Гуминовая кислота - это полимерная органическая смесь, образованная в результате микробного разложения и геологической полимеризации остатков животных и растений в течение десятков тысяч лет, темно-коричневого или черного цвета, широко распространена в выветрившемся угле, торфе и плодородной черноземной почве. В зависимости от молекулярной массы и растворимости ее можно подразделить на фульвокислоту, гиматомелановую кислоту и черную виковую кислоту. Среди них фульвокислота имеет небольшую молекулярную массу и высокую активность, что является основной формой современных сельскохозяйственных применений.

1. Структурная перестройка
   Гуминовая кислота богата карбоксильными группами, фенольными гидроксильными группами и другими функциональными группами, которые могут образовывать мост «гуминовая кислота-металл-слизь» с многовалентными катионами, такими как кальций, магний и железо, и способствовать превращению микроагрегатов в макроагрегаты. Исследования показали, что добавление 0,2% гуминовой кислоты может увеличить содержание водостойких макроагрегатов почвы на 18%–25%, тем самым значительно снижая риск уплотнения.

2. Удержание воды и удобрений
   Коллоидные свойства гуминовой кислоты позволяют ей иметь удельную поверхность до 800 м²/г и адсорбировать воду и питательные вещества в 5–20 раз больше собственного веса. После внесения в песчаную почву влагоудерживающая способность в поле может быть увеличена на 1,5–2 процентных пункта. Воздухопроницаемость глинистой почвы увеличивается на 25% из-за увеличения пористости.
3. Буферизация кислотно-щелочного баланса
   Гуминовая кислота представляет собой сочетание слабых кислот и слабых оснований и может буферизоваться в обоих направлениях в диапазоне pH 4–9. После 8 лет непрерывного выращивания томатов в теплице Шоугуан, провинция Шаньдун, pH почвы упал до 4,6, а pH поднялся до 6,2 после 3 последовательных сезонов применения фульвокислоты калия, а индекс солевого повреждения снизился на 35%.

Гуминовая кислота может образовывать растворимые хелаты с микроэлементами, такими как Fe²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺ и т. д., избегая фиксации питательных веществ почвой. Эксперименты с кукурузой в Хэйлунцзяне показали, что по сравнению с EDTA-Fe, внекорневое опрыскивание фульвокислотой-Fe увеличило содержание железа в листьях на 42%, а скорость пожелтения снизилась с 31% до 7%.

Гуминовая кислота ингибировала активность почвенной уреазы и нитрифицирующих бактерий и снижала гидролиз мочевины и выщелачивание нитратного азота. Коэффициент использования азота увеличился с 35% до 48% при применении мочевины с гуминовой кислотой в Хэбэе, и урожайность увеличилась на 9,8% при сокращении азота на 20%.

Гуминовая кислота растворяет нерастворимый фосфат кальция, фосфат железа и алюминия и снижает иммобилизацию ионов калия глинистыми минералами 2:1. После добавления фульвокислоты в рисовую почву Цзянси доступный фосфор увеличился на 27 мг/кг, а доступный калий увеличился на 42 мг/кг.

Гуминовая кислота снижает pH ризосферы и усиливает удлинение клеток, стимулируя активность H⁺-АТФазы плазматической мембраны. Эксперименты с гидропоникой огурцов показали, что 50 мг/л фульвокислоты увеличили длину корней и площадь поверхности корней на 36% и 29% соответственно.

Гуминовая кислота обеспечивает источник углерода для полезных бактерий, подавляя при этом патогенные грибки. Высокопроизводительное секвенирование показало, что численность пробиотических бактерий, таких как Bacillus и Pseudomonas, увеличилась на 1–2 порядка после обработки гуминовой кислотой, в то время как относительное обилие Fusarium уменьшилось на 55%.

Гуминовая кислота может индуцировать выработку антиоксидантных ферментов (SOD, POD, CAT) в растениях и снижать содержание малонового диальдегида. При засушливом стрессе относительное содержание воды в листьях томатов увеличилось на 15%, а индекс увядания снизился на 40%.

1. Увеличение соотношения сахара и кислоты
   При применении фульвокислоты калия в период разрастания плодов винограда в Синьцзяне содержание растворимых сухих веществ увеличилось с 18,2% до 21,5%, титруемая кислотность снизилась на 0,12%, а закупочная цена увеличилась на 0,6 юаня за килограмм.
2. Окраска и твердость
   Внекорневое опрыскивание яблок Фудзи в Шэньси фульвокислотой кальция увеличило содержание антоцианов в кожуре на 30%, твердость увеличилась на 1,2 кг/см², а срок хранения увеличился на 7 дней.
3. Комплексные преимущества
   Демонстрация томатов Шоугуан показала, что комплексная схема применения гуминовой кислоты (базовое удобрение + промывка + внекорневая подкормка) потребовала 220 юаней на му, увеличила доход на 2 952 юаня на му, а коэффициент ввода-вывода составил 1:13,4.

Гуминовая кислота извлекается из природного выветрившегося угля, а производственный процесс не требует высоких температур и давления и имеет низкое энергопотребление. После применения можно сократить использование химических удобрений на 10%–30%, а выбросы парниковых газов можно сократить на 0,3–0,8 т CO₂-э/га/год, что соответствует потребностям зеленого земледелия в условиях «пика выбросов углерода и углеродной нейтральности».

От улучшения физической структуры почвы до улучшения использования питательных веществ, до активации корней и микробных сетей, гуминовая кислота играет множество ролей в сельском хозяйстве как «почвенный доктор, управляющий питанием и тренер по стрессу». С развитием зеленого и эффективного сельского хозяйства гуминовая кислота, «черное золото», несомненно, высвободит большую экологическую и экономическую ценность.