Asam humat adalah campuran organik polimer yang terbentuk dari dekomposisi mikroba dan polimerisasi geologis dari residu hewan dan tumbuhan selama puluhan ribu tahun, berwarna coklat tua hingga hitam, dan banyak ditemukan di batubara lapuk, gambut, dan tanah hitam subur. Menurut berat molekul dan kelarutan, ia dapat dibagi menjadi asam fulvat, asam Hymatomelanic, dan asam hitam vic. Di antara mereka, asam fulvat memiliki berat molekul kecil dan aktivitas tinggi, yang merupakan bentuk inti dari aplikasi pertanian modern.

1. Pembentukan kembali struktural
   Asam humat kaya akan gugus karboksil, gugus hidroksil fenolik, dan gugus fungsional lainnya, yang dapat membentuk jembatan "asam humat-logam-lendir" dengan kation multivalen seperti kalsium, magnesium, dan besi, serta mendorong evolusi mikroagregat menjadi makroagregat. Penelitian telah menunjukkan bahwa penambahan 0,2% asam humat dapat meningkatkan kandungan makroagregat stabil air tanah sebesar 18%–25%, sehingga secara signifikan mengurangi risiko pemadatan.

2. Retensi air dan pupuk
   Sifat koloid asam humat memungkinkannya memiliki luas permukaan spesifik hingga 800 m²/g dan dapat menyerap air dan nutrisi hingga 5–20 kali beratnya sendiri. Setelah aplikasi tanah berpasir, kapasitas menahan air di lapangan dapat ditingkatkan sebesar 1,5–2 poin persentase. Permeabilitas udara tanah liat meningkat sebesar 25% karena peningkatan porositas.
3. Penyangga asam-basa
   Asam humat adalah kombinasi dari asam lemah dan basa lemah, dan dapat disangga di kedua arah dalam rentang pH 4–9. Setelah 8 tahun penanaman terus menerus tomat di rumah kaca Shouguang, Provinsi Shandong, pH tanah turun menjadi 4,6, dan pH naik menjadi 6,2 setelah 3 musim berturut-turut asam fulvat kalium, dan indeks kerusakan garam menurun sebesar 35%.

Asam humat dapat membentuk khelat larut dengan unsur-unsur jejak seperti Fe²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, dll., menghindari fiksasi nutrisi oleh tanah. Eksperimen jagung Heilongjiang menunjukkan bahwa dibandingkan dengan EDTA-Fe, penyemprotan daun asam fulvat-Fe meningkatkan kandungan besi daun sebesar 42%, dan laju menguning menurun dari 31% menjadi 7%.

Asam humat menghambat aktivitas urease tanah dan bakteri nitrifikasi, dan mengurangi hidrolisis urea dan pencucian nitrogen nitrat. Tingkat pemanfaatan nitrogen meningkat dari 35% menjadi 48% dalam aplikasi berbasis gandum Hebei dari urea asam humat, dan hasil meningkat sebesar 9,8% dalam kondisi pengurangan nitrogen 20%.

Asam humat melarutkan kalsium fosfat, besi, dan aluminium fosfat yang tidak larut, dan mengurangi imobilisasi ion kalium oleh mineral lempung 2:1. Setelah penambahan asam fulvat ke tanah padi Jiangxi, fosfor yang tersedia meningkat sebesar 27 mg/kg dan kalium yang tersedia meningkat sebesar 42 mg/kg.

Asam humat menurunkan pH rizosfer dan meningkatkan pemanjangan sel dengan merangsang aktivitas membran plasma H⁺-ATPase. Eksperimen hidroponik mentimun menunjukkan bahwa 50 mg/L asam fulvat meningkatkan panjang akar dan luas permukaan akar masing-masing sebesar 36% dan 29%.

Asam humat menyediakan sumber karbon untuk bakteri menguntungkan sambil menghambat jamur patogen. Pengurutan throughput tinggi menunjukkan bahwa kelimpahan bakteri probiotik seperti Bacillus dan Pseudomonas meningkat sebesar 1–2 orde besaran setelah perlakuan asam humat, sementara kelimpahan relatif Fusarium menurun sebesar 55%.

Asam humat dapat menginduksi produksi enzim antioksidan (SOD, POD, CAT) pada tumbuhan dan mengurangi kandungan malondialdehida. Di bawah tekanan kekeringan, kandungan air relatif daun tomat meningkat sebesar 15%, dan indeks layu menurun sebesar 40%.

1. Rasio gula-asam meningkat
   Ketika asam fulvat kalium diterapkan selama periode pembengkakan buah anggur di Xinjiang, padatan terlarut meningkat dari 18,2% menjadi 21,5%, asam yang dapat dititrasi berkurang sebesar 0,12%, dan harga pembelian 0,6 yuan lebih tinggi per kilogram.
2. Pewarnaan dan kekerasan
   Penyemprotan daun kalsium fulvat pada daun apel Fuji Shaanxi meningkatkan kandungan antosianin kulit sebesar 30%, kekerasan meningkat sebesar 1,2 kg/cm², dan umur simpan diperpanjang 7 hari.
3. Manfaat komprehensif
   Demonstrasi tomat Shouguang menunjukkan bahwa skema asam humat komprehensif (pupuk dasar + pembilasan + daun) menginvestasikan 220 yuan per mu, meningkatkan pendapatan sebesar 2.952 yuan per mu, dan rasio input-output adalah 1:13,4.

Asam humat diekstraksi dari batubara lapuk alami, dan proses produksinya tidak memiliki suhu dan tekanan tinggi, serta konsumsi energi yang rendah. Setelah aplikasi, pupuk kimia dapat dikurangi sebesar 10%–30%, dan emisi gas rumah kaca dapat dikurangi sebesar 0,3–0,8 t CO₂-e/ha/thn, yang memenuhi kebutuhan pertanian hijau di bawah latar belakang "puncak karbon dan netralitas karbon".

Dari meningkatkan struktur fisik tanah, hingga meningkatkan pemanfaatan nutrisi, hingga mengaktifkan akar dan jaringan mikroba, asam humat memainkan banyak peran dalam pertanian sebagai "dokter tanah, pengurus nutrisi, dan pelatih stres". Dengan kemajuan pertanian yang hijau dan efisien, asam humat, "emas hitam", pasti akan melepaskan nilai ekologis dan ekonomi yang lebih besar.