نشریه علمی پژوهشی روابط خاک و گیاه

هوموسی‌شدن یکی از مراحل بنیادی در تثبیت مواد آلی و شکل‌گیری ترکیبات پایداری مانند اسیدهای هیومیک (HA) و فولویک (FA) در فرآیندهای تولید کمپوست و ورمی‌کمپوست است. این مرحله نه‌تنها تعیین‌کننده بلوغ، پایداری و کیفیت نهایی محصول این فرآیند است، بلکه نقش مهمی در چرخه زیستی کربن و مدیریت پایدار پسماندهای آلی دارد. در این مقاله، با بررسی یافته‌های پژوهش‌های منتشرشده در یک بازه زمانی 25 ساله گذشته (بین سال‌های میلادی 2000 تا 2025)، جنبه‌های مختلف واکنش‌های هوموسی‌شدن مانند سازوکارهای فیزیکی، شیمیایی و میکروبی، مدل‌های سینتیکی و ریاضی مورد استفاده، عوامل مؤثر (نسبت C/N مواد اولیه و افزودنی‌ها) و راهکارهای بهینه‌سازی آن‌ها مورد بررسی تحلیلی قرار گرفته است. بررسی یافته‌های پژوهش‌های گذشته نشان داد که کمپوست و ورمی‌کمپوست، بسته به نوع جمعیت میکروبی و شرایط فیزیکی، مسیرهای متفاوتی از حلقوی‌شدن و پلیمره‌شدن ترکیبات فنولی را طی می‌کنند. افزودنی‌هایی مانند زغال زیستی، اکسیدهای فلزی (مانند Fe₂O₃ و MnO₂) و زغال زیستی نقش مؤثری در تسریع واکنش‌های اکسایش–احیا و بهبود نسبت اسید هیومیک به اسید فولویک دارند. مدل‌های سینتیکی کلاسیک مانند مرتبه اول، دوم و پارابولیک، در پیش‌بینی تغییرات زمانی شاخص هوموسی‌شدن (HI) مفیدند، اما مدل‌های هوش مصنوعی از جمله شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN) و جنگل تصادفی (RF) توانسته‌اند رفتار غیرخطی این واکنش‌ها را با دقت بیشتری تعریف کنند. بر اساس پژوهش‌های اخیر، آینده پژوهش در این حوزه بر توسعه مدل‌های هیبریدی چندمقیاسی، ادغام داده‌های اومیکس با مدل‌های سینتیکی، به‌کارگیری آنزیم‌های مهندسی‌شده و استفاده از سامانه‌های هوشمند کنترل فوری در مقیاس صنعتی متمرکز است. در مجموع، درک عمیق از سازوکار‌ها و مدل‌سازی هوشمند واکنش‌های هوموسی‌شدن، مسیر تازه‌ای برای بازیافت زیستی پسماندهای آلی، کاهش انتشار کربن، و تولید کودهای زیستی با کیفیت خوب در چارچوب اقتصاد زیستی چرخشی فراهم می‌سازد.