Humic là gì

Axit humic là một thành phần chính của các chất humic, đó là những hợp chất hữu cơ quan trọng của đất (đất mùn), than bùn, than đá, nhiều suối miền núi, hồ bị loạn dưỡng và nước biển[1]. Nó được tạo ra bởi sự phân hủy các chất hữu cơ sinh học chết. Nó không phải là một axit đơn; đúng hơn, nó là một hỗn hợp phức tạp của nhiều axit khác nhau có chứa nhóm carboxyl và phenolat để hỗn hợp có chức năng như một axit đibase (axit hai lần axit) hoặc, đôi khi, như là một axit tribase (axit ba lần a xit). Axit humic có thể tạo ra các phức với ion thường được tìm thấy trong môi trường tạo ra chất keo humic. Axit humic và fulvic (axit fulvic là axit humic trọng lượng phân tử thấp hơn và hàm lượng oxy cao hơn axit humic khác) thường được sử dụng như là một bổ sung đất nông nghiệp, và ít phổ biến hơn làm một bổ sung dinh dưỡng của con người. Là một bổ sung dinh dưỡng, axit fulvic có thể có dạng lỏng như một thành phần của chất keo khoáng. Axit fulvic là đa-điện giải và là chất keo duy nhất dễ dàng khuếch tán qua màng trong khi tất cả các chất keo khác thì không.

Đặc tính và mô tả
Các chất humic được hình thành bởi sự phân hủy sinh học các chất thực vật chết, chẳng hạn như lignin. Chúng có khả năng chịu đựng mạnh đối với phân hủy sinh học tiếp. Các thuộc tính chính xác và cấu trúc của một mẫu nhất định phụ thuộc vào nguồn nước hoặc đất và các điều kiện khai thác cụ thể. Tuy nhiên, các đặc tính trung bình của các chất humic từ các nguồn khác nhau thì tương tự đáng kể.

Các chất humic trong đất và trầm tích có thể được chia thành ba phần chính: axit humic, acid fulvic, và humin. Các axit humic và fulvic được chiết xuất như là một sol keo từ đất và các nguồn pha rắn khác trong dung dịch base mạnh như natri hydroxide hoặc kali hydroxide. Axit humic được kết tủa từ dung dịch này bằng cách điều chỉnh độ pH đến 1 bằng axít clohiđric, để lại axit fulvic trong dung dịch. Đây là sự phân biệt hoạt động giữa axit humic và axit fulvic. Humin không hòa tan trong kiềm loãng. Phần hòa tan trong rượu của phần humic nói chung gọi là axit ulmic. Cái gọi là “axit humic xám” (GHA) hòa tan trong trung gian kiềm có nồng độ ion thấp; “axit humic nâu” (BHA) hòa tan được trong các điều kiện kiềm không phụ thuộc vào nồng độ ion; và axit fulvic (FA) là hòa tan được không phụ thuộc vào độ pH và nồng độ ion[2].

Sắc ký lỏng và chiết xuất lỏng-lỏng có thể được sử dụng để tách các thành phần tạo nên chất humic. Các chất được xác định bao gồm mono-, di-, và tri-hydroxy axit, các axit béo, các axit dicarboxylic, các rượu mạch thẳng, các axit phenolic và các terpenoit[3].

Đặc điểm hoá học

Ví dụ về một axit humic điển hình, có một loạt các thành phần như quinon, phenol, catechol và các nửa đường[1]
Một chất humic điển hình là một hỗn hợp của nhiều phân tử, một số trong đó dựa trên môtíp của các hạt nhân thơm với các nhóm thay thế phenolic và carboxylic, liên kết với nhau; hình minh họa cho thấy một cấu trúc điển hình.

