La materia orgánica del suelo

RHODES LEOPOLDO MEJIA VALVAS

Definición

La materia orgánica del suelo corresponde a la fracción orgánica no viviente del suelo

Es decir A la suma de sustancias que contienen carbono orgánico

La MOS se integra de manera exclusiva por

Residuos de plantas y animales no totalmente descompuestos

De restos de microorganismos y sustancias que estos producen en su actividad en el suelo

Consiste de sustancias húmicas y no húmicas

Clasificación de los compuestos orgánicos del suelo

En el humus ocurren dos procesos: descomposición y síntesis.

El humus del suelo

El material orgánico denominado “humus del suelo

Es una mezcla heterogénea de compuestos orgánicos complejos.

Estos compuestos se forman por la alteración bioquímica de restos vegetales

También de animales y microorganismos del suelo.

Fracciones del humus del suelo

El humus del suelo se compone de dos tipos de sustancias:

Sustancias húmicas.

Sustancias no húmicas

En esta fracción no se puede reconocer la forma de los organismos originales, pues se ha integrado al suelo. Representa entre 20 –30% de la materia orgánica de los suelos.

Sustancias no húmicas Corresponden restos de animales, plantas y microorganismos no alterados bioquímicamente.

Esta fracción contiene compuestos que pertenecen a clases bioquímicas conocidas

Carbohidratos, aminoácidos, proteínas, lignina, grasas, ceras, resinas, ácidos orgánicos

Representa entre 20 –30% de la materia orgánica de los suelos.

Se forman de manera exclusiva en el suelo y en algunos ambientes similares (compost).Representa 60 –80% de la materia orgánica de los suelos.

Sustancias h

úmicas Constituye una serie de sustancias pardas a negras de peso molecular relativamente alto formadas por reacciones secundarias de síntesis

Sustancia

s no

húmica

s

CarbohidratosConstituyen entre 5 a 25% de la materia orgánica del suelo.

Los restos de plantas contribuyen con azucares simples, hemicelulosa, celulosa.

Algunas formas son fácilmente degradadas

Se clasifican en: Monosacáridos

Monosacáridos (azucares simples).

Oligosacáridos de 2 a 8 monómeros

Polisacáridos mas de 8 monómeros

Monosacaridos

Oligosacaridos

poligosacaridos

Monosacáridos

Sustancias que producen estos compuestos por hidrólisis (reacción con agua).

No pueden ser fragmentados en moléculas más pequeñas por hidrólisis.

Oligosacáridos

Presenta dos sub-unidades: la amilosa (cadena lineal α1-4) y la amilopectina (cadena con ramificación α1-6)

AlmidónPolisacárido de reserva de las plantas.

Sirve como producto para el almacén de energía en granos de cereal (semillas), tallos, raíces, rizomas y tubérculos.

Polímero lineal o ramificado de la glucosa.

La celobiosa esta constituida por dos unidades de glucosa unidas por enlace β1-4.

Celulosa

Constituye un polisacárido estructural de los tejidos vegetales.

Presente en las paredes celulares y en los tejidos de sostén mecánico de las plantas.

Es un polímero lineal de la celobiosa.

Polisacáridos

La invasión de raíces por Rhizobium y micorrizas se asocia a su degradación.

Sustancias pépticasComponentes importantes de las paredes celulares de las plantas..

La pectina esta compuesta de cadenas de ácido galacturónico a menudo esterificadas con un grupo metil (ácido metilgalacturónico)

Ocurren principalmente en la lamina media, donde “cementan” las paredes celulares.

Ácidos urónicos

La glucosamina y galactosamina pueden formar polímeros de alto peso molecular como el peptidoglicano y la quitina.

Azucares aminadosConstituyentes de paredes celulares de bacterias y hongos.

Presentes también en exoesqueletos de insectos y artrópodos en el suelo.

Contribución del los tipos individuales de azucares a la materia orgánica del suelo

500 a 600 unidades condensadas al azar y con enlaces cruzados.

LigninaEs el tercer componente mas común en los residuos vegetales, especialmente leñosos.

Es componente de las paredes celulares.

Su contenido varia con la edad y parte de la planta.

La lignina esta compuesta de unidades de fenilpropeno que contienen un anillo bencénico (6C) y una cadena lineal (3C).

Ejemplos de unidades de fenilpropeno que son los bloques básicos de la lignina

Ejemplos de unidades de fenilpropeno que son los bloques básicos de la lignina

Pueden participar en reacciones enzimáticas (proteínas solubles) o formar membranas (proteínas estructurales).

Los aminoácidos son compuestos simples que contienen carbono y nitrógeno.

Aminoácidos, péptidos y proteínas

Los α-aminoácidos pueden formar cadenas cortas (péptidos) y muy largas (proteínas)

Las proteínas son moléculas de gran importancia en la célula

Aminoácidos en el suelo

Representan de 2 a 6% del humus del suelo.

Lípidos del suelo

Grupo variado de compuestos incluyen desde moléculas simples hasta complejas.

Los ácidos grasos constituyen las moléculas simples.

Esteroles, terpenos, hidrocarburos polinucleares, clorofila, grasas, ceras y resinas son moléculas pesadas

Lípidos en el suelo

Representan menos de 1% del humus del suelo.

