Las
investigaciones acerca del humus comienzan realmente en la segunda mitad del
siglo XVIII, y ya en 1761 aparece un libro de Walerius como el primer manual
de química agronómica.
Otros
científicos de la época iniciadores en esta investigación fueron:
Lomonosov (1763), Achard (1786), Vauquelin (1797-98), etc. Komov describe en
su "Tratado sobre agricultura" (1789) el papel del humus en
la nutrición de la planta y la creación de un régimen hidro-físico
favorable a ésta en el ambiente suelo.
El
principio de las investigaciones sistemáticas de la naturaleza química de
las sustancias húmicas se inicia en la primera mitad del siglo XIX.
Sprengel
(1826, 1837), realiza las primeras descripciones detalladas y el análisis
de ácido húmico. Así, al ácido húmico poco soluble en álcali lo llama "carbón
húmico".
Berzelius,
(1839) descubrió los ácidos crénico y apocrénico.
Mulder
(1861-62), sistematizó las materias húmicas según el color y su
solubilidad en agua y soluciones alcalinas.
A
finales del siglo XIX se analiza la posibilidad de la asimilación directa
por el vegetal de las sustancias húmicas y la participación de éstas en
la nutrición de las plantas. Thaer (1809) tomó esta idea y Grando
(1872-73) también la compartía pero con una interpretación distinta.
En
esta época se consideraba que las materias húmicas eran completamente
individuales, tal y como reveló Guerman ya en aquellos años cuando extrajo
los ácidos húmicos de distintos suelos y turbas. Pero a pesar del
descubrimiento del fenómeno de polimorfismo, este científico preferió
nombrarlos independientemente, con lo cual contribuyó, junto con la falta
de nociones correctas sobre los agentes del proceso de formación de las
sustancias húmicas y sobre el mecanismo de dicho proceso, a la confusión
en la terminología.
Los
descubrimientos de Pasteur fueron muy importantes para el desarrollo de la
microbiología. De este modo, ya en el último cuarto del siglo pasado, se
estableció que la formación del humus representa un ciclo biológico que
se debe a la actividad de los seres vivos, tanto microorganismos como
representantes del mundo animal. Los trabajos de Schloesing (1876, 1902),
Kostichev (1886, 1889, 1890), Wollny (1886, 1897), Deherain (1884, 1888,
1896, 1902), etc., esclarecen la influencia que sobre estos procesos bioquímicos
ejercen los parámetros de temperatura, humedad, aireación, etc.
En
aquel periodo Dokuchaev y Kostichev asientan las bases de la Edafología y
de la Agronomía y sus trabajos hasta hoy día conservan su importancia para
la investigación del proceso de humificación de los restos vegetales.
Es
en el siglo XX cuando verdaderamente se ponen de manifiesto las divergencias
de principios en los puntos de vista sobre la nauraleza del humus del suelo.
Algunos
investigadores consideraban las materias húmicas como un grupo de compuestos
naturales peculiares, cuya formación es debida a complejos procesos de
transformación de restos orgánicos. Otros las tomaban por productos
artificiales que se originaban al tratar el suelo con soluciones alcalinas,
las cuales se emplean para la extracción de dichas materias.
El
humus se consideraba sólo como una mezcla de compuestos orgánicos de
naturaleza individual que son
productos de descomposición de restos de origen animal y vegetal.
Los
investigadores americanos Schreiner y Shorey (1908-1911) contribuyeron al
desarrollo de este último punto de vista y extrajeron del suelo y del
conjunto de materias húmicas una serie de compuestos orgánicos de naturaleza
individual, pertenecientes a distintos grupos conocidos en la química orgánica
(hidrocarburos, grasas, ácidos orgánicos, hidratos de carbono, compuestos
orgánicos fosforados y nitrogenados y otros).
