Methods of fertilizing soil, and of increasing a crop yield, plant growth, and rate of seed germination using melanin, or a melanin precursor, derivative, or analog are provided. The methods described herein require water, melanin, or a melanin precursor, derivative, or analog, and a source of electromagnetic energy, such as visible or invisible light energy, to catalyze the electrolysis of water. The electrolysis of water causes the release of diatomic hydrogen into the soil, resulting in fertilization of the soil. Also provided are fertilized soil compositions.L'invention concerne des procédés de fertilisation du sol, et d'augmentation du rendement des cultures, de la croissance des plantes et du taux de germination des graines à l'aide de la mélanine, ou d'un précurseur de la mélanine, d'un dérivé ou d'un analogue. Les procédés de la présente invention nécessitent de l'eau, de la mélanine ou un précurseur de la mélanine, un dérivé ou un analogue, et une source d'énergie électromagnétique, telle qu'une énergie lumineuse visible ou invisible, pour catalyser l'électrolyse de l'eau. L'électrolyse de l'eau provoque la libération d'hydrogène diatomique dans le sol, ce qui entraîne la fertilisation du sol. L'invention concerne également des compositions de sols fertilisés.