فولویک اسید، ساختار، مزایا و چشم انداز آینده - شرکت بهین رویش سبزآرتا

1. مقدمه و ضرورت استفاده از محرک‌های زیستی
2. روش‌های استخراج اسید فولویک
3. اسید فولویک: ساختار و خواص
4. اثر متقابل اسید فولویک بر خاک
5. اثر بر جذب مواد مغذی، جوانه‌زنی و رشد
6. نقش در تحمل تنش‌های زیستی و غیرزیستی
7. چشم‌انداز آینده و کاربرد در ایران
8. منابع

مقدمه و ضرورت استفاده از محرک‌های زیستی

گیاهان در طول چرخه زندگی خود با طیف وسیعی از تنش‌های زیستی و غیرزیستی روبه‌رو می‌شوند که می‌توانند عملکرد محصول را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دهند. تنش‌های غیرزیستی شامل خشکسالی، شوری، دماهای حدی و سمیت فلزات سنگین و تنش‌های زیستی ناشی از عوامل بیماری‌زا و آفات است. مصرف بی‌رویه کودها و آفت‌کش‌های شیمیایی هرچند کارایی کوتاه‌مدت را افزایش می‌دهد، اما پیامدهای محیط‌زیستی و سلامت انسانی به دنبال دارد؛ بنابراین توسعه و به‌کارگیری محرک‌های زیستی مبتنی بر مواد طبیعی، از جمله اسید فولویک، به‌عنوان یک راهبرد جایگزین و پایدار ضروری است.

روش‌های استخراج اسید فولویک

اسید فولویک را می‌توان از منابع طبیعی مختلف استخراج کرد. روش‌های متداول شامل استخراج قلیایی با هیدروکسید سدیم (NaOH)، استخراج اکسیداتیو با پراکسید هیدروژن (H₂O₂) و روش‌های نوین مانند استخراج با امواج مایکروویو، استخراج مبتنی بر مایعات یونی و فرایندهای اولترافیلتراسیون هستند. هر روش مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارد و انتخاب روش مناسب بستگی به منبع اولیه (لیگنیت، پوشال ذرت، زیست‌توده چوب، کود و بقایا) و هدف نهایی کاربرد دارد.

اسید فولویک: ساختار و خواص

اسید فولویک از اجزای مهم مواد هیومیکی است که وزن مولکولی نسبتاً پایین (در محدوده حدودی 500 تا 2000 دالتون) و حلالیت بالا در طیف وسیعی از pH دارد. ساختار آن شامل گروه‌های عاملی اکسیژن‌دار مانند کربوکسیل، هیدروکسیل فنلی و دیگر گروه‌ها است که باعث افزایش ظرفیت کلاته‌سازی فلزات و تأثیرگذاری بر فراهمی زیستی عناصر غذایی می‌شود. فرمولی که در برخی منابع برای مولکول پایه‌ای گزارش شده C14H12O8 است؛ اما به‌دلیل ماهیت پیچیده و پلی‌مولکولی، اسید فولویک به‌صورت مخلوطی از واحدهای ساختاری توصیف می‌شود.

ویژگی‌های شیمیایی و عملکردی

گروه‌های کربوکسیل و فنلی در اسید فولویک ظرفیت بالایی برای تشکیل کمپلکس با کاتیون‌های فلزی دارند، که این ویژگی ضمن افزایش تحرک و جذب ریزمغذی‌ها، سمیت فلزات سنگین را نیز کاهش می‌دهد. اسید فولویک می‌تواند در واکنش‌های اکسایش–کاهش شرکت کرده و نقش‌هایی در پالایش زیستی و احیای محیطی ایفا نماید.

اثر متقابل اسید فولویک بر خاک

اسید فولویک مستقیماً بر خواص فیزیکی و شیمیایی خاک اثر می‌گذارد؛ از جمله افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، بهبود ساختار خاک، افزایش نفوذپذیری آب و تقویت تشکیل خاکدانه‌های پایدار. این تغییرات در نهایت دسترسی گیاه به عناصر غذایی را افزایش می‌دهند و موجب بهبود تهویه و کاهش فرسایش می‌شوند.

تأثیر بر pH، هدایت الکتریکی و فعالیت آنزیمی

کاربرد اسید فولویک می‌تواند منجر به افزایش هدایت الکتریکی (EC) و تعدیل pH خاک شود که بسته به نوع خاک و شرایط می‌تواند مفید یا نیازمند تنظیمات بعدی باشد. همچنین اسید فولویک با افزایش حلالیت و محلولیت ترکیبات آلی، فعالیت آنزیم‌های خاک و رشد جمعیت میکروبی مفید را تقویت می‌کند که این امر در چرخه مواد مغذی و تجزیه مواد آلی اهمیت دارد.