Por
otro lado el científico sueco S. Oden (1919, 1922) sistematizó las materias
húmicas propiamente dichas en cuatro grupos: carbón húmico, ácido húmico,
ácido himatomelánico y fulvoácidos; a estos últimos los consideraba análogos
a los ácidos crénico y apocrénico de Berzelius. Pero esta sistematización
se hizo empleando los síntomas antiguos (diferencias en el color y relación
a los disolventes agua, alcohol y álcali), que evidentemente eran
insuficientes.
Posteriormente,
Shmuk (1914-1930) considera los ácidos húmicos como parte más característica
del humus y que éstos no eran compuestos de naturaleza individual, sino un
grupo de sustancias con características comunes de estructura, lo cual se
aproxima bastante a los conceptos actuales. También formuló el concepto de
los ácidos húmicos como suspensiones altamente disperas, que están como en
el límite entre los coloides y cristaloides, pero que al mismo tiempo poseen
una serie de síntomas típicos propios de las sustancias en estado coloidal:
capacidad de precipitarse por los electrolitos, propiedades de adsorcion,
tendencia a hincharse, etc. Sus estudios sobre las formas del nitrógeno de
los ácidos húmicos son destacables y cabe mencionar que este científico
determinó los principales aminoácidos característicos de las sustancias
proteicas. Shmuk consideraba que el nitrógeno del suelo es de origen
secundario, ya que su fuente es el plasma de los microorganismos. Así,
encontramos en la obra de Shmuk el desarrollo de la idea de Kostichev sobre la
participación de elementos del plasma microbiano en la formación de las
sustancias húmicas.
Kravkov
(1906, 19088, 1911) estableció el gran papel de los compuestos orgánicos
solubles en agua de los restos vegetales en los procesos de formación del
suelo, en particular en los fenómenos de lixiviación de elementos minerales
de los suelos y en la formación de sustancias húmicas. Esta idea fue
desarrollada por Kravkov y otros en años posteriores (Kravkov, 1938).
Un
discípulo de Kravkov, Trusov (1914,1916), llegó a la conclusión de que como
fuente de humus pueden servir distintas sustancias vegetales y los compuestos
que se utilizan con facilidad por los microorganismos (celulosa,
hemicelulosas, mono y disacáridos, ácidos orgánicos, y otros) son fuentes
indirectas que participan en la formación de sustancias húmicas, atravesando
el estadio de formación previa a plasma de microorganismos.
Otras
sustancias vegetales más resistentes a la acción de los microorganismos
(predominantemente de estructura aromática: lignina, taninos, aminoácidos de
naturaleza aromática), son fuente directa de las materias húmicas. Trusov
representa su transformación en sustancias húmicas, formulando la tesiss
sobre los procesos de dirección opuesta, de descomposición-síntesis, que
son la base de la formación del humus en conjunto. Estas ideas están ahora
demostradas experimentalmente y sirven de fundamento de los conceptos actuales
de la bioquímica del proceso de formación del humus.
Los
trabajos de Williams sobre el humus del suelo (1897, 1902, 1914, 1939), hacían
pensar que el cultivo de las hierbas vivaces era uno de los procedimientos
principales para elevar la fertilidad del suelo, basando la utilidad de dicho
procedimiento preferentemente en la formación de una estructura resistente al
agua, que garantiza la creación de condiciones de régimen nutricional e
hidro-aéreo óptimas para la planta.
Waksman
en sus investigaciones (1926, 1927, 1929, 1930, 1931, 1932, 1933) llegó a la
conclusión de que las sustancias de fácil descomposición (celulosa,
hidratos de carbono simples y otros) juegan un papel insignificante en la
formación del humus; la fuente principal de las sustancias húmicas son, en
primer lugar,lignina de los tejidos vegetales y, en segundo, las proteinas
resintetizadas en forma de plasma microbiano.
Sin
embargo, ya en los años treinta, algunos científicos, Sringer (1934, 1935),
Tyurin (1937), y otros, se manifestaron a través de la prensa indicando que
no tenía fundamento la negación de Waksman de la presencia en el suelo de
sustancias húmicas propiamente dichas, de cuyo contenido, composición y
naturaleza depende la
particularidad de la fracción orgánica de los diferentes suelos.
