TÌM HIỂU VỀ VAI TRÒ VÀ CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG

CỦA FULVIC ACID VÀ HUMIC ACID TRONG CANH TÁC NÔNG NGHIỆP

Fulvic acid và Humic acid có nguồn gốc từ quá trình phân hủy của vật chất hữu cơ (Chất mùn), đặc biệt là tàn dư thực vật trong đất, than bùn, trầm tích, và các loại than đá có nguồn gốc sinh học như than non (Lignite) và Leonardite. Fulvic acid và Humic acid là hai thành phần quan trọng thuộc nhóm hợp chất hữu cơ phức tạp gọi là axit humic, nhưng Fulvic acid và Humic acid có những điểm khác biệt về kích thước phân tử, tính tan và khả năng hoạt động trong đất.

So sánh cơ chế tác động của Fulvic Acid và Humic Acid

Fulvic acid và Humic acid có khả năng ảnh hưởng đến độ pH của đất; nếu môi trường có nhiều H⁺ (đất chua) chúng có thể hấp thụ bớt để tăng pH; nếu môi trường có nhiều cation kiềm (đất kiềm) chúng có thể nhả H⁺ ra để giảm pH thông qua các cơ chế sau:

a) Khả năng đệm pH

• Fulvic acid và Humic acid có chứa nhiều nhóm chức như Carboxyl (-COOH) Hydroxyl phenol (-OH) và Carbonyl (-C=O), có thể trao đổi ion với các cation trong đất. Nhờ khả năng hấp thu và giải phóng H⁺ tùy theo pH môi trường nên chúng có khả năng đệm cao.

• Khi được bổ sung vào đất, chúng có thể liên kết với ion H⁺ (H+ là yếu tố làm giảm pH) làm giảm nồng độ H⁺ trong dung dịch đất, từ đó làm tăng pH.

b) Tạo phức với kim loại và giảm tính axit của nhôm, sắt.

Trong đất chua (pH thấp), nhôm (Al³⁺) và sắt (Fe³⁺) tồn tại ở dạng hòa tan là yếu tố chính gây ra độ chua cao và gây độc cho cây. Humic acid và Fulvic acid có thể tạo phức chất bền vững với ion Al³⁺ và Fe³⁺, làm giảm sự thủy phân của nhôm, sắt. Từ đó, giảm lượng H⁺ sinh ra trong dung dịch đất, do các ion Al³⁺ và Fe³⁺ không còn phản ứng với nước để tạo H⁺, dẫn đến tăng pH đất.

FA-COO− + Al³⁺ → (FA-COO)₃Al

FA-COO− + Fe³⁺ →(FA-COO)₃​Fe

FA-C=O + Fe³⁺ → FA-(C=O)-Fe³⁺

FA-OH + Cu²⁺ → FA-O-Cu⁺ + H⁺

Tạo phức chelate với kim loại nặng như Fe³⁺, Pb²⁺, Cu²⁺... Cơ chế này giúp giảm độc tính kim loại và hỗ trợ trao đổi ion trong đất/nước.

c) Tăng cường trao đổi cation (CEC - Cation Exchange Capacity)

Chúng có thể làm tăng hoặc giảm pH tùy vào môi trường và điều kiện cụ thể.

• Do Fulvic acid và Humic acid chứa nhiều nhóm chức Carboxyl (-COOH) và Phenol (-OH), có thể phân ly giải phóng ion H⁺ vào môi trường, làm giảm pH:

FA-COOH ⇌ FA-COO⁻ + H⁺

FA-OH ⇌ FA-O⁻ + H⁺

• Trong môi trường kiềm (pH cao), chúng có thể có thể nhả H⁺ ra để tạo phức với các cation kiềm mạnh như Ca²⁺, Mg²⁺, giúp giảm tính kiềm của nước hoặc đất. Với khả năng giữ và trao đổi ion H⁺ với các cation như Ca²⁺, Mg²⁺, Na+, K⁺, làm tăng sự di động của H⁺ tự do trong môi trường. Quá trình này giúp tăng ion H⁺ dư thừa trong nước và đất, từ đó góp phần làm giảm pH.

2FA-COOH + Ca²⁺ → (FA-COO)₂Ca + 2H⁺

Hoặc FA-COOH + CaCO₃ ​→ Ca-FA + HCO^3−​

• Nhưng nếu môi trường có quá nhiều H⁺ (đất/nước chua), Fulvic acid và Humic acid có thể hấp thu một phần ion H⁺ tự do bằng cách tạo liên kết với các ion khác, quá trình này lại giúp tăng khả năng trao đổi cation (CEC), thúc đẩy sự di chuyển của các ion kiềm (Ca²⁺, Mg²⁺) để trung hòa độ chua. Điều này giúp giảm ion H⁺ trong môi trường, giúp giảm độ chua, dẫn đến tăng pH nhẹ.

FA-COO⁻ + H⁺ ⇌ FA-COOH

d) Hỗ trợ vi sinh vật phân giải axit hữu cơ

Chúng cung cấp nguồn carbon hữu cơ giúp tăng cường sự phát triển của vi sinh vật có lợi, giúp cải thiện độ màu mỡ của đất. Giúp kích thích vi sinh vật có lợi như Bacillus, Pseudomonas làm tăng tốc độ phân hủy các axit hữu cơ trong đất. Theo phản ứng phân giải axit hữu cơ:

R-COOH + O₂​ → CO₂​ + H₂​O

Vi sinh vật phân hủy axit hữu cơ giúp loại bỏ các hợp chất làm giảm pH, từ đó pH tăng lên. Quá trình này xảy ra chậm nhưng có tác động ổn định pH đất về mức trung tính.

e) Tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây

• Do có khả năng tạo phức với khoáng chất và vi lượng (Fe, Zn, Cu, Mn…), chúng giúp cây hấp thụ tốt hơn, đặc biệt trong điều kiện đất nghèo dinh dưỡng.

• Cải thiện sự hấp thụ N, P, K từ phân bón. Liên kết với nitơ trong đất, giúp giữ lại dinh dưỡng cho cây. Tăng hiệu quả sử dụng phân bón bằng cách phản ứng với ion Amoni (NH₄⁺) giúp giữ lại đạm trong đất, giúp giảm thất thoát đạm và tối ưu hóa phân bón.

FA-COO⁻ + NH₄⁺ → FA-COO-NH₄

Fulvic acid và Humic acid là các hợp chất tự nhiên, giúp tăng pH đất nhờ khả năng đệm pH, tạo phức với kim loại (nặng và vi lượng) và cải thiện khả năng trao đổi cation. Trong nông nghiệp, chúng giúp cải thiện cấu trúc đất, thúc đẩy vi sinh vật có lợi, kích thích hệ rễ phát triển, tăng hấp thu dinh dưỡng và được sử dụng rộng rãi trong canh tác hữu cơ. Khi sử dụng kết hợp cả hai sẽ tối ưu hóa quá trình phát triển rễ, giúp cây trồng khỏe mạnh và đạt năng suất cao hơn.

Ths. Lê Minh Quốc – Phòng kỹ thuật Công ty TNHH Sitto Việt Nam