Κάποιες από αυτές είναι η βελτίωση της γονιμότητας και της δομής των εδαφών, η βελτίωση της ικανότητας πρόσληψης θρεπτικών ουσιών από τα φυτά, η βελτίωση της λειτουργίας του ριζικού συστήματος καθώς και άλλα.

Οι χουμικές ουσίες αποτελούνται από τρία επιμέρους τμήματα:

► Τη χουμίνη, πρόκειται για το κλάσμα των χουμικών ουσιών που δεν είναι διαλυτές στο νερό υπό οποιεσδήποτε συνθήκες και κατά την παρουσία της στο έδαφος είναι αυτή που διασπάται πιο αργά σε σχέση με τις υπόλοιπες χουμικές ουσίες.

► Τα χουμικά οξέα τα οποία δεν είναι διαλυτά στο νερό υπό όξινες συνθήκες, αλλά είναι υπό αλκαλικές καθώς επίσης αποτελούν σημαντικά συστήματα ανταλλαγής ιόντων και συμπλοκοποίησης μετάλλων (χηλικοποίηση).

► Τα φουλβικά οξέα τα οποία είναι διαλυτά στο νερό υπό οποιεσδήποτε συνθήκες. Πρόκειται για μόρια μικρότερου μεγέθους από αυτό των χουμικών και μεμεγαλύτερες περιεκτικότητες οξυγόνου.

Ο παραπάνω διαχωρισμός έγινε βάσει της διαλυτότητας του κάθε τμήματος στο νερό, προσαρμοσμένο κάθε φορά σε διαφορετικά επίπεδα ph.

Επίσης, ο όρος χούμος είναι ένας  γενικός όρος που περιγράφει μια ομάδα ξεχωριστών αλλά διακριτών χουμικών ουσιών, μερικές από τις οποίες είναι και τα χουμικά, φουλβικά και η χουμίνη και δε θα έπρεπε να συγχέεται με την οργανική ουσία η οποία είναι η ουσία που αποσυντίθεται σε διάφορα ποσοστά στο έδαφος.

Για παράδειγμα, η προσθήκη οργανικής ουσίας σε ένα έδαφος από το οποίο έχουν εκπλυθεί τα θρεπτικά του στοιχεία ή δε συμβαίνει καμία χημική αντίδραση σε αυτό, είναι ένας εξαιρετικός τρόπος να επαναφέρουμε σε αυτό τις ισορροπίες. Τέτοιο έδαφος μπορεί να είναι ένα αμμώδες έδαφος και αυτό συμβαίνει διότι τα αμμώδη εδάφη έχουν χαμηλή ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (CEC) και είναι δύσκολο για αυτά να συγκρατούν τα κατιόντα θρεπτικών στοιχείων, τα οποία τελικά απορρέουν  σε βαθύτερα εδαφικά στρώματα όπου και είναι μη διαθέσιμα για τα φυτά.

Υπάρχει και άλλο ένα χαρακτηριστικό των αμμωδών εδαφών σύμφωνα με το οποίο αυτά δεν μπορούν να συγκρατήσουν τις απαραίτητες ποσότητες ύδατος, ελλείψει του χούμου. Τα βιομόρια του χούμου μπορούν να βοηθήσουν στη συγκράτηση του νερού και των ιονισμένων θρεπτικών συστατικών που παράγονται από τη φυσική κυκλοφορία οργανικής βιομάζας, λιπάσματος ή άλλων πηγών λιπάσματος.

Οι φυσικοχημικές ιδιότητες των χουμικών οξέων

Τα χουμικά οξέα είναι εξαιρετικά σημαντικά ως μέσο μεταφοράς των θρεπτικών ουσιών από το έδαφος στο φυτό, επειδή μπορούν να συγκρατήσουν ιονισμένα θρεπτικά συστατικά, εμποδίζοντάς τα να ξεπλυθούν. Επίσης, τα συγκεκριμένα οξέα μπορούν και έλκονται από τη ρίζα των φυτών και συγκεκριμένα από τη ζώνη άντλησης της ρίζας. Από τη στιγμή που φτάνουν στην περιοχή της ρίζας, μεταφέρουν μαζί και το απαραίτητο νερό αλλά και τα θρεπτικά συστατικά για το φυτό.

