Door Michael Martin Meléndrez

Humuszuur is een groep moleculen die zich aan plantenwortels bindt en deze helpt water en voedingsstoffen op te nemen. Een hoog humuszuurgehalte kan de opbrengst drastisch verhogen. Een tekort aan humuszuur kan boeren en tuinders ervan weerhouden gewassen te telen met optimale voeding. De gangbare opvatting is dat het onmogelijk is om een stedelijk landschap, zoals een park, golfbaan of gazon, te onderhouden zonder een hoog gehalte aan NPK-meststoffen.

In dit artikel gaan we dieper in op de details van humus. We kunnen onze bodembiologie en -chemie aanpassen en betere opbrengsten behalen als we de kenmerken ervan begrijpen.

Humus vs. Organische stof

We moeten beginnen met te begrijpen dat er een verschil is tussen organische stof in de bodem en humus. “Humus” is een algemene term die een groep van afzonderlijke maar verschillende humusachtige stoffen beschrijft. “Organische stof in de bodem” is materiaal dat in de grond in verschillende snelheden wordt afgebroken.

Enkele van de meest voorkomende stoffen die we collectief “humus” noemen zijn:

• Vulvinezuur: een gele tot geelbruine humusachtige stof die onder alle pH-omstandigheden oplosbaar is in water en een laag moleculair gewicht heeft.
• Huminezuur: een donkerbruine humusachtige stof die alleen bij hogere pH-waarden van de bodem in water oplosbaar is en een groter molecuulgewicht heeft dan fulvozuur. Humuszuur kan eeuwenlang in ongestoorde grond aanwezig blijven.
• Humine: een zwarte humusachtige stof die bij geen enkele pH-waarde in water oplosbaar is, een hoog molecuulgewicht heeft en nooit wordt aangetroffen in met base geëxtraheerde vloeibare humuszuurproducten.

Het aanbrengen van organisch materiaal is zeker een uitstekende manier om een bodem te remineraliseren die is uitgeloogd of geen chemische reacties vertoont, zoals bij sommige zanden het geval is. Zand met een lage kationenuitwisselingscapaciteit (CEC) heeft moeite om de kationen van voedingsstoffen vast te houden, en deze kationen kunnen gemakkelijk diep in de bodem uitlogen en onbeschikbaar worden voor opname door planten.

Zandgronden zijn ook niet in staat om water vast te houden wanneer dorre omstandigheden heersen en er een tekort aan humus is. Zand leeft in een toestand van “feest of hongersnood”, aangezien water en voedingsstoffen slechts gedurende een korte tijd na het aanbrengen ervan beschikbaar zijn. Biomoleculen van humus kunnen helpen bij het vasthouden van water en de geïoniseerde voedingsstoffen die worden geproduceerd door de natuurlijke kringloop van organische biomassa, compost, of andere bronnen van meststoffen.

De elektronegativiteitsfactor van humuszuren is essentieel voor de ontwikkeling en het behoud van een gezonde en duurzame bodem. De bron van deze humuszuren in een duurzaam landbouwprogramma, biologisch gecertificeerde boerderij, of stedelijk landschap kan rottend organisch materiaal zijn, zoals compost. In wezen is dit meststof in een organische vorm. Het is daarom belangrijk om de bron van het ingrediënt en de nutriëntenanalyse van uw compost te kennen.

Humus is krachtig spul, en een kleine hoeveelheid kan een enorm meetbaar resultaat opleveren. We hebben gezien dat zo weinig als 40 totale pond op een hectare landbouwgrond de opbrengst van een gewas dramatisch verhoogt.

De fysica van Humuszuur

Humuszuren zijn uiterst belangrijk als een medium voor het transporteren van voedingsstoffen uit de bodem naar de plant, omdat ze geïoniseerde voedingsstoffen kunnen vasthouden en voorkomen dat ze wegspoelen. Humuszuren worden ook aangetrokken tot de depletiezone van de plantenwortel. Als ze bij de wortels aankomen, nemen ze water en voedingsstoffen mee die de plant nodig heeft.

