Alkali ortamda (yüksek pH?da) kolayca çözülebilen, fakat suda yavaşca çözünüp asit ortamında (düşük pH? da) çözünmeyen, koyu kahverenkli- gri- siyah organik maddelerdir.
?Humus? kelimesi Romalılar zamanına kadar gitmektedir. Romalılar humus kelimesini tamamı ile toprağı ifade etmek için kullanmışlardı. Bu ifade daha sonraları toprağın organik maddesine, komposto ve organik maddenin değişik kısımlarına uygulandı.İlk olarak ?humusu? çürümüş organik madde bağlamında 1761 ?de Wallerius tarif etmişti. Sıkça belirtilen düşünce humusun toprakta veya kompostta bitki kaynaklı hümikleşme işlemi ile üretilen kompleks bir yapıya sahip olması idi.Liebig humusu şöyle tarif etti: ?alkali ortamda kolayca çözünebilen, fakat suda yavaşca çözünebilen, alkalilerin veya asitlerin aksiyonu ile bitkilerin bozulması boyunca üretilen kahve renkli bir madde?. Toprağın oluşumu ana kaya üzerindeki organik maddelerin farklı formlarının hareketi ile yakından alakalıdır. Biojeokimyanın öncüleri mikroorganizmaların demir, kükürt, silis, fosfor ve diğer elementlerin doğal dönüşümünü sağlayan katılımcının mikroorganizmalar olduğunu birçok araştırmalarında göstermişlerdir. Verimli toprağın üretiminde mineralizasyon boyunca gerekli bitki besin maddelerinin ortaya çıkmasını sağlayan kaynak olarak organik maddeler hem doğrudan olmayan önemli rol oynarlar. Bitki için besin kaynağı olarak oldukça önemli faktörünün yanı sıra, organik maddeler toprağın fiziksel özelliği (su tutma kapasitesi gibi) üzerinde temel bir etkiye sahiptir. Ayrıca organik maddeler iyon değişim kapasitesi ve tamponlama özelliği gibi fiziko-kimyasal özellikleri büyük oranda belirlemektedir. Bu özellikler, sadece bitki besin maddelerinin bitki tarafından alınması ve toprakta tutunmasını sağlamakta kalmaz, toprak tuzlanmasının (asiditesinin) olumsuz etkilerinden de korur. Hümik asiti bol olan küçük miktarda organik maddenin bitki gelişiminde ve büyümesinde olumlu, net bir etkiye sahip olduğu kati delillerle ortaya konmuştur. Bu işlemin tamamı ile anlaşılması için daha çok araştırmaya ihtiyaç vardır. Jenkinson ve Tinley farklı kaynaklardan elde edilen ligno-proteinlerin çok farklı kızıl ötesi tayfa sahip olduklarını göstermiştir.Makstmow ve Liwski hümik gübrelerin hazırlanma metodlarına göre bitki tepkilerinin farklı olduğunu bulmuşlardır. Ekstraksiyonun metodu ve kaynağı hümik asitlerin toprak verimlilik potansiyeline karar vermede özellikle önemlidir. Leonardite (linyit kömürünün okside edilmiş formu) kimyası üzerine yapılan son çalışmalar hümik asitin karışım tuzlarının temelde bileşimi olduğunu ortaya çıkarmıştır. Hümik asitler kolloidal maddelerdir ve kil gibi hareket etmektedirler. Hümik molekülünün katyon değişim siteleri hidrojen iyonu ile doldurulduğu zaman oluşan madde asit olarak düşünülmektedir. Fakat bunun pH üzerinde büyük bir etkisi yoktur. Zira bu asit suda