Γιατί όμως η ριζική αυτή ζώνη εξαρτάται τόσο πολύ από την ύπαρξη του χούμου γενικά;

Η ζώνη άντλησης είναι η περιοχή κοντά στη ρίζα ενός φυτού από το οποίο η ρίζα αντλεί (εξαντλεί) τα θρεπτικά συστατικά. Αυτή η ζώνη μπορεί να εξαντληθεί ιδιαίτερα εάν υπάρχει έλλειψη είτε του χουμικού οξέος είτε των μυκορριζών.

Στην περίπτωση της ύπαρξης μυκορριζών, το σύστημα αυτών είναι που συλλέγει την τροφή προς όφελος του φυτού επίσης. Όταν όμως δεν υπάρχει το σύστημα των μυκορριζών τότε η παρουσία του χούμου είναι παραπάνω ζωτικής σημασίας.

Γιατί;

Τα θετικά ιόντα απορροφώνται ευκολότερα από τη ρίζα ενός φυτού επειδή η ρίζα έχει αρνητικό φορτίο. Με άλλα λόγια, το θετικό (κατιόν) προσελκύεται στο αρνητικό (η ζωντανή ρίζα). Τα χουμικά οξέα συγκρατούν κατιόντα (θετικά ιόντα) με τρόπο που μπορούν να απορροφηθούν ευκολότερα από τη ρίζα ενός φυτού, βελτιώνοντας τη μεταφορά των μικροθρεπτικών συστατικών στο σύστημα κυκλοφορίας του φυτού. Αυτό λειτουργεί επειδή τα χουμικά οξέα αντλούν θετικά ιόντα και στη συνέχεια προσελκύονται στη ζώνη άντλησης των ριζών και αλλά και στους μικροσωληνίσκους των μυκορριζών.

Δεδομένου ότι το αρνητικό φορτίο της ρίζας είναι μεγαλύτερο από το αρνητικό φορτίο των βιομορίων του χουμικού οξέος, οι επιστήμονες θεωρούν ότι τα μικροθρεπτικά συστατικά απορροφώνται από τη ρίζα του φυτού και απορροφώνται από το σύστημα κυκλοφορίας του φυτού. Μερικά από τα μικροθρεπτικά συστατικά απελευθερώνονται από το μόριο του χουμικού οξέος καθώς εισέρχονται στη ριζική μεμβράνη, αλλά αντιλαμβανόμαστε τώρα ότι το φυτό θα πάρει επίσης μερικά από τα ελαφρύτερα μοριακά βάρους χουμικά οξέα επίσης. Στην ουσία, οι χημικές ουσίες χηλικοποιούν τέτοια κατιόντα όπως το μαγνήσιο (Mg²⁺), το ασβέστιο (Ca²⁺) και ο σίδηρος (Fe²⁺). Μέσω της χηλικοποίσης που συμβαίνει, οι χουμικές ουσίες αυξάνουν τη διαθεσιμότητα αυτών των κατιόντων στα φυτά.

Η ορμονική δραστηριότητα των χουμικών ουσιών

Η αυξινική δράση των χουμικών ουσιών, που έχει αποδειχθεί σε πρόσφατες μελέτες, είναι πιθανώς ο κύριος βιολογικός παράγοντας που είναι υπεύθυνος για τις θετικές επιδράσεις που ασκούν οι χουμικές ουσίες στη φυσιολογία των φυτών.

Η διεγερτική επίδραση στην ανάπτυξη πλευρικών ριζών του φυτού Arabidopsis που παρατηρήθηκε σε απόκριση των χουμικών ουσιών, βρέθηκε κυρίως στα πρώτα στάδια, όταν άρχισαν να διαιρούνται τα κύτταρα, υποδηλώνοντας ότι η δράση των χουμικών ουσιών μπορεί να περιλαμβάνει μηχανισμούς όπως η διέγερση της κυτταρικής διαίρεσης και διαφοροποίησης, οι οποίες ως γνωστό είναι υπό τον έλεγχο της αυξίνης.

Επιπλέον, τα φυσιολογικά και μοριακά στοιχεία υποδηλώνουν ότι τα brassinosteroids, (φυτικές ορμόνες), είναι ένας υποτιθέμενος πρόσθετος παράγοντας μέσω του οποίου οι χουμικές ουσίες θα μπορούσαν να ασκήσουν τα αποτελέσματά τους στην ανάπτυξη φυτών. Μια μεγάλη ποσότητα των γονιδίων που απομονώθηκαν μέσω της προσέγγισης cDNA-AFLP έχει αποδειχθεί ότι ρυθμίζονται από τη δράση της αυξίνης και σχετίζονται με τη διαφοροποίηση των μεριστωμάτων, και την εμβρυογένεση.

