L'acido umico è una miscela organica polimerica formata dalla decomposizione microbica e dalla polimerizzazione geologica di residui animali e vegetali per decine di migliaia di anni, di colore da marrone scuro a nero, e si trova ampiamente nel carbone alterato, nella torba e nel terreno nero fertile. In base al peso molecolare e alla solubilità, può essere suddiviso in acido fulvico, acido Imatomelanico e acido vic nero. Tra questi, l'acido fulvico ha un basso peso molecolare e un'elevata attività, che è la forma principale delle moderne applicazioni agricole.

1. Ristrutturazione strutturale
   L'acido umico è ricco di gruppi carbossilici, gruppi idrossilici fenolici e altri gruppi funzionali, che possono formare un ponte "acido umico-metallo-mucillagine" con cationi multivalenti come calcio, magnesio e ferro, e promuovere l'evoluzione dei microaggregati in macroaggregati. Gli studi hanno dimostrato che l'aggiunta dello 0,2% di acido umico può aumentare il contenuto di macroaggregati stabili all'acqua del suolo del 18%–25%, riducendo così significativamente il rischio di compattazione.

2. Ritenzione idrica e di fertilizzanti
   Le proprietà colloidali dell'acido umico gli consentono di avere un'area superficiale specifica fino a 800 m²/g e possono adsorbire acqua e nutrienti fino a 5–20 volte il proprio peso. Dopo l'applicazione su terreno sabbioso, la capacità di ritenzione idrica nel campo può essere aumentata di 1,5–2 punti percentuali. La permeabilità all'aria del terreno argilloso aumenta del 25% a causa dell'aumento della porosità.
3. Tampone acido-base
   L'acido umico è una combinazione di acidi deboli e basi deboli e può essere tamponato in entrambe le direzioni nell'intervallo di pH 4–9. Dopo 8 anni di coltivazione continua di pomodori in serra a Shouguang, nella provincia di Shandong, il pH del suolo è sceso a 4,6 e il pH è salito a 6,2 dopo 3 stagioni consecutive di acido fulvico di potassio, e l'indice di danno da sale è diminuito del 35%.

L'acido umico può formare chelati solubili con oligoelementi come Fe²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, ecc., evitando la fissazione dei nutrienti da parte del suolo. Gli esperimenti sul mais di Heilongjiang hanno dimostrato che, rispetto all'EDTA-Fe, la spruzzatura fogliare di acido fulvico-Fe ha aumentato il contenuto di ferro delle foglie del 42% e il tasso di ingiallimento è diminuito dal 31% al 7%.

L'acido umico ha inibito le attività dell'ureasi del suolo e dei batteri nitrificanti e ha ridotto l'idrolisi dell'urea e la lisciviazione dell'azoto nitrico. Il tasso di utilizzo dell'azoto è aumentato dal 35% al 48% nell'applicazione a base di urea di acido umico a base di grano nello Hebei e la resa è aumentata del 9,8% in condizioni di riduzione dell'azoto del 20%.

L'acido umico dissolve il fosfato di calcio insolubile, il fosfato di ferro e alluminio e riduce l'immobilizzazione degli ioni potassio da parte dei minerali argillosi 2:1. Dopo l'aggiunta di acido fulvico al terreno di risaia di Jiangxi, il fosforo disponibile è aumentato di 27 mg/kg e il potassio disponibile è aumentato di 42 mg/kg.

L'acido umico abbassa il pH della rizosfera e aumenta l'allungamento cellulare stimolando l'attività della H⁺-ATPasi della membrana plasmatica. Gli esperimenti idroponici sul cetriolo hanno dimostrato che 50 mg/L di acido fulvico hanno aumentato la lunghezza delle radici e l'area della superficie radicale rispettivamente del 36% e del 29%.

L'acido umico fornisce una fonte di carbonio per i batteri benefici inibendo al contempo i funghi patogeni. Il sequenziamento ad alta produttività ha mostrato che l'abbondanza di batteri probiotici come Bacillus e Pseudomonas è aumentata di 1–2 ordini di grandezza dopo il trattamento con acido umico, mentre l'abbondanza relativa di Fusarium è diminuita del 55%.

L'acido umico può indurre la produzione di enzimi antiossidanti (SOD, POD, CAT) nelle piante e ridurre il contenuto di malondialdeide. In condizioni di stress da siccità, il contenuto idrico relativo delle foglie di pomodoro è aumentato del 15% e l'indice di appassimento è diminuito del 40%.

1. Il rapporto zucchero-acido è aumentato
   Quando l'acido fulvico di potassio è stato applicato durante il periodo di rigonfiamento dei frutti dell'uva nello Xinjiang, i solidi solubili sono aumentati dal 18,2% al 21,5%, l'acido titolabile è stato ridotto dello 0,12% e il prezzo di acquisto è stato superiore di 0,6 yuan al chilogrammo.
2. Colorazione e durezza
   La spruzzatura fogliare di acido fulvico di calcio sulle foglie delle mele Fuji dello Shaanxi ha aumentato il contenuto di antociani della buccia del 30%, la durezza è aumentata di 1,2 kg/cm² e la durata di conservazione è stata prolungata di 7 giorni.
3. Benefici completi
   La dimostrazione dei pomodori di Shouguang ha mostrato che lo schema completo dell'acido umico (fertilizzante di base + lavaggio + fogliare) ha investito 220 yuan per mu, ha aumentato il reddito di 2.952 yuan per mu e il rapporto input-output era di 1:13,4.

L'acido umico viene estratto dal carbone alterato naturale e il processo di produzione non prevede alte temperature e pressioni e basso consumo energetico. Dopo l'applicazione, i fertilizzanti chimici possono essere ridotti del 10%–30% e le emissioni di gas serra possono essere ridotte di 0,3–0,8 t CO₂-e/ha/anno, il che soddisfa le esigenze dell'agricoltura verde sullo sfondo del "picco di carbonio e della neutralità del carbonio".

Dal miglioramento della struttura fisica del suolo, al miglioramento dell'utilizzo dei nutrienti, all'attivazione delle radici e delle reti microbiche, l'acido umico svolge molteplici ruoli in agricoltura come "medico del suolo, amministratore della nutrizione e allenatore dello stress". Con il progresso dell'agricoltura verde ed efficiente, l'acido umico, l'"oro nero", rilascerà sicuramente un maggiore valore ecologico ed economico.