I fertilizzanti sono alla base della produzione di cereali, ma l'uso massiccio di fertilizzanti chimici tradizionali non solo porta allo spreco di risorse, ma causa anche il degrado della qualità del suolo e l'inquinamento ambientale, il che influisce seriamente sulla realizzazione del concetto di sviluppo verde, sicuro e privo di inquinamento nell'agricoltura moderna. Come materia organica naturale, l'acido umico ha proprietà fisiche e chimiche e attività biologiche uniche, con un elevato valore commerciale e buone prospettive di sviluppo. L'uso di acido umico in combinazione con altri fertilizzanti può non solo ridurre i costi e migliorare i benefici economici, ma anche migliorare l'efficacia dei fertilizzanti, promuovere la crescita delle colture e migliorare le caratteristiche del suolo e l'ambiente ecologico.

I fertilizzanti chimici sono il cibo dei cereali e un importante mezzo di produzione nell'agricoltura contemporanea. I fertilizzanti chimici sono la più grande fonte di emissioni di carbonio nel processo di produzione della coltivazione, rappresentando circa il 60% delle emissioni totali di carbonio nel collegamento di input, e gli acidi umici hanno gli effetti di migliorare le proprietà fisiche e chimiche del suolo, stimolare la crescita e lo sviluppo delle colture, promuovere l'assorbimento e l'utilizzo dei nutrienti da parte delle colture, migliorare la resistenza allo stress e la resa delle colture, migliorare la qualità delle colture, il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni, ecc., e sono ampiamente utilizzati in importanti settori come la produzione agricola e la protezione ambientale.

1. Ritenzione e rilascio di nutrienti da parte dell'acido umico dai fertilizzanti

   I fertilizzanti chimici tradizionali rilasciano rapidamente i nutrienti. La maggior parte dei nutrienti nei fertilizzanti è soggetta a lisciviazione, volatilizzazione e fissazione, con conseguente bassa efficienza di utilizzo e inquinamento ambientale. La struttura molecolare dell'acido umico contiene abbondanti gruppi funzionali come gruppi idrossilici e fenolici idrossilici. Questi possono reagire con i gruppi ammidici nell'urea per formare un complesso acido umico-urea. Questo complesso mostra un'elevata stabilità, inibisce la decomposizione dell'urea, migliora l'efficienza di utilizzo dell'azoto e raggiunge proprietà a rilascio lento e a lunga durata per l'urea.

   L'acido umico è una speciale sostanza colloidale organica. Può formare una pellicola protettiva sulle superfici di sostanze come l'ossido di alluminio e l'ossido di ferro, contribuendo a rallentare l'adsorbimento del fosforo da parte degli idrossidi di ferro e alluminio, migliorando così la disponibilità del fosforo.

   I gruppi funzionali acidi nell'acido umico possono adsorbire e trattenere gli ioni potassio, prevenendo la perdita di potassio nel suolo e riducendo la fissazione del potassio da parte dei minerali argillosi. Inoltre, l'acido umico possiede un'eccellente capacità chelante. Può combinarsi con i cationi nei fertilizzanti (come calcio, manganese, ioni zinco, ecc.) per formare chelati. Questo riduce la perdita e la lisciviazione dei nutrienti dei fertilizzanti e rallenta il tasso di rilascio dei nutrienti, consentendo loro di essere gradualmente forniti alle piante e migliorando l'efficienza di utilizzo dei nutrienti.

2. Trasformazione e utilizzo dei nutrienti dei fertilizzanti da parte dell'acido umico

   Grazie ai suoi abbondanti gruppi funzionali acidi e all'elevata capacità di scambio cationico (CEC), l'acido umico può agire come un condizionatore del suolo per migliorare le proprietà fisico-chimiche del suolo e migliorare la capacità del suolo di trattenere gli ioni nutritivi. Trattiene e mobilita i nutrienti nei fertilizzanti legandosi ai nutrienti NPK, competendo con i fosfati e adsorbendo il potassio. Questo aumenta l'efficacia dei fertilizzanti e le proprietà a rilascio lento, migliorando così l'efficienza di utilizzo dei fertilizzanti.

3. Regolazione dell'attività microbica del suolo da parte dell'acido umico

   L'acido umico è una macromolecola organica che fornisce abbondanti fonti di carbonio per i microrganismi del suolo. La nutrizione microbica del suolo comprende principalmente elementi come carbonio (C), ossigeno (O), azoto (N) e nutrienti minerali essenziali. Con le sue funzioni di adsorbimento, complessazione, chelazione, scambio ionico e reazioni redox, l'acido umico può convertire i nutrienti fissi in forme disponibili, migliorando così la disponibilità di nutrienti del suolo precedentemente inaccessibili. Questo processo fornisce una nutrizione più adeguata ai microrganismi del suolo.