çözünmemektedir. Katyon değişim siteleri hidrojen haricinde herhangi bir katyon ile doldurulursa bu madde ?humat? olarak tarif edilmektedir. Monovalent alkali metallerin humatları suda çözünmektedirler. Fakat multivalent metal humatları suda çözünmemektedirler. Maddelerin çözünürlülügü üzerine hümik asitlerin etkisi ve onların kil tarafından absorbe edilmesinin dışında farklı katyonlar hümik molekülleri üzerine az bir etkiye sahiptir. Hümik maddeler gerekli besin maddelerinin bitkiye geçişini sağlamaktadırlar. P2 O5 içeriğinin fazlaca bulunduğu ortamlarda meydana gelen kloroz problemini hümik asitlerin demiri bitkinin alacağı forma getirmesi ile çözdüğünü DeKock 1955? de göstermiştir. İz elementlerin bitki tarafından ihtiyacının karşılanmasında hümik asitlerle şelat yapan bileşikleri toprakta çözünmezler, oldukça kararsızdırlar ve özellikle kalsiyumu yüksek (kireçli) topraklarda bitki alımı zordur.Humatlı bileşikler demiri şelatlı kompleksler içine dahil etmektedir. Bu durumda iken bitki demiri halen çözünmez formda almaktadır. Fakat reaksiyon sonucu oluşan bileşik organik madde tarafından komplekslenmektedir. Şelatlama maddeleri organik madde ile fosfat arasındaki demir-alüminyum bağlarını kırabilmektedir.Sonuçta fosfat iyonu serbest kalmaktadır. Humatların toprağa ilavesi bu işlemin hızını yükseltmekte ve fosfatın bitkilerce alınmasını artırmaktadır. Hümik maddelerle auxin tipi reaksiyonların varlığı üzerine birçok makale yazılmıştır.Hümik asilerin tohumun çimlenme kapasitesini artırdığını ve bitkilerin vitamin içeriğini çoğalttığını bildirmişlerdir.Humatlar bitkinin hem kök sistemini hemde üst aksamını uyarmaktadırlar. Özellikle bunların etkisi kök sisteminde öne çıkmaktadır. Kök gelişimindeki ilerleme bitkinin veriminin artmasındaki en önemli etmendir.Ilieske hümik asit ve türevlerinin bitki zarının geçirgenliğini arttırdığını, bunun da bitkinin besin elementlerini almasının kolaylaştırdığını tesbit etmiştir.Birçok araştırmacı mikroorganizmaların değişik gruplarının gelişmesinde hümik maddelerin olumlu etkilerini gözlemlemişlerdir. Bu araştırmacılar bu etkiyi hümik asitlerde demirin bulunmasına veya onların kollaidal doğasına veyahut da hümik asitlerin organik katalist gibi hareket etmesine yüklemişlerdir. Küçük miktarlardaki hümik asitler bitkiyi hassas hale getirmede, plasmanın geçirgenliğini artırmada ve bitkilerce besin elementlerinin alımının hızlanmasında aktif hareket ederler. Büyük orandaki hümik asitler ise elverişli demir kaynağıdırlar. Khristeva vejetasyonun erken safhalarında bitkiye geçen hümik asitlerin polifenol kaynağı olduğunu ve bunun da solunum katalisti vazifesi yaptığını tesbit etmiştir. Bu bitkinin yaşama aktivetisini arttırmasına neden olmaktadır: örneğin ; enzim sistemleri yoğunlaşmakta, hücre bölünmesi hızlanmakta, kök sistemleri büyük gelişim göstermekte ve kuru madde verimini çoğaltmaktadır.