Các nhóm chức năng có đóng góp nhiều nhất cho điện tích bề mặt và độ hoạt hóa của các chất humic là nhóm phenolic và carboxylic[1]. Axit humic hoạt động như các hỗn hợp của các axit hai base, với giá trị pK1 khoảng 4 cho protonat hóa nhóm carboxyl và khoảng 8 cho protonat hóa nhóm phenolat. Có sự tương đồng tổng thể đáng kể giữa các axit humic riêng rẽ[4]. Vì lý do này, các giá trị pK đo được của một mẫu đã cho nào đó là giá trị trung bình có liên quan tới các loại hợp thành. Đặc điểm quan trọng khác là mật độ điện tích. Các phân tử có thể tạo thành một cấu trúc siêu phân tử liên kết với nhau bởi các lực phi cộng hóa trị, chẳng hạn như lực Van der Waals, π-π, và liên kết CH-π[5].

Sự hiện diện của các nhóm carboxylat và phenolat tạo cho axit humic khả năng tạo các phức chất với các ion như Mg2+, Ca2+, Fe2+ và Fe3+. Nhiều axit humic có hai hoặc nhiều hơn các nhóm này, được sắp xếp sao cho nó cho phép sự hình thành các phức chất chelat[6]. Sự hình thành các phức chất chelat là một khía cạnh quan trọng của vai trò sinh học của axit humic trong việc điều chỉnh tính sinh khả dụng của các ion kim loại[4].

Xác định axit humic trong các mẫu nước
Sự hiện diện của axit humic trong nước nhằm mục đích sử dụng sinh hoạt hoặc sử dụng công nghiệp có thể có tác động đáng kể tới khả năng có thể xử lý nước và tới sự thành công của quá trình khử trùng hoá chất. Phương pháp chính xác của việc thiết lập nồng độ axit humic do đó rất cần thiết trong việc duy trì nguồn cung cấp nước, đặc biệt là từ lưu vực than bùn vùng cao ở các xứ ôn đới.

Do rất nhiều các phân tử hữu cơ sinh học khác nhau trong các kết hợp vật lý rất đa dạng được pha trộn với nhau trong môi trường tự nhiên, nên việc đo nồng độ chính xác của chúng trong các siêu cấu trúc humic là rất nặng nề. Vì lý do này, nồng độ axit humic theo truyền thống được ước tính bằng nồng độ các chất hữu cơ (thường là từ hàm lượng tổng cacbon hữu cơ hoặc cacbon hữu cơ hòa tan).

Các quy trình tách chiết chắc chắn làm thay đổi một số các mối liên kết hóa học có trong các chất humic đất (chủ yếu là các liên kết este trong các polyester sinh học như cutin và suberin). Các chất chiết xuất humic bao gồm một lượng lớn các phân tử hữu cơ sinh học khác nhau vẫn chưa được tách rời và chưa được xác định hoàn toàn. Tuy nhiên, các lớp đơn lẻ của các phân tử sinh học còn lại đã được xác định bằng cách chiết xuất chọn lọc và phân đoạn hóa học, và được đại diện bởi các axit alkanoic và axit hydroxy alkanoic, nhựa, sáp, bã lignin, đường, và peptit.

Tác động sinh thái
Cải tạo đất bằng chất hữu cơ đã được những người nông dân biết là có lợi cho sự phát triển của cây cối từ thời gian trước cả khi có lịch sử được ghi chép[7]. Tuy nhiên, hóa học và chức năng của vật chất hữu cơ đã từng là một chủ đề gây tranh cãi kể từ khi con người bắt đầu đòi hỏi về nó trong thế kỷ 18. Cho đến thời Liebig, người ta cho rằng mùn đã được sử dụng trực tiếp bởi cây cối, nhưng sau khi Liebig chỉ ra rằng sự phát triển của thực vật phụ thuộc vào các hợp chất vô cơ, thì nhiều nhà khoa học đất giữ quan điểm cho rằng các chất hữu cơ là hữu ích cho độ màu mỡ chỉ khi nó được phân giải và tiết ra các thành phần dinh dưỡng cấu thành của nó dưới dạng vô cơ. Tại thời điểm hiện tại, các nhà khoa học về đất có một cái nhìn toàn diện hơn và ít nhất là công nhận rằng mùn ảnh hưởng đến độ màu mỡ của đất thông qua tác động của nó vào khả năng giữ nước của đất. Ngoài ra, do thực vật đã được chứng minh là hấp thụ và di chuyển các phân tử hữu cơ phức tạp của thuốc trừ sâu ngấm qua rễ, nên không thể nghi ngờ các ý kiến cho rằng thực vật có thể hấp thụ các dạng mùn hòa tan[8]; điều này trên thực tế có thể là một quá trình cần thiết cho sự hấp thu các oxit sắt mà nếu khác đi là không hòa tan.