   Sono state condotte prove sul campo per studiare gli effetti dei fertilizzanti a base di acido umico sull'abbondanza e la diversità dei microrganismi del suolo della rizosfera nelle colture di peperoni. I risultati dimostrano che l'acido umico attiva il suolo, aumenta l'abbondanza e la diversità microbica e ottimizza la struttura della comunità microbica del suolo. Tra i trattamenti, l'applicazione di fertilizzante composto con acido umico al 6% ha prodotto gli effetti ottimali.

   

4. Applicazione combinata di acido umico con fertilizzanti inorganici

   L'acido umico funge da sinergizzante verde ottimale per migliorare l'efficienza dei fertilizzanti. L'applicazione combinata di acido umico con dosaggi ridotti di fertilizzanti (riduzione del 10%-30%) migliora la qualità del suolo, aumenta la resa e la qualità delle colture e dimostra un'efficacia universale sia per i fertilizzanti a nutriente singolo che per quelli composti. Questo approccio aumenta significativamente l'efficacia dei fertilizzanti riducendo al contempo la perdita e la fissazione dei nutrienti e migliora le proprietà fisico-chimiche del suolo.

   Effetto sui fertilizzanti azotati

   La combinazione di fertilizzanti azotati con acido umico forma fertilizzanti azotati a rilascio lento, che possono promuovere l'assorbimento di ammoniaca da parte delle piante, ridurre la perdita di fertilizzanti azotati e il conseguente inquinamento da ammoniaca, inibire la nitrificazione e quindi aumentare il tasso di utilizzo dei fertilizzanti azotati.

   Effetto sui fertilizzanti fosfatici

   I gruppi funzionali contenenti ossigeno attivo dell'acido umico si combinano efficacemente con i fertilizzanti fosfatici per formare complessi acido umico-fosfato, trasformando parte del fosforo solubile in acqua in fosforo disponibile. Da un lato, questo può ridurre la fissazione del fosforo nel suolo, migliorando notevolmente il tasso di utilizzo stagionale dei fertilizzanti fosfatici; dall'altro, l'acido umico può attivare il fosforo che è fissato nel suolo, aumentando la capacità di approvvigionamento di fosforo del suolo.

   Effetto sui fertilizzanti potassici

   L'acido umico reagisce con l'idrossido di potassio per formare un nuovo tipo di fertilizzante a base di acido umico potassico, che si combina con K per facilitare l'assorbimento delle colture e un effetto fertilizzante più lungo. La reazione complessa di acido umico e azoto, fosforo e potassio per produrre fertilizzante composto a base di acido umico è favorevole al "effetto combinato" di più nutrienti, migliora l'efficienza di utilizzo di azoto, fosforo e potassio, aumenta la resistenza allo stress delle colture, promuove la crescita delle colture e quindi aumenta la resa delle colture.

5. Applicazione dell'acido umico nei fertilizzanti organici

   L'applicazione dell'acido umico nei fertilizzanti organici non è semplicemente quella di utilizzarlo come vettore o riempitivo, ma di lasciarlo partecipare all'intero processo di produzione dei fertilizzanti organici, l'acido umico partecipa alla decomposizione e alla fermentazione della materia organica come bestiame e pollame, può regolare il rapporto carbonio-ammoniaca nel materiale di fermentazione e fare in modo che il processo di fermentazione tenda a uno stato ideale.

   Aggiunto al letame di pollo può accelerare il processo di decomposizione del compost, abbreviare il tempo necessario per il compostaggio, migliorando così l'efficienza di produzione, mantenendo più azoto disponibile e migliorando ulteriormente l'efficacia dei fertilizzanti del letame di pollo. Inoltre, l'ammoniaca nel processo di decomposizione forma umato di ammonio. I suoi stessi peptidi e proteine vengono anche degradati in amminoacidi a basso peso molecolare, facilitando così l'assorbimento dei microrganismi e delle colture nel suolo.

Breve riepilogo

I fertilizzanti a base di acido umico hanno ampie prospettive di applicazione nella produzione agricola. L'uso di fertilizzanti a base di acido umico può portare una serie di benefici completi, tra cui il miglioramento della fertilità del suolo, il miglioramento dell'utilizzo dei fertilizzanti, il miglioramento della resistenza delle colture, l'aumento della resa delle colture, il miglioramento della qualità delle colture, il miglioramento della vitalità del suolo, la riduzione dell'inquinamento ambientale, l'assorbimento del carbonio, il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni, ecc., ma ci sono ancora alcuni problemi nell'applicazione dei fertilizzanti a base di acido umico.

Ad esempio, i fertilizzanti a base di acido umico possono produrre alcune reazioni avverse o interazioni se utilizzati con altri fertilizzanti, influenzando l'efficacia del fertilizzante. Ad esempio, i fertilizzanti a base di acido umico acido vengono miscelati con fertilizzanti ad alto contenuto di calcio e magnesio e si verificano reazioni di neutralizzazione acido-base. Quando si utilizzano insieme, è necessario prestare attenzione alla compatibilità e al rapporto tra i fertilizzanti e prestare attenzione alla natura del suolo per garantire un apporto equilibrato di nutrienti.