Humic substances là một tập hợp các hợp chất hữu cơ phức tạp, được hình thành trong đất từ quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ thực vật và động vật. Chúng đóng vai trò quan trọng trong chu trình dinh dưỡng, cải thiện cấu trúc đất, duy trì độ ẩm và kích hoạt các quá trình sinh học trong hệ sinh thái đất. HS có thể tương tác với nhiều loại khoáng chất khác nhau trong quá trình hình thành đất, góp phần tạo nên một môi trường sống phong phú cho các loài vi sinh vật và cây trồng.
- Giới thiệu Humic Substances
- Cấu trúc và tính chất của HS:
Cấu trúc: HS có cấu trúc polyme phức tạp, được tạo thành từ các đơn vị cơ bản như lignin, cellulose, protein, axit humic và axit fulvic. Cấu trúc của chúng thường được mô tả như một mạng lưới các vòng benzen, aliphatic, và nhóm chức năng khác nhau (như nhóm carboxyl, hydroxyl, và phenol).
Tính chất: HS có tính axit yếu, có khả năng trao đổi ion, hấp phụ và liên kết với nhiều hợp chất khác, kể cả các chất dinh dưỡng, thuốc trừ sâu, và kim loại nặng. Điều này cho thấy vai trò quan trọng của HS trong việc cân bằng pH và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và vi sinh vật.
- Các loại HS:
Axit humic: Là loại HS có phân tử khối lớn nhất, thường có màu nâu đen và ít tan trong nước. Axit humic được tìm thấy ở các lớp đất sâu hơn và có tính hấp phụ cao hơn so với axit fulvic.
Axit fulvic: Là loại HS có phân tử khối nhỏ hơn axit humic, thường có màu vàng và dễ tan trong nước. Axit fulvic thường được tìm thấy ở các lớp đất gần bề mặt và có tính hấp phụ thấp hơn.
Humin: Là loại HS không hòa tan trong nước, có màu đen và được cho là sản phẩm phân hủy cuối cùng của các chất hữu cơ thực vật và động vật. Humin tạo ra sự liên kết giữa các hạt đất, góp phần tạo nên cấu trúc đất chắc chắn và bền vững.
II. Sự tương tác của HS với khoáng chất trong quá trình hình thành đất
- Sự tương tác với khoáng chất vô cơ:
- Tương tác với silicat: HS có khả năng hấp phụ mạnh các ion silicat, góp phần tạo nên cấu trúc của đất và bảo vệ cây trồng khỏi sự ảnh hưởng của nguồn nước có chứa silicat cao.
- Tương tác với oxit: HS có tính hấp phụ mạnh và tạo ra các liên kết với các oxit kim loại như Fe, Al, Mn, Cu, Zn, góp phần tạo nên cấu trúc hạt đất và giữ cho các ion kim loại không bị rửa trôi ra khỏi đất.
- Tương tác với cacbonat: HS có khả năng hấp phụ các ion cacbonat, làm giảm lượng cacbonat tan trong nước và cải thiện độ xốp của đất.
- Sự tương tác với khoáng chất hữu cơ:
- Tương tác với clays: HS có khả năng hấp phụ lên các hạt đất thường gặp như clay, đất sét và tạo ra các khoáng chất hữu cơ – khoáng chất không gian. Điều này giúp tăng cường việc lưu giữ nước và dinh dưỡng trong đất.
- Tương tác với humus: HS có tính hòa tan trong dung dịch alkaline, tạo thành các ion hữu cơ và trung hòa các ion âm của axit humic và axit fulvic. Khi được hòa tan, HS có khả năng tương tác với các acid humic khác, tạo thành một hệ thống liên kết của các khoáng chất hữu cơ, góp phần tạo nên cấu trúc đất và duy trì độ ẩm cho đất.
III. Ảnh hưởng của HS đối với sự sinh trưởng cây trồng
- Cải thiện cấu trúc đất:
HS có khả năng tương tác với các hạt đất và các khoáng chất khác, tạo nên các cấu trúc tương tự như gel và bùn, giúp tăng độ xốp và thông thoáng của đất, cung cấp không gian cho các động vật và vi sinh vật sống trong đất.
- Duy trì độ ẩm:
HS có tính hấp thụ nước cao và giúp giữ cho đất luôn ẩm ướt, giảm thiểu sự mất nước do bay hơi và làm mất nước. Điều này rất cần thiết trong việc duy trì độ ẩm cho cây trồng trong thời tiết khô hanh.
- Cung cấp dinh dưỡng:
HS có khả năng hấp phụ dinh dưỡng như kali, canxi, magie và các chất vi lượng như sắt, kẽm, mangan, đồng và molypden, giúp giữ cho các chất dinh dưỡng không bị rửa trôi khỏi đất mà được cung cấp liên tục cho cây trồng.
- Tương tác với thuốc trừ sâu và kim loại nặng:
HS có khả năng hấp phụ các loại thuốc trừ sâu và kim loại nặng, giảm thiểu sự ô nhiễm và nguy cơ gây hại cho cây trồng và sinh vật trong đất.
Trong quá trình hình thành đất, humic substances đóng vai trò quan trọng trong việc tương tác với các khoáng chất khác nhau, góp phần tạo nên cấu trúc đất và duy trì môi trường sống phù hợp cho cây trồng và các loài sinh vật trong đất. Chúng còn có tác dụng cải thiện cấu trúc đất, duy trì độ ẩm và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, đồng thời giảm thiểu sự ô nhiễm do thuốc trừ sâu và kim loại nặng. Việc bổ sung HS vào đất có thể giúp tăng cường sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, góp phần tạo nên một môi trường sống khỏe mạnh cho đất và con người.