Một nghiên cứu về tác động của axit humic lên sự phát triển của thực vật đã được tiến hành tại Đại học bang Ohio cho rằng có một phần “axit humic làm tăng sự phát triển của thực vật” và rằng đã có “các phản ứng tương đối lớn đối với các mức áp dụng thấp”[9].

1. Axit Humic Là Gì? Humate Là Gì?
   *Axit humic là một thành phần quan trọng của chất hữu cơ trong đất được hình thành do sự tích tụ và phân huỷ không hoàn toàn tàn dư thực vật trong điều kiện yếm khí. Hàm lượng Axit Humic trong mùn hữu cơ tùy theo đặc điểm địa chất, thảm thực vật, thời gian phân hủy yếm khí. Axit humic là 1 trong 3 thành phần (axit humic, axit fulvic và hợp chất humin) trong hợp chất mùn hữu cơ của đất.

Axit Humic là nền tảng của tất cả các đất đai màu mỡ. Trong nhiều năm, axit humic tích lũy trong đất để giúp đất tăng khả năng giữ chất dinh dưỡng, khả năng giữ nước, là nguồn thức ăn cho các vi sinh vật có lợi cho đất. Đây là cách để giảm thiểu tổn thất chất dinh dưỡng để duy trì độ phì nhiêu của đất và đảm bảo phát triển bền vững của thiên nhiên.

• Humate: là muối kim loại của humic hoặc fulvic. VD: K-Humate, Na-Humate, Ca-Humate, Mg-Humate… muỗi loại muối Humate chứa các kim loại khác nhau có đặc tính khác nhau.
• Muối Humate điển hình được sử dụng trong nông nghiệp và thương mại nhiều nhất là muối Kali Humate, thông thường Kali Humate được sản xuất bằng cách cho KOH vào nước có chứa Axit humic.

Phản ứng hóa học:

RCOO-H (Axit humic) + KOH = RCOO-K (Kali Humate) + H2O

Màu đen không tan trong nước -> Màu nâu đen tan trong nước

• Muối Amon Humate cũng được ưa chuộng sử dụng trong nông nghiệp: Dùng nước amoniac để hoạt hóa than bùn, bằng cách than bùn nghiền nhỏ trộn với 2 -3% nước amoniac rồi ủ khoảng 5 – 6 giờ là phản ứng có thể xảy ra hoàn toàn.

1. Thành Phần Nguyên Tố Và Cấu Tạo Của Axit Humic:

• Thành Phần Axit Humic
  Thành phần nguyên tố của axit humic chủ yếu bao gồm C, H, O, N. Hàm lượng các nguyên tố này khác nhau phụ thuộc vào loại đất, thành phần hoá học của tàn tích sinh vật, điều kiện mùn hoá: C: 56,2% – 61,9%; H: 3,4% – 4,8%; O: 29,5% – 34,8%; N: 3,5% – 4,7%.
• Phân Tử Lượng Của Axit Humic
  Ở những điều kiện khác nhau, nguồn gốc và phương thức hình thành axit humic khác nhau nên axit humic không có công thức và phân tử lượng cố định. Nhiều công trình nghiên cứu cho biết phân tử lượng của axit humic có thể dao động từ 400 – 100.000, trung bình khoảng 50.000 – 90.000 đơn vị cacbon.
• Cấu Trúc Của Axit Humic, Công T​Hức Hóa Học Của Axit Humic

Cấu trúc điển hình của Axit humic (có chứa các thành phần như quinon, phenol, catechol và các đường đơn) và bột Axit Humic

