Chất mùn gồm 3 thành phần chính: axit humic, axit fulvic và các humin
a. Axit humic
Axit humic là một axit hữu cơ cao phân tử chứa nitơ hình thành trong môi trường trung tính, có cấu tạo vòng, không tan trong nước và axit vô cơ nhưng lại dễ tan trong dung dịch kiềm loãng: NaOH, Na2CO3,.. và có màu nâu sẫm hoặc nâu đen. Thành phần bao gồm các nguyên tố:
C: 50 – 62% H: 2,8 – 6% O: 31 – 41% N: 2 – 6%
Các nguyên tố khác: P, S, Al, Fe... 1%
- Nguyên tắc cấu tạo: thuộc loại hợp chất cao phân tử, gồm những monome, những monome này lại được tạo thành từ những đơn vị cấu trúc cơ bản. Như vậy, một đơn vị cấu trúc là hạt nhân của axit humic.
- Một đơn vị cấu trúc bao gồm: nhân, cầu nối và những nhóm định chức
+ Nhân vòng thơm là các dị vòng chứa nitơ, các axit cacbon thơm và các andehyt thơm chiếm 50 - 60% trọng lượng phân tử mùn.
+ Các hợp chất vòng no và mạch thẳng là các aminoaxit, cacbua hydro và các quinol chiếm 25 - 40% trọng lượng phân tử.
+ Các nhóm định chức: cacboxyl, cacbonyl, fenolhydroxyl, metoxyl chiếm 10 - 25%.
- Các cầu nối liên kết giữa các vòng làm cho phân tử axit humic trở nên “xốp” dễ thấm nước. Những cầu nối này có thể là những phân tử riêng biệt (-O-), hoặc là nhóm (-NH2- ), (-CH2-) cũng có thể liên kết qua nguyên tử cacbon (C-C).
- Phân tử lượng lớn: 50.000 - 190.000 đơn vị cacbon. Phân tử có dạng hình cầu với cấu tạo nhân theo một trật tự nhất định.
Axit humic có một số tính chất cơ bản như: tính axit thấp (do nhân vòng > mạch nhánh), ít di động, mức độ ngưng tụ cao do trọng lượng phân tử lớn, ít bị rữa trôi khỏi đất, khả năng hấp phụ keo mùn cao, từ 300 - 600 me/100g keo. Tính đệm cao, ít chua.
Trạng thái tồn tại: tồn tại ở dạng các muối humat kiềm – là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng. Do đó, muối humat của cation hóa trị I rất dễ bị rửa trôi (do tan nhiều trong nước), còn muối humat của Ca, Mg sẽ được tích lũy ở nơi hình thành ra chúng, vì thế ở lớp đất mặt có chứa nhiều loại muối này.
Axit humic là thành phần mùn có giá trị nhất, là nguồn dự trữ dinh dưỡng (nhất là nitơ) cho đất, khi phân giải axit humic thu được nhiều chất khoáng giúp đất có độ phì cao. Axit humic cùng với các axit mùn khác bón vào đất có tác dụng kích thích sự phát triển của hệ rễ để hấp thu chất dinh dưỡng tốt hơn, cây sinh trưởng phát triển mạnh hơn. Nếu được hấp thu trực tiếp qua lá chúng sẽ giúp tăng cường sự quang hợp của cây do kích thích sự hoạt động của các men tham gia trong quá trình quang hợp. Cường độ quang hợp mạnh cây sẽ sinh trưởng nhanh và ngược lại. Ngoài ra, axit humic còn làm tăng sức đề kháng của cây với sâu bệnh và các điều kiện bất lợi như nóng, rét, hạn, úng, chua phèn. Với các tác dụng trên, axit humic đang được khai thác
sử dụng phổ biến trong các chế phẩm phân bón vào gốc và bón vào lá, chất kích thích sinh trưởng cây trồng và thuốc trừ bệnh cây.
Tóm lại, axit humic là một tổ hợp mùn tốt nhất của hợp chất mùn vì nó có những đặc tính quí như: ít chua, bền vững, hàm lượng nitơ cao, khả năng hấp phụ trao đổi ion lớn, các hợp chất kết hợp với cation và khoáng sét bền. Vì vậy, đất giàu axit humic có độ phì cao.
b. Axit fulvic:
Là axit hữu cơ cao phân tử chứa nitơ hình thành trong môi trường chua, dễ tan trong nước, axit, bazơ và nhiều dung môi hữu cơ khác, cho dung dịch màu vàng rơm và rất chua ( pH = 2,6 - 2,8) Thành phần các nguyên tố hóa học chính: C: 40 – 52% H: 3,5 – 5% O: 40 – 48% N: 2,4% Các nguyên tố khác từ 7 – 10%
Cấu tạo phân tử: ít nhân vòng thơm và nhiều mạch nhánh hơn axit humic nên axit fulvic có tính ưa nước, khả năng ngưng tụ keo kém, độ phân tán cao, khả năng di động lớn, tính chua, có khả năng hấp phụ trao đổi ion cao.
Phân tử lượng: 10.000 - 20.000 đơn vị cacbon.
Đối với các loại đất khác nhau thì tỷ lệ axit fulvic trong mùn cũng khác nhau. Đối với đất trung tính, ít chua: tỉ lệ axit fulvic cao hơn, càng xuống sâu, tỉ lệ này càng cao. Các axit fulvic khi kết hợp với các cation hóa trị I, II tạo thành các fulvat. Chúng là nguyên nhân làm rửa trôi các chất màu và phá hủy sét rất nhanh do chúng dễ tan trong nước, axit, kiềm nên dễ di chuyển theo chiều sâu của phẫu diện đất.
Người ta nhận thấy rằng: đất mùn trên núi cao, đất đỏ vàng, đất phèn là các loại đất giàu chất hữu cơ.
Tóm lại, axit fulvic là một tổ hợp mùn xấu hơn axit humic. Vì vậy, đất giàu axit fulvic thường bị chua, dễ bị nghèo mùn, các nguyên tố trong đất dễ bị rữa trôi dưới dạng muối fulvat dễ hòa tan.
c. Các humin
Các humin là tổ hợp các chất mùn được cấu tạo bởi các liên kết giữa các axit humic, axit fulvic và các khoáng sét trong đất. Các humin có màu đen, không tan trong dung dịch kiềm, có phân tử lượng lớn, bền vững trong đất, cây trồng không sử dụng được.
Humin không hòa tan do liên kết với khoáng như các silicat, setquioxyt và khoáng sét – phức humat với khoáng sét.
Ngoài ra thành phần chất mùn còn có nhiều axit amin có tính axit, bazơ, trung tính và các axit amin chứa lưu huỳnh.