De uitputtingszone is het gebied dicht bij de wortel van een plant waaruit de wortel voedingsstoffen haalt (uitput). Deze zone kan bijzonder uitgeput raken als er een gebrek is aan humuszuur of mycorrhizaschimmels. Wanneer planten mycorrhiza’s hebben, is de uitputtingszone van minder belang. Mycorrhiza’s hebben microbuisjes van hyphen die veel verder in de bodem kunnen reiken dan de waardplant kan bereiken. Zij kunnen minerale voedingsstoffen ten behoeve van de gastheerplant van buiten de uitputtingszone verzamelen. Humus is zelfs nog kritischer voor de beschikbaarheid en opname van voedingsstoffen voor planten als er geen gezonde mycorrhizale relaties in de bodem zijn.

Positieve ionen worden gemakkelijker geabsorbeerd door de wortel van een plant omdat de wortel een negatieve lading heeft. Met andere woorden, het positieve (kation) wordt aangetrokken door het negatieve (de levende wortel). Humuszuren houden kationen (positieve ionen) op een zodanige manier vast dat ze gemakkelijker door de wortel van een plant kunnen worden geabsorbeerd, waardoor de overdracht van micronutriënten naar het circulatiesysteem van de plant wordt verbeterd. Dit werkt omdat humuszuren (ulmic, humic, en fulvic) positieve ionen oppikken en vervolgens worden aangetrokken tot de worteluitputtingszone en tot de hyphae microbuisjes van mycorrhizae.

Omdat de negatieve lading van de wortel groter is dan de negatieve lading van humuszuur biomoleculen, theoretiseren wetenschappers dat de micronutriënten worden opgenomen door de wortel van de plant en worden geabsorbeerd door het circulatiesysteem van de plant. Sommige van de micronutriënten komen vrij uit de humuszuurmolecule wanneer ze het wortelmembraan binnendringen, maar we realiseren ons nu dat de plant ook sommige van de lichtere moleculaire-gewicht humuszuren opneemt. In wezen cheleren de humusstoffen kationen zoals magnesium (Mg2+), calcium (Ca2+) en ijzer (Fe2+). Door chelatie verhogen humusstoffen de beschikbaarheid van deze kationen voor planten.

Hoe bouw je humuszuurniveaus op

Compost en andere bronnen van ontbindend organisch materiaal zijn geen efficiënte manier om humusniveaus in de bodem op te bouwen. Compost ontbindt snel en laat zijn mineralen achter, waarbij koolstof in de vorm van CO2 vrijkomt in de atmosfeer. Humusstoffen daarentegen zijn stabiele biomoleculen met een lange levensduur. Humusbestanddelen hebben een gemiddelde verblijftijd (gebaseerd op radiokoolstofdatering, waarbij gebruik wordt gemaakt van extracten van niet-verstoorde bodems) van 1.140 tot 1.235 jaar, afhankelijk van het molecuulgewicht van het humuszuur.

Als je een bodem echt wilt herstellen of rehabiliteren, de CEC ervan wilt verhogen, de bodemtextuur en porositeit ervan wilt verbeteren, de beschikbaarheid van water voor conservering wilt vergroten, en dus van een bodem een gezondere terrestrische biosfeer wilt maken voor alle planten, wortels en micro-organismen, dan moet je op humus vertrouwen. Humus is een product van de bodemchemie, en is afhankelijk van een bron van zijn precursor chemicaliën: aminozuren.

Aminozuren zijn de bouwstenen van proteïne. De beste bron van aminozuren in een natuurlijke ecotone worden geproduceerd door de Glomus-soorten van mycorrhizae. Deze worden geassocieerd met elk gras in een natuurlijke, ongestoorde omgeving. De tallgrass prairies van het Midwesten zijn een beter voorbeeld van dit bodemopbouwende proces dan welke ecotoon op aarde ook, omdat grassen gebruik maken van een Glomus-mycorrhizale relatie. Dit is waarom er zoveel humusrijke bovengrond is in de Hoge Gras Prairies. Glomus maakt een bodemproteïne genaamd glomalin, een stof die rijk is aan aminozuren. Gecombineerd met humus creëren zij een enorme koolstofvastleggende en -spaarfactor.