Pestisitler (tarım ilaçları) toprak hümik asitleri ile reaksiyona girmekte ve kompleks reaksiyonlar oluşmaktadır. Bazı pestisitler hümik asitlerle hareketsiz hale gelmekte ve pratikte çevre bakımından yok olmaktadır.Bu durumlarda hümik maddeler organik maddece zayıf kumlu topraklarda fazla pestisitleri etkili bir şekilde bertaraf etmektedirler.Hümik asitlerle pestisitler arasındaki en çok bilinen reaksiyon adsorpsiyondur.Bu reaksiyon pestisitin kimyasal yapısına bağlı bir hızda toprağa bırakılması ile gerçekleşmektedir. Pestisitin yok olması kısmen toprağa bırakılma oranı ile belirlenecektir. Hümik maddeler bu durumlurda topraktaki pestisit konsantrasyonunu kontrol etmek için ve çevreye yapacağı zehirleyici etkisinden sakınmak için kullanılabilmektedir Başka bir konu ise hümik asitlerin pestisitleri taşıması olayıdır.Pestisitlerin bazı grupları humatlarla kompleks oluşturmaktadır. Bunun da daha sonra bitki kökleri tarafından alınmasının kolaylaştığı tespit edilmiştir. Hümikli gübrelerin hazırlanması ve uygulanmasındaki metodlar hakkında birçok araştırmaya ihtiyaç vardır.Teorik verilerden meydana gelen genel prensipler şunlardır: bitki üzerinde uyarıcı etki yapan kuinoid maddelerin bulunması ve bitkiye geçmesini kolaylaştıran yayıcı özelliğinin etkili olması. Küçük miktarlardaki hümikli gübreler temel gübre olarak düşünülemez.Sadece bu gübrelerin makro element olan azot, fosfor ve potasyumun alımında uyarıcı etkisi bulunmaktadır.
Organik maddelerin gübre veya toprak düzenleyicisi olarak kullanımında büyüyen bir ilgi mevcuttur.Bu şunlarla alakalandırılabilir:
1) Kimyasal gübre kullanımındaki azalma,
2) Kimyasal gübrelerin çevreye zarar vermeleri
3) Enerji tasrrufuna duyulan ihtiyaç.
Hümik maddeler konusunda yaşanan önemli problemlerden biri kesin bir tanıma sahip olmayışıdır. Terminoloji tutarsız biçimde kullanılmaktadır.?
Humus ? kelimesi bazı toprak bilimcileri tarafından ?toprak organik maddesi? şeklinde eşanlamlı olarak kullanılmaktadır. bu anlam topraktaki hümik maddeleri içeren tüm organik maddeleri kapsamaktadır. Bazılarına göre ise humus kelimesi sadece hümik maddeleri göstermektedir. Toprak organik maddesi kavramı genillikle topraktaki organik içeriği belirtmede kullanılmaktadır. Toprak organik maddesinin dağılımı yanda görülen şekildeki gibi yazılabilmektedir.
Özetle hümik asitler şu özelliklere sahiptir:
1. Fiziksel olarak.
a. Topragın su tutma kapasitesini artırır.
b. Toprağın havalanmasını sağlar.
c. Toprağın işlenebilirliğini artırır.
d. Kuraklığa karşı mukavemet sağlar.
e. Toprağı kırıntılı yapar.
f. Toprak erozyonunu azaltır.
2. Kimyasal olarak.
a. Suda çözülebilen inorganik gübreleri
kök bölgesinde tutar ve onları bitkilere
ihtiyaç duyulduğu zaman serbest bırakır.
b. Bitki besin elementlerini bitkilerin
alabileceği formda geçirir.
c. Yüksek iyon değişim kapasitesine sahiptir.
d. Kayaların ve minerallerin bozulmasında
katkı sağlar.
e. Toprağın tamponlama (pH dengesini ) artırır.
f. Alkali şartlarda iyonlarını şelatlar.
g. Bitki gelişimi için gerekli olan hem organik
hem de inorganik maddece zengindir.
3. Biyolojik Olarak.
a. Hücre bölünmesini ivvmelendirerek bitki gelişimini hızlandırır.
b. Kök sistemindeki gelişim oranını ve kuru madde verimini artırır.
c. Tohumun çimlenmesini hızlandırır.
d. Bitkilerin vitaman içeğini çoğaltır.
e. Bitki zarlarının geçirgenliğini artırır; bitki besin elementlerinin yapraktan alımını kolaylaştırır.
f. Kök gelişimini özellikle boylamasına sağlar.
g. Kökün hava almaını sağlar.
h. Yosun ve mayalar gibi arzu edilen toprak mikroorganizmalarının yaşamasını ve gelişmesini sağlar.
ı. Fotosenteze yardım eder.