Vores fokus er på optimeringen og forståelsen af jord. Trods jordbrug er menneskecivilisationens ældste erhverv, så er jord og forståelsen af jord overraskende nok et ikke belyst område i den moderne civilisation. Dykker man ned i forståelsen af jord, så ser man også hurtigt, at jord er en super kompleks størrelse som kræver indsigt i både mineralogi, geologi, biologi, biokemi, og plantevidenskab.

Humus er i dette område den mindst forståede størrelse, men humus egenskaber er relevante for alle, og særlig dem som lever af at dyrke jorden. Forståelsen af humus er også et fuldstændigt nødvendigt element for at bevæge sig væk fra et konventionelt, gødningstungt og sprøjtetung landbrugsform mod et mere bæredygtigt, men stadig rentabel, landbrug.

Egenskaberne ved humus


- og betydningen af kulstof og mikrobiologisk liv i jorden

At definere humus

Der hersker videnskabelig usikkerhed om, hvad humus er, og det defineres forskelligt i den videnskabelige litteratur såvel som i den praktiske landbrugslitteratur. Humus kan dog med stor sikkerhed defineres som


værende en ustabil organisk syre, der dannes i flere jordarter, herunder især ler. Grundstrukturen af kulstofbindinger skabes ved en række af biologiske symbiotiske processer imellem insekter, regnorme, svampe og bakterier under nedbrydningen af det tilgængelige organiske materiale i jorden og på jorden. Humusen stimulerer populationen af mikroliv, heriblandt fritlevende kvælstoffikserende bakterier, som under relativt iltfattige forhold lever og gør næringsstoffer tilgængelige, hvor den påkrævede energi hentes fra nedbrydningen af kulstofbindingerne i tilgængeligt organiske materiale.  

Tilbageførslen af kulstof opbygger humus

Humus opbygges ved tilførslen af kulstof til jorden i form af organisk materiale. Det kan være kompost, dyregødning, blade, græs, bark, vedel, grøngødningsplanter og andet. Humusen og jordens organismer behøver denne karbon for at leve og være med til at bygge humusens struktur. De rigtige iltforhold er tilstede i en jord med højt humusindhold, hvilket øger aktiviteten hos mikrolivet i jorden. 

Humus iltes væk ved pløjning

Humus er i en ustabil organisk syre dannet ved organismers omsætning af  organisk mateirale.  Uden tilførsel af organisk materiale er halveringstiden for den dannede humus på 20 år. Dyb pløjning af jorden øger nedbrydningen, fordi atmosfærisk luft binder humusens kulstof med ilt som bliver til CO2 i atmosfæren. Tabet af humus  er dermed en effekt, der skal regnes med i det totale CO2-regnskab. Pløjes jorden for dybt og vendes for intensivt, iltes humusindholdet gradvist væk og bliver til CO2. 

Humus indeholder 3-5% kvælstof, 56% karbon og 32% ilt

Pedologer (folk, der studerer jordbunden) har fastslået,at det er en organisk syre med den kemiske sammmensætning: 57% C, 32% O og 4,5% procent N (12). Det er en god tilnærmelse at betragte ilten som bundet i OH-grupper, og dermed beregnes 57 procent C med en brændværdi svarende til brunkul. 

Humus binder enorme mænger CO2

For hver kubikmeter jord har vi 2.500kg jord. Hæver man humusprocenten med 1% binder man 14,5kg kulstof i jorden. Hæver man humusprocenten med 1% på danmarks 35.000km3 landbrugsareal, så har man bundet 500millioner tons kulstof, svarende til 1,8milliarder tons CO2. Det er mange år af det danske totale udslip. 

Humus besidder en ionbindingskapacitet, som planternes rodhår udnytter til at vækste optimalt

Planterødderne kan få fat i næringstofferne ved ionbytning, når der er humus tilstede. Overfladen af humus er negativt ladet og den kan derfor holde fast på positivt ladede kationer, og igennem en ionbytning med brintioner er det muligt for planten at optage næringsstofferne. Dette medfører i sidste ende planter med øget modstandsdygtighed overfor svampe, snylter og sygdom.