Wetenschappers kunnen het percentage calorieën in compost meten dat afkomstig is van eiwitten (de aminozuren), koolhydraten, en vetten. Zo kunnen ze het gebrek aan humusvormend potentieel van compost meten. Zelfs in compost van de hoogste kwaliteit is het percentage calorieën afkomstig van aminozuren (eiwitten) minder dan 5 procent. Aangezien het moeilijk is om te vertrouwen op de perfecte aminozuurverhouding in compost vanwege verschillende kwaliteitscontroles bij de fabricage en de consistentie van de ingrediënten, kunnen we geen 100 procent efficiënte omzetting van al deze aminozuren in humusstoffen voorspellen. Compost of andere bodemverbeteringen van organisch materiaal zijn daarom geen betrouwbare manier om de hoeveelheid humusstoffen in de bodem te verhogen.

Een poging om voldoende hoeveelheden humuszuur toe te voegen door toepassing van compost zou zo’n enorme hoeveelheid vereisen dat het zou kunnen leiden tot overdosering van de bodem met voedingsstoffen. Hoe beter de kwaliteit van de compost, hoe geconcentreerder de voedingsstoffen zullen zijn, en hoe minder je zou moeten gebruiken. In het geval van onze TTP Supreme Compost, bijvoorbeeld, raden we spaarzaam gebruik aan – nooit meer dan 60 pond per 1.000 vierkante meter of 2.600 pond per acre. En dit is in de veronderstelling dat er geen andere meststof wordt gebruikt op hetzelfde moment.

Humus suppletie is noodzakelijk als je humus wilt. U kunt de hoeveelheid humuszuur in een compostproduct meten in een gekwalificeerd laboratorium. Een goede kwaliteit compost zal ongeveer 5 tot 8 procent humuszuren meten.

Voordelen van hoge humuszuurgehaltes

Een duidelijk voordeel van humus dat we hebben gezien in ons Arboretum in Los Lunas, New Mexico, is de aggregatie van klei geweest. Deze aggregatie heeft de klei poreuzer, zachter en aëroob gemaakt, met een betere drainage, wat resulteert in een diepere wortelgroei van alle planten. Het terrein werd in 1986 aangekocht met een kleigrond van 12 voet diep en een pH-waarde tussen 8,3 en 9,2 – zo alkalisch dat het terrein in de winter wit zou uitslaan.

Heden ten dage hebben wij een van de grootste verzamelingen eikensoorten van het geslacht Quercus in de Verenigde Staten, en de grootste verzameling inheemse eiken van het Chihuahuan-woestijngebied in Noord-Amerika. Ook staan er verschillende soorten sequoia’s, esdoorns, kornoeljes en reuzenhoutbamboes. Geen van deze planten zou moeten kunnen groeien op bodems met de omstandigheden waarmee we begonnen, maar met de kracht (of magie) van humuszuren hebben we de bodems hersteld tot een productief en gezond niveau.

Ten slotte staat er in “Humic Acids: Marvelous Products of Soil Chemistry” (The Journal of Chemical Education, december 2001): “Humuszuren zijn opmerkelijke bruin tot zwarte producten van de bodemchemie die essentieel zijn voor gezonde en productieve bodems. Het zijn gefunctionaliseerde moleculen die kunnen fungeren als fotosensibilisatoren, water vasthouden, zich binden aan klei, fungeren als groeistimulatoren voor planten, en toxische verontreinigende stoffen afvangen. Geen enkel synthetisch materiaal kan de fysische en chemische veelzijdigheid van humuszuur evenaren.”

Opmerking van de redacteur: Dit verhaal werd voor het eerst gepubliceerd in het augustusnummer 2009 van het tijdschrift Acres U.S.A..

LEER OVER GEZONDE BODEM MET ACRES U.S.A. DEZE ZOMER

De tweede jaarlijkse Healthy Soil Summit is een virtueel evenement dat plaatsvindt op 25 en 26 augustus 2020. Het zal bestaan uit 2 dagen van hoge kwaliteit bodemonderwijs en interactie met experts. Klaas Martens zal de keynote spreker zijn. Meer informatie over de Healthy Soil Summit vindt u hier.