Muitos solos Amazônicos são ácidos, com baixa CTC, baixa fertilidade e consequentemente com baixo potencial produtivo. Nesse ambiente, onde a fertilidade do solo é o fator limitante para o desenvolvimento de uma agricultura sustentável, há as Terras Pretas de Índios que contrastam com os demais solos principalmente no que se refere à sua fertilidade e resiliência desta. Essas características excepcionais são atribuídas à quantidade e composição da matéria orgânica desses solos, principalmente das frações húmicas (ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e humina), que apresentam importante contribuição de carbono pirogênico de origem antrópica pré-colombiana. Das frações húmicas, a humina, que representa mais de 50% da matéria orgânica dos solos, é a menos estudada devido às dificuldades no seu isolamento e purificação. Tendo isso em vista, extraiu-se e caracterizou-se por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de ¹³C (¹³C-RMN) as frações húmicas de amostras representativas de Terras Pretas de Índios. Este estudo é importante, tanto metodologicamente na validação de um novo método de extração da humina, como para se compreender as características especiais desses solos.

As substâncias húmicas de três amostras de Terras Pretas de Índios foram seqüencialmente extraídas utilizando: NaOH 0,1M (ácidos húmicos – AH); NaOH 0,1M após dispersão do solo por vibração ultrasônica (ácidos húmicos após dispersão - AHD); NaOH 0,1M + Uréia 6 M (Humina uréia – HuU); uma mistura (94:6, v/v) de DMSO e H₂SO₄ (Humina DMSO - HuDMSO); e finalmente o resíduo foi tratado com HF 10% (Humina - Hu). Adicionalmente as partículas grosseiras de carvão foram cuidadosamente recuperadas dos solos por peneiramento (peneira 63mm) e sedimentação. As amostras obtidas foram analisadas por ¹³C-RMN no estado sólido utilizando-se a Polarização Cruzada com Amplitude Variável e Rotação em torno do Ângulo Mágico (VACP/MAS), experimentos adicionais utilizando-se filtros de defasagem dipolar (DD) e de anisotropia de deslocamento químico (CSA) também foram realizados. Os espectros foram submetidos à análise de componentes principais (PCA).

As amostras AHD apresentaram um maior conteúdo de compostos alifáticos, principalmente estruturas polimetilênicas cristalinas (33ppm); carboidratos (102 e 73ppm) e resíduos de lignina (~150 e 56ppm). Isso indica que a ruptura dos agregados libera a matéria orgânica relativamente não alterada (protegida fisicamente) e também compostos agregantes, como ácidos graxos de cadeia longa, provavelmente cutina e suberina. A primeira componente principal (PC1) explicou 78% da variância total e é caracterizada por loadings positivos para grupos polimetilênicos cristalinos; metila terminal (15ppm) e carboxila alifática (175ppm) e loadings negativos para carbono pirogênico (arila – 129ppm e carboxila aromática – 168ppm) e resíduos ligno-celulósicos (153, 105, 73 e 55ppm). Os scores da PC1 foram maiores para as amostras extraídas com solventes hábeis em romper ligações de hidrogênio assim como aquelas obtidas após a dispersão do solo. Os scores baixos da PC1 para Hu, HA e carvão grosseiro indicam que a humina residual é similar ao carvão grosseiro (ricas em carbono pirogênico e material ligno-celulósico). A segunda PC explicou 13% da variância e somente diferenciou as amostras dos diferentes solos.

O uso de sistemas de extração que promovem a ruptura de ligações de hidrogênio facilita a extração de substâncias húmicas adicionais que são huminas pela definição clássica. Esse material é mais hidrofóbico que as frações obtidas pelo método clássico de solução alcalina e contem quantidades significativas de ácidos graxos de cadeia longa, principalmente estruturas de polimetileno cristalino, resultado similar ao obtido para outros solos, indicando que esses compostos são importantes para a agregação do solo. A humina residual insolúvel, obtida pela remoção da fração mineral (HF) é provavelmente carvão coloidal e derivados de restos vegetais (lignina e celulose). A principal característica da matéria orgânica desses férteis solos antropogênicos é a presença de estruturas aromáticas policondensadas ricas em grupos funcionais reativos (carboxilas ligadas diretamente à estrutura aromática). Essa característica pode explicar a elevada fertilidade desses solos assim como a resiliência dessa fertilidade.