En illustration af den kemiske sammensætning af humus. Som det kan ses, så indeholder humus store mængder af karbon (C), hydrogen (H), oxygen (O), og en smule nitrogen (N). Karbon er bundet som organiske forbindelser med ilt og hydrogen, blandt andet som aminosyrer. Små mængder nitrogen er bundet som ammoniak eller nitrat i formen NH.  

Kilde: Wikipedia 'Humic Substance'

De mange fordele en forøget mængde humus i jorden bringer med sig


Humus øger jordens vandbindingsevne

Vores resultater viser, at for hvert 1% humus, binder jorden 2% vand. Humus reducerer dermed udvaskningen ved regnfald og bibeholder vandindholdet længere ved tørkeperioder. Årsagen er at karbonstrukturer binder mere vand end rent ler, vand som  planten senere kan hente igennem sine rødder. Når man diskuterer tørke er det en vigtig pointe, at man ikke kun fokuserer på, hvor meget vand jorden modtager, men i høj grad, hvor meget vand den kan holde på. Jorderosion er et stort problem mangde steder, hvilket en øget mængde af humus og karbon reducerer. 

Humus forbedrer plantens mulighed for at optage kvælstof

Hvor doseringen af kunstgødning er svær at præcisere, så vil planten selv hente det nødvendige kvælstof fra humusen, når den behøver det. Kvælstoffen er også tilgængelig i en form, der er mindre energikrævende for planten at optage. Hvor det kræver energi for planten at omdanne nitrat og nitrit til en optagelig form, så kan planten hente ammonium direkte fra en humusrig jord, gjort tilgængelig af de kvælstoffikserende bakterier. 

Derudover så er det ikke sundt for at planten at optage for meget kvælstof. På trods af kvælstof er livsnødvendigt for planten, så vil planten ved doseret kunstgødning kunne opleve en 'tvungen' optagelse af kvælstof igennem osmoseeffekten. Denne over-optagelse af kvælstof kan lede til over-produktion af sukker, som stresser planten og nedsætter dens immunforsvar.  

Dannelsen af humus kræver tilførsel af kulstof og organisk materiale.

Organismerne i jorden såsom regnorme, biller og svampe behøver energi, men de kvælstoffikserende bakterier i humus behøver også energi til at foretage deres fiksering af nitrogenen i luften. Denne energi får de fra kulstofbindingerne i det organiske materiale. 

Varierende humusindhold

Humusinholdet i jorde varierer meget. Kulstofopbyggelsen i humus er afhængig af graden af biologisk aktivitet i lokalmiljøet og det naturlige lerindhold . For eksempel har vi i en skov målt op til 18% humus, mens en jord med høj dyrkningsintensivitet af byg er målt til under 1% humus. Velplejet dyrkningsjord kan indeholde helt op til 10%. 

Humus øger mængden af kvælstoffikserende bakterier, der kan leve i jorden, og jorden bliver dermed en kvælstofkilde i sig selv

Det alment kendt, at kvælstoffikserende bakterier lever i rødderne ved bælgplanter, også kaldet symbiotisk kvælstoffikserende bakterier, hvor de i en symbiose med planten fikserer luftens nitrogen og omdanner den til aminosyrer. Planten leverer kulstof, hydrogen og energi til bakterierne, samt en iltbeskyttet lille knop, og imod denne ydelse får planten ammonium igen fra bakterierne. En lignende symbiose er tilstede i humusrig jord, hvor fritlevende kvælstoffikserende bakterier fikserer luftens nitrogen og producerer ammonium, så længe de modtager kulstof og organisk materiale fra jordens levende organismer. Humusstrukturen i jorden sikrer de rigtige iltforhold for den kvælstoffikserende bakterie og øger altså tilstedeværelsen af fritlevende kvælstoffikserende bakterier.

I humusen kan man for eksempel finde Azoto bakterier. 


Biokemisk omdanner de kvælstoffikserende bakterier N2 til NH4+ (ammonium) eller NH3 (ammoniak) ved hjælp af energien fra det organiske materiales kulstofbindinger og brintioner.