Ácidos nucleicos del suelo

Los ácidos nucleicos son el almacén de información genética de las células, provienen de las plantas, animales y microorganismos del suelo.

Los ácidos nucleicos constituyen moléculas muy complejas y de alto peso molecular, por ello suelen ser estables en el suelo.

• Azucares, almidón y aminoácidos (rápida)• Proteínas simples (solubles)• Proteínas estructurales.• Hemicelulosa• Celulosa• Grasas, ceras, etc.• Lignina. (lenta)

Tasa de descomposición de los compuestos orgánicos del suelo

Los compuestos orgánicos varían ampliamente en su tasa de descomposición. La siguiente lista es propuesta:

Adecuada humedad y aireación del suelo, y Temperatura calidad del suelo con óptimo de 30 a 45 °C.

Actividad de descomposición de los microorganismos

Las condiciones que favorecen la rápida descomposición de los residuos vegetales y la multiplicación de los microorganismos incluyen:

Residuos vegetales con bajo contenido de lignina y tamaño de partícula pequeño.

Adecuado nitrógeno disponible o residuo con baja relación C/N.

pH del suelo cercano a neutro para permitir diversas poblaciones microbianas activas.

Sustancias húmicas

Fracciones húmicas del suelo

Acido fúlvico:Material amarillo de bajo peso molecular. Soluble en agua y en ácidos diluidos.

Acido húmico:Material pardo oscuro a negro. Puede ser extraído del suelo por álcali diluido (NaOH 0.5M) y es insoluble en ácidos. Su peso molecular es mayor.

Humina:Fracción de la materia orgánica del suelo que no puede ser extraída del suelo con álcali diluido. Es de alto peso molecular e insoluble.

Lignina

Aldehídos fenólicos y ácidos

Posterior utilización pormicroorganismos y oxidacióna CO2

Ataque pormicroorganismos

Celulosa y otras sustancias no ligninas

Utilización pormicroorganismos

Polifenoles

Quinonas

enzimas fenoloxidasas

Ácidos húmicos Ácidos fúlvicos

compuestos aminocompuestos amino

Formación de sustancias húmicas

Estructura del ácido fúlvico

Estructura del ácido húmico

La lignina es modificada por hidroxilación y oxidación del metoxilo (-OCH3) a carboxilo (-COOH), el cual reacciona con compuestos amino para producir ácidos húmicos que son oxidados a ácidos fúlvicos.

Formación del humus (Alteración vegetal)

La lignina es utilizada en forma incompleta por los microorganismos, y el residuo se vuelve parte del humus del suelo.

Comparación de las propiedades químicas de los materiales húmicos y la lignina

Polimerización de compuestos cíclicos en melanina

Los polifenoles son luego oxidados enzimáticamente a quinonas que se condensan con compuestos amino para producir humus.

Formación de humus en el suelo

Los compuestos fenólicos liberados durante la descomposición de la lignina pasan por conversión enzimática a quinonas las cuales se condensan con compuestos amino para producir humus

Polifenoles son sintetizados por hongos a partir de fuentes de carbono diferentes a la lignina, tales como celulosa.

Formación de quinonas a partir de azucares simples

El humus del suelo puede descomponerse por la actividad microbiana y transformarse en sustancias inorgánicas, proceso conocido como mineralización.

Mineralización del humus del suelo

Coeficiente de mineralización de la MOS estimada para diferentes regiones del Perú

pH del suelo.

Factores que afectan la mineralización de la MOS

Las condiciones que afectan la mineralización incluyen:

Temperatura

Adecuada humedad

aireación del suelo

Incrementa la retención de agua.

Influencia de la materia orgánica en las propiedades del suelo

Efecto en el color del suelo.

Disminuye el albedo.

Influencia en las propiedades físicas:

Incrementa el calor especifico.

Incrementa la granulación y mejora la estructura del suelo.

Disminuye la densidad aparente.

Disminuye la plasticidad y la cohesión

Proporciona calor para la germinación y el brotamiento.

Influencia de la materia orgánica en las propiedades del suelo

Alta capacidad de intercambio catiónico :2-30 veces mayor que los coloides minerales.

Representa 20-90% de la adsorción en suelos minerales.

Incrementa la retención de nutrientes.

Cationes fácilmente reemplazables.

Provee N, P, S y micronutrientes en forma orgánica.

Provisión y disponibilidad de nutrientes:

Incrementa la eficiencia de los fertilizantes.

Liberación de elementos de minerales por ácidos orgánicos

Estimula el desarrollo de las raíces.

FUENTES DE MATERIA ORGANICA

Estiércoles

Manejo del estiércol

8 – 10 TM/Ha

15 – 25 TM/Ha

4 – 8 TM/Ha10 – 12 TM/Ha

6 – 10 TM/Ha

12 – 15 TM/Ha

•Algodón•Espárrag

o

•Fríjol•Maíz

•Papa•Vid

Cantidad de residuos producidos

Residuos agroindustriales

Compost

Volteo de compost

MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO

Síntesis de compuestos Húmicos coloidales

Restos vegetales, animales microbianos

MINERALIZACIÓNMás o menos rápida

MINERALIZACIÓNlenta DESHUMIFICACIÓN

Monómeros intermediarios

HUMIFICACIÓNRepolimerización

NH3; CO2; PO43+

MINERALIZACIÓNlenta DESHUMIFICACIÓN

GRACIAS