Lorsque l'on met en présence de l'argile, un acide humique tel que l'humus et un sel calcaire, l'humus s'agrège avec l'argile pour former un complexe argilo-humique.
L'association intime entre des particules d'argiles et d'humus confère au complexe la faculté de fixer une certaine quantité d'ions calcium Ca2+, potassium K+, hydrogène H+, sodium Na2+, etc.
Le complexe argilo-humique est ainsi un véritable réservoir d'éléments nutritifs pour la culture terrestre ou aquariophile.
Cette faculté de l'argile à attirer et à fixer à sa surface des sels dissous dans le milieu dans lequel elle se trouve, est due à sa structure cristalline en feuillets, c'est un corps dit adsorbant (et non absorbant).
Les argiles, zéolites et le charbon actif sont d'excellents adsorbants naturels de molécules organiques et de gaz.
L'humus a la particularité d'empêcher la dispersion de l'argile dans l'eau.
L'argile présente d'importantes surfaces de contact chargées négativement, alors que les sels dissous dans l'eau d'un aquarium sont chargés positivement : Ca2+, H+, Mg2+, K+, Na2+, ces sels peuvent donc se fixer sur la surface des particules d'argile appelées feuillets. Il se crée un échange d'ions à la surface de l'argile entre des ions positifs et négatifs jusqu'à obtenir un équilibre entre l'eau et le complexe argilo-humique, c'est-à-dire que la concentration des différents ions : Ca2+, H+, Mg2+, K+, Na2+... sera identique dans les deux milieux.
Ainsi, s'il y a dans l'eau un excès de Ca2+ ou de K+ par exemple, les feuillets de l'argile en fixent une partie à leur surface et inversement si dans l'eau il y a un déficit de Ca2+ ou de K+ dans l'eau les feuillets en libèrent pour rétablir l'équilibre.
♦ La montmorillonite ou argile verte présente une surface d'échanges d'ions de 800 m2 par gramme ! Alors que la kaolinite n'a que 5 à 20 m2 de surface d'échange par gramme.
La montmorillonite ou argile verte est de beaucoup la plus efficace, mais elle contient du calcium ce qui a pour conséquence d'accroitre un peu la dureté de l'eau ; si nous souhaitons une dureté très faible de l'eau, il sera préférable de choisir de la kaolinite ou argile blanche qui ne contient pas de calcium, malgré son peu d'efficacité.
Top ▲☛ Le processus du complexe argilo-humique peut être décomposé en trois étapes :
1 - Dans une première phase du processus, le complexe se neutralise en fixant des ions calcium, à condition que la quantité de calcium Ca soit suffisante dans le complexe.
De façon très visible le sol se feuillète et parfois quelques bulles de dioxyde de carbone CO2 s'en dégagent.
2 - Dans une deuxième phase un grand nombre d'éléments minéraux, Mg, K, Na, oligoéléments, etc. permutent avec le calcium fixé sur le complexe lors de sa neutralisation pour obtenir une concentration identique de ces minéraux dans le complexe et dans l'eau de l'aquarium. C'est un phénomène de permutation ionique.
Si le complexe est fort, une masse importante d'éléments seront échangés et fixés par lui. A ce stade le complexe joue un rôle de réservoir en stockant l'excès d'éléments nutritifs afin d'en éviter toute dispersion, laissant aux plantes ce qui leur est nécessaire pour leur croissance. Le complexe argilo-humique est ainsi un véritable réservoir d'éléments nutritifs pour les plantes. Seul un complexe argilo-humique est capable de fixer dans le sol des cations qui sont des nutriments pour les plantes.
3 - Dans une troisième phase les racines des plantes vont absorber les éléments nutritifs du substrat non fixés par le complexe. Ainsi la concentration de ces éléments diminue dans l'eau et l'équilibre de la deuxième phase est rompu. Le complexe va alors libérer une certaine masse de cations nutritifs. En échange il va absorber des ions Ca2+ et rétablir l'équilibre. C'est le processus inverse du précédent.
Dans le même temps la matière organique apportée par l'humus se minéralise peu à peu sous l'action des bactéries. La concentration de la solution du sol en ions nutritifs croît, le complexe fixe l'excès et libère les ions calcium en quantité correspondante.
► Le succès de ce processus qui se renouvèle indéfiniment réside en la qualité des composantes du substrat.
♦ Ce processus a un intérêt toxicologique important car ces complexes argilo-humiques fixent aussi les cations toxiques comme les métaux lourds, lesquels ne sont alors plus solubles dans l'eau, les rendant ainsi inoffensifs, ils deviennent inertes.
♦ Le complexe argilo-humique est parfois dénommé en abrégé CAH.