Kwas huminowy to polimerowa mieszanina organiczna powstała w wyniku rozkładu mikrobiologicznego i polimeryzacji geologicznej resztek zwierzęcych i roślinnych przez dziesiątki tysięcy lat, o barwie od ciemnobrązowej do czarnej, i powszechnie występuje w zwęglonym węglu, torfie i żyznej czarnej glebie. Ze względu na masę cząsteczkową i rozpuszczalność można go podzielić na kwas fulwowy, kwas hymatomelanowy i kwas czarnowicowy. Wśród nich kwas fulwowy ma małą masę cząsteczkową i wysoką aktywność, co jest podstawową formą nowoczesnych zastosowań rolniczych.

1. Przebudowa strukturalna
   Kwas huminowy jest bogaty w grupy karboksylowe, grupy hydroksylowe fenolowe i inne grupy funkcyjne, które mogą tworzyć most "kwas huminowy-metal-śluz" z kationami wielowartościowymi, takimi jak wapń, magnez i żelazo, i promować ewolucję mikroagregatów w makroagregaty. Badania wykazały, że dodanie 0,2% kwasu huminowego może zwiększyć zawartość wodoodpornych makroagregatów glebowych o 18%–25%, tym samym znacznie zmniejszając ryzyko zagęszczenia.

2. Zatrzymywanie wody i nawozów
   Właściwości koloidalne kwasu huminowego pozwalają mu mieć powierzchnię właściwą do 800 m²/g i mogą adsorbować wodę i składniki odżywcze do 5–20 razy większej wagi własnej. Po zastosowaniu gleby piaszczystej pojemność wodna w polu może wzrosnąć o 1,5–2 punkty procentowe. Przepuszczalność powietrza gleby gliniastej wzrasta o 25% z powodu wzrostu porowatości.
3. Buforowanie kwasowo-zasadowe
   Kwas huminowy jest połączeniem słabych kwasów i słabych zasad i może być buforowany w obu kierunkach w zakresie pH 4–9. Po 8 latach ciągłej uprawy pomidorów w szklarni Shouguang w prowincji Shandong, pH gleby spadło do 4,6, a pH wzrosło do 6,2 po 3 kolejnych sezonach stosowania kwasu fulwowego potasu, a wskaźnik uszkodzeń solnych zmniejszył się o 35%.

Kwas huminowy może tworzyć rozpuszczalne chelaty z pierwiastkami śladowymi, takimi jak Fe²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺ itp., unikając wiązania składników odżywczych przez glebę. Eksperymenty z kukurydzą w Heilongjiang wykazały, że w porównaniu z EDTA-Fe, opryskiwanie dolistne kwasem fulwowym-Fe zwiększyło zawartość żelaza w liściach o 42%, a wskaźnik żółknięcia spadł z 31% do 7%.

Kwas huminowy hamował aktywność ureazy glebowej i bakterii nitryfikacyjnych oraz zmniejszał hydrolizę mocznika i wymywanie azotu azotanowego. Wskaźnik wykorzystania azotu wzrósł z 35% do 48% w oparciu o pszenicę w Hebei, stosując mocznik z kwasem huminowym, a plon wzrósł o 9,8% w warunkach 20% redukcji azotu.

Kwas huminowy rozpuszcza nierozpuszczalny fosforan wapnia, fosforan żelaza i glinu oraz zmniejsza unieruchamianie jonów potasu przez minerały ilaste 2:1. Po dodaniu kwasu fulwowego do gleby ryżowej w Jiangxi, dostępny fosfor wzrósł o 27 mg/kg, a dostępny potas wzrósł o 42 mg/kg.

Kwas huminowy obniża pH ryzosfery i wzmacnia wydłużanie komórek poprzez stymulację aktywności H⁺-ATPazy błony plazmatycznej. Eksperymenty hydroponiczne z ogórkiem wykazały, że 50 mg/L kwasu fulwowego zwiększyło długość korzeni i powierzchnię korzeni odpowiednio o 36% i 29%.

Kwas huminowy dostarcza źródła węgla dla pożytecznych bakterii, jednocześnie hamując grzyby chorobotwórcze. Sekwencjonowanie o wysokiej przepustowości wykazało, że obfitość bakterii probiotycznych, takich jak Bacillus i Pseudomonas, wzrosła o 1–2 rzędy wielkości po obróbce kwasem huminowym, podczas gdy względna obfitość Fusarium spadła o 55%.

Kwas huminowy może indukować produkcję enzymów antyoksydacyjnych (SOD, POD, CAT) w roślinach i zmniejszać zawartość malondialdehydu. W warunkach stresu suszy względna zawartość wody w liściach pomidorów wzrosła o 15%, a wskaźnik więdnięcia spadł o 40%.

1. Zwiększony stosunek cukru do kwasu
   Kiedy kwas fulwowy potasu został zastosowany w okresie pęcznienia owoców winogron w Xinjiangu, zawartość rozpuszczalnych ciał stałych wzrosła z 18,2% do 21,5%, kwasowość miareczkowa zmniejszyła się o 0,12%, a cena zakupu była o 0,6 juana wyższa za kilogram.
2. Barwienie i twardość
   Opryskiwanie dolistne jabłek Fuji w Shaanxi kwasem fulwowym wapnia zwiększyło zawartość antocyjanów w skórce o 30%, twardość wzrosła o 1,2 kg/cm², a okres przydatności do spożycia wydłużył się o 7 dni.
3. Kompleksowe korzyści
   Demonstracja pomidorów Shouguang wykazała, że kompleksowy schemat kwasu huminowego (nawóz podstawowy + spłukiwanie + dolistny) zainwestował 220 juanów na mu, zwiększył dochód o 2 952 juanów na mu, a stosunek nakładów do wyników wyniósł 1:13,4.

Kwas huminowy jest ekstrahowany z naturalnego zwęglonego węgla, a proces produkcji nie wymaga wysokiej temperatury i ciśnienia oraz niskiego zużycia energii. Po zastosowaniu nawozy chemiczne można zredukować o 10%–30%, a emisje gazów cieplarnianych można zredukować o 0,3–0,8 t CO₂-e/ha/rok, co odpowiada potrzebom zielonego rolnictwa w kontekście "szczytowego i neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla".

Od poprawy fizycznej struktury gleby, przez poprawę wykorzystania składników odżywczych, po aktywację korzeni i sieci mikrobiologicznych, kwas huminowy odgrywa wiele ról w rolnictwie jako "lekarz gleby, zarządca odżywiania i trener stresu". Wraz z rozwojem zielonego i wydajnego rolnictwa, kwas huminowy, "czarne złoto", z pewnością uwolni większą wartość ekologiczną i ekonomiczną.