Axit humic không phải là một cấu trúc đơn mà bao gồm nhiều mạng lưới cấu trúc. Mỗi mạng lưới cấu trúc bao gồm nhiều đơn vị cấu trúc. Ðơn vị cấu trúc là phần phân tử axit humic hình thành khi phân huỷ chúng và có cấu tạo tương đối đơn giản. Mạng lưới cấu trúc là một phần phân tử axit humic chứa tất cả các đơn vị cấu trúc, công thức và kích thước của các loại này khi phân huỷ axit humíc bằng benzolcacbonic như bảng sau:

Công thức và phân tử lượng của đơn vị và mạng cấu trúc mùn của một số loại đất

Loại đất

Ðơn vị cấu trúc

Mạng lưới cấu trúc

Công thức

Phân tử lượng

Công thức

Phân tử lượng

Ðất Potzon

C16H17O8N

354

C173H183O92N11

3885

Ðất xám

C14H14O7N

299

C71H59O32N4

2090

3. Tính Chất Hóa Lý Của Axit Humic, Humate:
   Axit humic hoà tan tốt trong các dung dịch kiềm loãng NaOH, Na2CO3, Na4P2O7.10H2O… Tuỳ theo nồng độ và loại đất mà các dung dịch thu được có màu anh đào đến màu đen. Axit humic không hoà tan trong nước và axit vô cơ.

Muối của Axit humic (Humate) toàn hoàn toàn trong nước, dung dịch có màu vàng nâu đến nâu đen.

4. Tác Dụng Của Axit Humic Đối Đất Với Cây Trồng:
   Tất cả các loại đất cát đều có cấu trúc mở (thông hơi) do đó có thể hút, thoát nước dễ dàng. Cấu trúc mở này và đặc tính thấm hút tự do của đất cát cũng cho phép hầu hết các dưỡng chất trong phân bón được dùng có thể dễ dàng xuyên qua mặt đất. Bề mặt của phân tử cát khó có thể giữ nước và dưỡng chất. Kết quả là, các dưỡng chất bị trôi hết vào mạch nước ngầm và cây không thể hấp thụ được. Chất dinh dưỡng bị mất do bị rửa trôi như thế đã gây ra thiệt hại lớn về kinh tế cho người trồng cây và có hại cho môi trường.

Đất phì nhiêu luôn có hàm lượng chất hữu cơ rất lớn. Lượng chất hữu cơ này làm cho hầu hết các loại đất có khả năng giữ lại và tạo ra những chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng. Những chất hữu cơ có giá trị cao cho cây trồng như thế có rất nhiều trong muối Axit Humic gồm nhóm Cacbonxilic và hoá chất phê-no-lic. Chính những phân tử có bề mặt tích điện âm này có khả năng giữ lại tất cả các dưỡng chất trong phân bón. Muối Axit humic cũng có khả năng giữ nước rất tốt giống như chất hữu cơ.

• Tác dụng quan trọng nhất của Axit humic là khả năng giữ nước: Do sự tích điện bên trong và trên bề mặt rất lớn, humic có chức năng như là miếng bọt biển hút nước. Những miếng bọt biển này có khả năng giữ được lượng nước gấp 7 lần so với đất mặt.
• Giữ khoáng dinh dưỡng trong cấu trúc chelate, tăng khả năng hút dinh dưỡng trong đất của cây trồng, hạn chế tối đa sự rửa trôi khoáng dinh dưỡng trong đất:

Axit Humic giữ một lượng lớn chất dinh dưỡng từ phân bón vào đất (thành dạng Humate) cho đến khi cây trồng sẵn sàng sử dụng chúng.

Axit humic rất hiệu quả trong việc tạo vòng càng với nhiều chất dinh dưỡng và quan trọng hơn, trong việc giữ nước

Axit humic giúp bẻ gãy mối liên kết giữa các chất dinh dưỡng trong đất, làm cho cây trồng dễ hấp thu hơn.