Βάσει των παραπάνω, οι χουμικές ουσίες για να εδραιωθούν και να δράσουν όπως πρέπει, απαιτούν ένα μονοπάτι μετασχηματισμού της αυξίνης.

Όλα τα παραπάνω αποτελούν σημαντικό σημείο εκκίνησης των βιομηχανιών των λιπασμάτων για την παραγωγή βιοδιεγερτών με βάση τις χουμικές ουσίες αλλά και παρασκευή νέων σκευασμάτων που θα προέρχονται από την ανακύκλωση μερικώς εξαντλημένων οργανικών αποβλήτων με οικολογικό και περιβαλλοντικό προσανατολισμό.

Δυνατότητα αντικατάστασης μέρους της αζωτούχου λίπανσης μέσω της χρήσης βιοδιεγερτών

Η δυνατότητα αντικατάστασης 15 έως 70% των χημικών Ν λιπασμάτων στους οπωρώνες ροδάκινου Floridaprince χρησιμοποιώντας πέντε βιοδιεγέρτες, συγκεκριμένα εκχύλισμα φυκιών σε 0,1%, αμινοξέα 0,1%, μικροοργανισμοί και χουμικά οξέα έκαστο στα 5 cm³ / δέντρο τρεις φορές διερευνήθηκε κατά τη διάρκεια του 2010 και 2011.

Τα αποτελέσματατου πειράματος έδειξαν ότι η μείωση των ποσοστών ανόργανου Ν από 100 έως 45% της κατάλληλης ποσότητας Ν και συγχρόνως η εφαρμογή των τεσσάρων προαναφερθέντων βιοδιεγερτικών, είτε μεμονωμένα είτε σε διάφορους συνδυασμούς προκάλεσε σημαντική αύξηση της απόδοσης καθώς και βελτίωση των φυσικοχημικών χαρακτήρων των καρπών σε σύγκριση με τη χρήση της κατάλληλης ποσότητας Ν, μόνο μέσω ανόργανης μορφής ή χρησιμοποιώντας ανόργανη μορφή σε ποσοστά μικρότερα από 45%.

Η χρήση του Ν μέσω ανόργανου σε ποσοστό 30% συν τους τέσσερις βιοδιεγέρτες σε μεγάλο βαθμό έχει αντίκτυπο τόσο στην απόδοση όσο και στην ποιότητα των φρούτων παρά στην εφαρμογή 100% ανόργανου Ν.

Για να μειωθεί η ρύπανση και να βελτιωθεί η ποιότητα των φρούτων και των ροδάκινων Floridaprince, συνιστάται η γονιμοποίηση των δένδρων με N σε 500 g / δένδρο έως 45% ανόργανα καθώς και εφαρμογή εκχυλίσματος φυκιών και αμινοξέων σε 0,1% και το χουμικό οξύ το καθένα στα 5 cm3 / δέντρο τρεις φορές.

Βιβλιογραφία

Calvo, P., Nelson, L., & Kloepper, J. W. (2014). Agricultural uses of plant biostimulants. Plant and soil, 383(1-2), 3-41.Canellas LP, Olivares FL, Aguiar NO, Jones DL, Nebbioso A, Mazzei P, et al. Humic and fulvic acids as biostimulants in horticulture. Sci Hortic. 2015;30(196):15–27.

Mansour, A. E. M., Ahmed, F. F., Abdelaal, A. M. K., Eissa, R. A. R., & Sahrawy, O. A. M. (2013). The beneficial of using some biostimulants as a partial replacement of chemical n fertilizers in florida prince peach orchards. J. Appl. Sci. Res, 9(1), 867-871..

Pettit, R. E. (2004). Organic matter, humus, humate, humic acid, fulvic acid and humin: Their importance in soil fertility and plant health. CTI Research.

Το άρθρο συντάχθηκε στα πλαίσια του Χρηματοδοτούμενο προγράμματος ΕΠΑνΕΚ 2014-2020, Επιχειρησιακό Πρόγραμμα ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ - ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ - ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑ, ΔΡΑΣΗ ΕΘΝΙΚΗΣ ΕΜΒΕΛΕΙΑΣ: «ΕΡΕΥΝΩ-ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ-ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ»

ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ: Εφαρμογή ορθολογικής άρδευσης και λίπανσης με χρήση καινοτόμων τεχνολογιών γεωργίας ακριβείας
ΑΚΡΩΝΥΜΙΟ: ΟΡΑΛΙ

ΚΩΔΙΚΟΣ ΕΡΓΟΥ Τ1ΕΔΚ-03793