En
la antigua Unión Soviética, Tyurin realizó los esquemas de análisis de la
composición del humus que incluían la determinación de sustancias específicas
de suelos: ácidos húmicos, fulvoácidos y huminas. La aplicación de estos
esquemas permitió revelar las diferencias características en la composición
del humus de los principales tipos y subtipos de suelos.
No
se confirmó la idea sobre la lignina como fuente principal de los ácidos húmicos;
en muchos trabajos fue establecida la posibilidad de su formación por
descomposición de distintas sustancias vegetales, igual que a cuenta de los
productos de la actividad vital y metabolismo de los microorganismos (Soroquina
y Tiani-Riadno, 1933; Mishustin, 1938;Guelster, 1940; Ripel, 1935).
En
los años anteriores a la guerra, la concepción de Waksman sobre la composición
del humus del suelo y el mecanismo de formación de las materias húmicas había
perdido en gran medida la importancia.
Después
de la Segunda Guerra Mundial aparecen un gran número de obras sobre el
estudio de las materias húmicas. La aplicación de nuevos métodos (químicos,
análisis roetgenoestructural, microscopía electrónica, distintos tipos de
cromatografía y espectroscopía) aumentan las posibilidades del estudio
profundo de la naturaleza y estructura de estas materias.
La
existencia de las sustancias húmicas como compuestos naturales se demuestra
gracias a la posibilidad de extraer las sustancias húmicas de restos
vegetales humificados en forma de soluciones acuosas y de suelos, mediante
procedimientos suaves.
Así,
se descubre la compleja estructura de las materias húmicas, en la que entran
a formar parte moléculas constituidas por diversas unidades estructurales,
entre las que destacan los compuestos aromáticos de caracter fenólico y
compuestos nitrogenados, tanto cíclicos como alifáticos. Pero a pesar de
esta diversidad, los distintos representantes de las sustancias húmicas
conservan principios semejantes de estructura.
En
los distintos suelos, las reservas de humus, la composición de las materias húmicas,
y su naturaleza, son considerablemente distintas.
Mediante
estudios comparativos se estableció que el proceso de formación del humus
está determinado por el complejo de condiciones del medio suelo, y se concretó
el papel de las sustancias húmicas en relación con cada uno de los suelos.
Continuando
con el estudio de las materias húmicas de naturaleza individual, se vislumbró
su participación en la nutrición vegetal, así como en la erosión de
minerales y rocas, en la formación del podsol, y otros procesos.
También
atrajeron la atención cuestiones relacionadas con el origen de las sustancias
húmicas y el mecanismo de su formación llegando a la conclusión de que la
formación de estas sutancias se debe a transformaciones complejas de los
restos orgánicos inciales de origen animal y vegetal,y que tanto las
sustancias vegetales aprovechadas en mayor o menor grado por los
microorganismos, pueden ser fuentes originarias de unidades estructurales, de
las cuales se forman las moléculas de las sustancias húmicas. Además como
unidades estructurales pueden servir no sólo los productos de descomposición
de los restos orgánicos, sino también los productos del metabolismo y resíntesis
de los microorganismos. El papel más importante en la condensación de las
unidades estructurales pertenece a los fermentos oxidantes de origen
microbiano.
En
los últimos años se desarrolla intensamente el apartado referente a la
participación de las sustancias orgánicas del suelo en los procesos fisiológicos
y bioquímicos de la planta. Se ha establecido la posibilidad de ingreso de
sustancias húmicas y de algunos compuestos orgánicos de naturaleza
individual en la planta, donde se incorporan a los procesos de respiración y
metabolismo, elevando el "tonus vital" del organismo vegetal. Esto
último contribuye a intensificar el consumo de elementos nutritivos del suelo
de los fertlizantes aportados y, en definitiva, asegura un mejor desarrollo de
la planta. De este modo, creando con ayuda de la materia orgánica un fondo
biológicamente activo, el hombre tiene la posibilidad de intervenir en el
metabolismo de la planta, teniendo como fin la elevación de la productividad.