RCOO-H (Axit humic) + Dinh dưỡng = RCOO-Dinh dưỡng (Humate) + H+

Rễ cây + RCOO-Dinh dưỡng (Humate) = Rễ cây – Dinh dưỡng + RCOOH (Axit humic)

Axit Humic hiện diện trong đất giữ một lượng lớn các vi lượng và các da lượng xung quanh rễ cây để cung cấp tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết cho rễ nhanh chóng hấp thu và giúp cây trồng phát triển tối ưu. Axit Humic cũng cải thiện độ ẩm và khả năng giữ nước của đất. Giúp đỡ cho nông dân và người trồng có thể đạt được vụ mùa lớn thông qua việc sử dụng hiệu quả hơn các loại phân bón và duy trì độ phì của đất lâu dài.

Các Tác Dụng Quan Trọng Khác Được Ghi Nhận Của Axit Humic Đối Với Cây Trồng:

• Đẩy nhanh quá trình nảy mầm hạt giống
• Cải thiện bộ rễ cây khỏe mạnh
• Làm thức ăn vi khuẩn có ích trong đất
• Cải thiện sinh lý học thực vật
• Giảm độ mặn vượt quá trong đất
• Nâng cao khả năng giữ dinh dưỡng của đất
• Giảm căng thẳng môi trường (hệ đệm gúp pH ổn định)
• Tăng sức đề kháng của cây với sâu bệnh và các điều kiện bất lợi như nóng, rét, hạn, úng, chua phèn…

Ngoài ra nếu được hấp thu trực tiếp qua lá chúng sẽ giúp tăng cường sự quang hợp của cây do kích thích sự hoạt động của các men tham gia trong quá trình quang hợp.

5. Các Nguồn Cung Cấp Axit Humic:
   1/ Khai thác từ các mỏ than bùn tại Việt Nam:

• Ở nước ta đã phát hiện và thăm dò nhiều mỏ than bùn, trong đó vùng Đồng bằng sông Cửu Long đã thăm dò 8 mỏ than bùn (ở các tỉnh Cà Mau, Kiên Giang, Hậu Giang, Long An) với trữ lượng khoảng 500 triệu m3. Than bùn ở các mỏ này có chất lượng tốt, hàm lượng mùn trung bình 40 – 50%, axit humic 20 – 30% và nhiều chất dinh dưỡng khác.
• Các mỏ than bùn tiêu biểu ở Việt Nam:
• Các mỏ than bùn tiêu biểu ở Đồng bằng Nam bộ: Than bùn đầm lầy ven biển cổ, mỏ than bùn Phú Cường – Tân Hòa, mỏ than bùn Bình Sơn, mỏ than bùn U Minh, than bùn đầm lầy ven biển mới, than bùn Cần Giờ, than bùn Ba Hòn, than bùn đoạn sông bỏ, than bùn lòng sông cổ, mỏ than bùn Láng Le, mỏ than bùn Tân Lập, mỏ than bùn Lung Lớn, mỏ than bùn Đông Bình…
• Các mỏ than bùn tiêu biểu ở Đồng bằng ven biển Trung bộ: Than bùn đầm lầy ven biển cổ, mỏ than bùn Phong Nguyên, mỏ than bùn Bình Phú, mỏ than bùn Bàu Bàng. Mỏ than bùn Hảo Sơn…
• Các mỏ than bùn tiêu biểu ở vùng núi và cao nguyên: Các mỏ than bùn thuộc tỉnh Lâm Đồng, mỏ than bùn Nông trường Lâm Hà, các mỏ than bùn Da Klou Kia, Kim Lệ, anling, Labbed Nord, Đa Thiện, các mỏ than bùn thuộc tỉnh Đắc Lắc…

2/ Nhập khẩu các sản phẩm Axit Humic, Humate từ Mỹ, Nga, Trung Quốc và một số quốc gia khác:

• Axit Humic, Fulvic 70% Mỹ:

Đặc điểm: Bột mịn màu nâu đen, không tan trong nước, kích thước hạt 18 mesh (hoặc Siêu mịn (pulversized <10 microns)

Thông số kỹ thuật: Độ tinh khiết >=95%, Hàm lượng Humic + Fulvic: >=70%, pH = 10; Độ ẩm <=5%

• Axit Humic 90% Mỹ:

Đặc điểm: Bột mịn màu nâu đen, không tan trong nước, kích thước hạt siêu mịn (pulversized <10 microns)

Thông số kỹ thuật: Độ tinh khiết >=95%, Hữu cơ >=95%; Humic: >=90%, pH = 10; Độ ẩm <=5%

• Axit Humic Trung Quốc:

Hàm lượng Humic: >= 20%, >= 40%, >= 60%.

