Humusul definește componenta organică din sol, rezultată prin transformarea microbiologică şi biochimică a resturilor vegetale se evaluează cantitativ după conținutul de C-organic, majorat de 1,724 ori (coeficient ce reprezintă raportul mediu dintre masa humusului şi conținutul mediu de carbon din humus) (100/58% C =1,724).
Acumularea humusului este componentă esențială a solificării ce se împletește cu transformarea rocilor (şi formarea componentelor minerale). Humusul contribuie decisiv la fertilitatea şi capacitatea de producție a solurilor.
În compoziția humusului intră elementele C (58%); N (4,8%); P (1,07%); S (0,60%); H (3,94%); O (31,55%) numite organogene care asigură acestuia compoziția complexă iar prin stările native ale acestora şi determinante în sinteză şi evoluție funcții complexe şi esențiale. În arhitectura compoziției sale, pe matricea constituită din lanțuri alifatice şi nuclee aromatice sunt grefate numeroase funcții chimice (carboxil – COO; carbonil – CO-; amino – NH2; amido – CONH2; heterocicluri =C=N-S; etc., alcoli aromatici, esteri fosfatici, etc.).
Datorită acestor funcții interacționează cu mineralele argiloase dispersate coloidal şi formează împreună complexul coloidal argilo-humic cu funcții de adsorbție şi schimb ionic.
Rolul humusului:
Prin mineralizare are funcții nutritive (sursă de N, P, S, etc.) pentru plante şi microorganisme;
Asigură energia chimică şi substanțele plastice intermediare necesare microorganismelor;
Structurează solurile, ordonează particulele elementare argiloase şi proprii, iar cu mineralele argiloase formează complexul argilo-humic cu funcții esențiale în schimbul şi adsorbția ionică.
Procese determinante în conținutul şi bilanțul humic al solului:
- Humificarea: este procesul de sinteză prin transformare microbiologică în sol a resturilor vegetale de la plantele cultivate şi a materiilor organice din îngrășămintele naturale. Această transformare a materialelor organice în care raportul C/N este de peste 22-25 are loc o sinteză a substanțelor humice în care poate fi imobilizat şi N-mineral din sol față de materialele organice cu raport C/N sub acest prag care se transformă în sol fie în substanțe humice cât se şi mineralizează. Energia chimică necesară activităţii microorganismelor care humifică materialele vegetale rămase de la vegetaţie sau introduse în sol este proporțională cu excesul de C faţă de N în aceste materiale. Azotul din substanțele biodegradabile pe seama cărora are loc humificarea trece în substanțe humice nou sintetizate direct cât şi mijlocit de biomasa microorganismelor într-o proporție cu atât mai mare cu cât raportul gravimetric C/N din aceste materiale este mai larg. (tabelul 1).
Tabelul 1.
Date medii privind conținutul de C şi N şi proporția trecerii acestora în substanțe humice sintetizate*)
*) trecerea N din resturile vegetale celulozice în substanțele humice în proporții > 1semnifică imobilizare de N-mineral din sol. N-ul din materialele organice incorporate în sol, ce nu este imobilizat în humusul nou format, se regăsește în recolta plantelor şi puțin pierdut prin denitrificare.
Degradarea oxidativă sau mineralizarea:
Este procesul prin care se eliberează energia şi elementele nutritive organogene (C, N, S, P) din humus sub forma compușilor minerali accesibili şi necesari plantelor. Accesibilitatea acestor elemente devine actuală după transformările de către microorganisme specializate ( ex. nitro- şi tiobacterii). Eliberarea elementelor organogene are loc în rapoartele în care se conțin în humus şi pot deține în continuare, conținuturi cu valori nutritive esențiale (astfel N-ul asimilabil ce rezultă prin mineralizarea substanțelor humice în orizontul arat şi prelucrat se regăsește în producțiile vegetale anuale până la 75%).
Mineralizarea humusului din orizontul arat al solului este susținută şi intensificată de: afânarea solului inclusiv profundă, fertilizarea şi amendarea solurilor, tehnologii permanente, rotații cu preponderența plantelor anuale şi prășitoare (fără leguminoase), acțiuni cu destructurarea solului, irigații pentru optimizarea regimului hidric, ş.a.
În concluzie:
- Modificările de tip evolutiv a conținutului de humus au loc datorită proceselor de sinteză humică (humificare) şi de mineralizare. În toate situațiile (cu efecte pozitive sau negative) ale acestor procese modificările treptate, în timp pot conduce la un echilibru humic (necesar şi util sistemelor de agricultură) când cele două procese influențează cu aceleași cuantumuri şi compensare reciprocă.
- Echilibrul humic (mineralizare/humificare) susține eficient fertilitatea, productivitatea solurilor şi sistemele sustenabile de agricultură.