تأثیر بر فعالیت میکروبی

اسید فولویک به‌عنوان منبع کربن قابل دسترس و عامل آنتی‌اکسیدانی، رشد و فعالیت میکروارگانیسم‌های خاک را افزایش می‌دهد. این ماده می‌تواند جمعیت‌هایی از باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن مانند Azotobacter و سایر گروه‌های مفید را تقویت کند و در نتیجه چرخه نیتروژن و دسترسی به مواد مغذی را بهبود دهد.

اثر بر جذب مواد مغذی، جوانه‌زنی و رشد

ترکیب اسید فولویک با کودهای معدنی موجب افزایش کارایی مصرف کود و کاهش اتلاف عناصر غذایی می‌شود. اسید فولویک با تشکیل کمپلکس‌های پایدار با اوره و کاهش تبخیر آمونیاک، می‌تواند تجزیه اوره را کند کرده و بهره‌وری نیتروژن را افزایش دهد. همچنین این ماده تحرک فسفر و پتاسیم را بالا برده و پتاسیم تبادلی خاک را افزایش می‌دهد.

جوانه‌زنی و پرایمینگ بذر

در غلظت‌های متوسط (مثلاً 80–160 mg/L)، اسید فولویک می‌تواند سرعت جوانه‌زنی و شاخص بنیه بذر را در گونه‌هایی مانند گوجه‌فرنگی و خیار افزایش دهد. پوشش بذر (پرایمینگ) با اسید فولویک در غلات و حبوبات معمولاً اثرات مثبتی بر درصد و سرعت جوانه‌زنی و رشد اولیه نشان می‌دهد.

رشد گیاه و توسعه ریشه

کاربرد اسید فولویک موجب افزایش طول و توده ریشه، توسعه سطح برگ، افزایش تجمع کلروفیل و در نتیجه بهبود رشد رویشی و افزایش ماده خشک گیاه می‌شود. این ماده با تأثیر بر مسیرهای هورمونی (از جمله افزایش اکسین و جیبرلین) و افزایش سطح اسیدهای آمینه لازم، رشد ریشه و تشکیل ریشه‌های جانبی را تقویت می‌کند.

نقش اسید فولویک در تحمل تنش‌های زیستی و غیرزیستی

اسید فولویک با تقویت سیستم آنتی‌اکسیدانی گیاه، کاهش پراکسیداسیون لیپیدها و افزایش فعالیت آنزیم‌های محافظتی، می‌تواند اثرات منفی تنش خشکی، شوری و حرارت را کاهش دهد. همچنین در شرایط آلودگی با فلزات سنگین مانند کادمیوم، اسید فولویک با کاهش جذب و انتقال فلزات به بخش‌های هوایی گیاه، سمیت را کاهش می‌دهد و دستگاه فتوسنتزی را محافظت می‌کند.

تأثیرات ضدبیماری و تقویت میکروبیوتای خاک

استفاده از اسید فولویک در ترکیب با میکروارگانیسم‌های مفید (مثلاً Bacillus spp.) می‌تواند به بازیابی سلامت خاک، افزایش جمعیت باکتری‌های مفید و کاهش شدت بیماری‌هایی مانند پژمردگی باکتریایی کمک کند. این سازوکارها از طریق ارتقای تنوع میکربی و تقویت مقاومت گیاه صورت می‌گیرند.

چشم‌انداز آینده و کاربرد در ایران

ادغام اسید فولویک با فناوری‌های کشاورزی دقیق (نظیر آبیاری هوشمند و مدیریت تغذیه مبتنی بر نیاز گیاه) و ترکیب آن با تلقیح‌کننده‌های میکروبی، فرصت‌های قابل‌توجهی برای افزایش پایداری و کارایی تولید محصولات فراهم می‌آورد. در ایران، با توجه به چالش‌های فرسایش و افت ماده آلی خاک، توسعه محصولات اسید فولویک بومی و مطالعات مزرعه‌ای بوم‌محور برای تعیین دوز و زمان‌بندی بهینه ضروری است.

برای تحقق پتانسیل اسید فولویک در مقیاس وسیع، نیاز به استانداردسازی روش‌های استخراج، تضمین کیفیت محصول و توسعه فرایندهای کم‌هزینه و سازگار با محیط‌زیست است. همکاری میان دانشگاه‌ها، مراکز پژوهشی و بخش خصوصی می‌تواند مسیر توسعه تولید و کاربرد بومی این ماده را تسریع کند.

منابع

1. Pavadharini P, Sakthivel N, Ramah K, Sivasakthivelan P, Senthil VP, Kabilan M, Vasumathi V. Application of fulvic acid in agriculture: An overview. Plant Science Today. 2025; 12(2): 1-12.
2. Maqsood MF, Shahbaz M, Khalid F, Rasheed Y, Asif K, Naz N, et al. Biogenic nanoparticles application in agriculture for ROS mitigation and abiotic stress tolerance: A review. Plant Stress. 2023.
3. Klučáková M. Size and charge evaluation of standard humic and fulvic acids as crucial factors to determine their environmental behavior and impact. Front Chem. 2018.