Đặc điểm: Bột mịn màu đen, không tan trong nước.

• Natri Humate Trung Quốc:

Đặc điểm: Dạng bột hoặc hạt màu đen, độ hòa tan trong nước 430g/L, kích thước hạt: 20 – 190mesh, nhiệt độ nóng chảy: 90oC

Thành phần: Độ tinh khiết: 75 – 90%; Axit Humic: 45 – 60%; pH: 8 – 9; độ ẩm <=5%

Hướng Dẫn Sử Dụng Axit Humic Và Humate
Sử Dụng Axit Humic (Humic Acid)

• Dùng trực tiếp Axit humic (Humic Acid) để bón cùng với phân chuồng, hoặc làm sản phẩm lót dưới hố chất thải phân của các chuồng trại chăn nuôi heo, gà, bò…, sau đó sử dụng hỗn hợp phân chuồng, humic để chuyển sang hố ủ thêm men vi sinh (bima, Bio, Lactpower…) làm phân bón hữu cơ sinh học cho rau màu, cây ăn trái, cây trồng theo tiêu chuẩn hữu cơ (organic).
• Hoạt hóa Axit Humic với dung dịch kiềm (KOH) để chuyển thành Kali Humate bón cho các loại cây trồng.
• Axit humic dùng bón lót trực tiếp cho cây trồng hoặc làm nguyên liệu trong sản phẩm phân Hữu cơ: Bã mùn mía, men vi sinh phân hủy Xenlulo, vi sinh khử mùi, hỗn hợp vi lượng vô cơ và vi lượng chelate, lân nung chảy… tiến hành trộn, phun đảo, ủ để sản xuất phân hữu cơ khoáng, hữu cơ sinh học, hữu cơ vi sinh…

Sử Dụng Humate (Kali Humate, Natri Humate)

• Dùng làm nguyên liệu sản xuất phân bón gốc cao cấp phân bón lá, phân bón tưới nhỏ giọt.
• Dùng kết hợp các loại nguyên liệu khác để bón gốc hoặc phun lên lá theo tỷ lệ tính toán.
• Nồng độ Humic phun lên lá được khuyến cáo là 0,03 – 0,05% (300 – 500ppm: tức 3 – 5gram/10 lít nước).

Đối Tượng Cây Trồng, Thời Điểm Sử Dụng

• Sử dụng cho tất cả các loại cây trồng, đặc biệt tốt cho cây ăn quả, cây công nghiệp (cà phê, hồ tiêu, dứa…).
• Sử dụng khi cây bị còi cọc, kém phát triển, ngộ độc thuốc bảo vệ thực vật, ngộ độc dinh dưỡng (bón quá nhiều phân bón), cây trồng bị tổn thương hoặc bị ảnh hưởng bời thời tiết khắc nghiệt (rét hoặc hoặc hạn hán).
• Kết hợp với các loại dinh dưỡng khác (đạm, lân, kali, trung vi lượng) để bón thúc cho các loại cây trồng thời kỳ phát triển thân, lá, đẻ nhánh, vươn lóng.
• Sử dụng kết hợp với Kali để bón cho cây lượng thực, cây ăn quả… vào giai đoạn trước khi ra hoa, sau khi đậu quả non, thời kỳ đón đòng cho lúa.
• Sử dụng đều đặn Humate (Humic) và đúng nồng độ có thể làm tăng năng suất cây trồng từ 10 – 20% so với đối chứng, làm tăng chất lượng nông sản, tăng chất lượng quả (thơm, ngon, bóng, đẹp).

About The Author