار می باشد.
با انقلاب صنعتی در کشورهای غربی، سیستم های تولید غذا مکانیزه شد و برنامه های اصلاح نبات به تولید ارقامی منجر شد که وقتی کودهای سنتتیک به کار رود، و تحت حفاظت آفت کش های مدرن، عملکرد بالایی حاصل نمایند.برخی از مردم در اوایل قرن 20 متوجه شدند که کشاورزی مدرن ناپایدار بوده است. زیرا قوانین طبیعت را نقض می کند.
آمار دقیقی از بیماران سرطانی کشور در دسترس نمی باشد. اما می دانیم که تعداد این بیماران به طور روز افزون در حال افزایش است. امروزه کشاورزی بدون مصرف مواد شیمیایی توصیه می شود. از طرفی جمعیت دنیا به طور تصاعدی در حال افزایش است و باید برای انسان ها به اندازه کافی غذای سالم تولید کرد. استفاده از هومات ها در کشورهای پیشرفته در کشاورزی ارگانیک نیز برای افزایش کمی و کیفی محصول به کار می رود(1).
اجزای تشکیل دهنده هیومیک:
مواد هومیک اجزاء اصلی ماده آلی طبیعی خاک، آب و همچنین رسوبات آلی زمین شناختی، رسوبات دریاچه ها، پیت ها، ذخال های قهوه ای و لجن ها هستند. آنها از بقایای گیاهی درحال پوسیدن تشکیل یافته اند که بیشتر به طرز مشخصی قهوه ای رنگ بوده، به قهوه ای یا سیاه شدن خاک های سطحی کمک می کنند. آنها اجزاء اصلی ماده آلی طبیعی آب های سطحی در غلظت های بالاتر بوده، رنگ تیره ای، به ویژه قهوه ای در استخر های آب شیرین، دریاچه ها و رودخانه ها دارند. رنگ آن در بستر برگ یا کمپوست ها، ممکن است بسته به درجه پوسیدن و غلظت، قهوه ای مایل به زرد تا سیاه باشد.
مواد هومیک اجزاء بسیار مهم خاک هستند که بر خواص فیزیکی و شیمیایی خاک تاثیر گذاشته، و حاصلخیزی آن را بهبود می بخشند. در سیستم های آبی مثل رودخانه ها، حدود 50 درصد مواد آلی محلول، مواد هومیک هستند که تحت تاثیر pH و قلیائیت قرار دارند. مواد هومیک در سیستم های خاکی و آبی، بر شیمی، چرخه زندگی و قابلیت زیستی عناصر شیمیایی تاثیر گذاشته، همچنین حمل و نقل و تخریب زنون حیاتی و عناصر شیمیایی طبیعی را منجر می شوند. آنها بر بهره وری بیولوژیک را در اکوسیستم های آبی اثر گذاشته، فراورده های فرعی را در طی تیمار آبی ضدعفونی می کنند(5).