MATERIALES
ORGANICOS







Naturaleza viva






MATERIA ORGANICA
Temario
1.- INTRODUCCIÓN: Características. Definiciones.
ORIGEN Y COMPOSICIÓN DE LA MATERIA ORGANICA.
2.-1.-Transformación de la materia organica.
2.-2.-Proceso de descomposición y mineralización de los residuos organicos.
NATURALEZA Y PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS HÚMICAS.
3.-1.-Estructura química.
CLASIFICACIÓN DE LAS SUSTANCIAS HÚMICAS.
COMPLEJOS HÚMICO-ARCILLOSOS.
FUNCIONES DE LA MATERIA ORGANICA EN EL SUELO.
CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA DEL SUELO.

MATERIA ORGANICA DEL SUELO

1. INTRODUCCIÓN
MATERIA ORGANICA
La materia organica de los suelos es el producto de la descomposición química de las excreciones de animales y microorganismos, de residuos de plantas o de la degradación de cualquiera de ellos tras su muerte. En general, la materia organica se clasifica en compuestos húmicos y no húmicos. En los segundos persiste todavía la composición química e incluso la estructura física de los tejidos animales o vegetales originales. Los organismos del suelo descomponen este tipo de sustancias organicas dejando solamente residuos dificilmente atacables, como algunos aceites, grasas, ceras y ligninas procedentes de las plantas superiores de origen. El resto son transformados por parte de los microorganismos, reteniendo una parte como componentes propios (polisacaridos , por ejemplo). El producto de tal transformación es una mezcla compleja de sustancias coloidales y amorfas de color negro o marrón oscuro denominado genéricamente humus (Brady, 1984). El humus constituye aproximadamente entre el 65y el 75 % de la materia organica de los suelos minerales. Los suelos minerales son los de un contenido de materia organica menor del 20 %, ocupando el 95 % de la superficie terrrestre mundial. Los suelos con un mayor contenido en materia organica se denominan suelos organicos. El contenido medio aproximado de materia organica en los suelos de labor oscila entre el 1 y el 6 %.
La consecuencia radiométrica de mayor interés debido al contenido en materia organica es la pérdida de reflectancia del suelo en el espectro visible, que se manifiesta en un oscurecimiento característico de este tipo de suelos. Así, por ejemplo, los suelos desarrollados en condiciones de pradera semiarida suelen presentar altos contenido en materia organica, razón por la cual ofrecen una pigmentación muy oscura. En regiones templadas y húmedas la pigmentación es menos acusada y muy poco aparente en los suelos de las regiones tropicales y subtropicales (Brady, 1984).
2. De los procesos que tienen lugar en el suelo, hay tres que son practicamente exclusivos del mismo:
• formación de minerales arcillosos secundarios. • formación de humus. • formación de complejos húmico-arcillosos. • Materia organica en sentido general: comprende los micro y mesoorganismos que pueblan el suelo, raíces de plantas, todo material proveniente de organismos muertos y sus productos de transformación, descomposición y resíntesis, sobre y en el suelo. • Materia organica en sentido restringido: se refiere a lo anterior excluyendo la materia organica viviente (organismos vivos y raíces), que constituye alrededor del 15% del total.
2. ORIGEN Y COMPOSICIÓN DE LA MATERIA ORGANICA .Los organismos fotótrofos fijan carbono procedente del CO2 atmosférico que pasa a formar parte de los tejidos vegetales y de microorganismos en forma de C-organico. Los organismos organotrofos utilizan estos compuestos organicos como alimento y sus restos al sermineralizados liberan CO2 con lo que se cierra el ciclo. La materia organica del suelo (MO) proviene, en parte, de la incorporación de residuos animales (cadaveres y deyecciones) y restos vegetales (raíces, órganos aéreos, excreciones a nivel rizósfera, sustancias solubles de los órganos aéreos transferidas al suelo por el agua de lluvia o rocío, etc.), en distintos estados de descomposición y la biomasa microbiana Los restos vegetales son cuantitativamente mas importantes que los residuos animales. En una planta madura los compuestos mas importantes, varían entre los siguientes valores: Lignina 10 - 30 % Celulosa 20 - 50 % Hemicelulosa 10 - 28 % Grasas, ceras, taninos 1 - 8 % Compuestos nitrogenados 1 - 15 % Contenido de agua 50 -95 % Los elementos que integran estos compuestos son incorporados a la materia organica del suelo, C, N, O, S, H. Algunos componentes de la MO, no se originan solamente de los restos vegetales o animales, pudiendo provenir de la atmósfera o de los minerales del mismo suelo. Tales los casos del N que en parte es aportado por la atmósfera; el P totalmente de minerales del suelo, S minerales del suelo y agua de lluvia; Ca, Mg, K y microelementos de los minerales del suelo, agua y polvo atmosférico. En términos medios, la MO del suelo presenta la siguiente composición: Por su composición elemental: • Carbono (C) 50 %
• Oxígeno (O) 40 % •Nitrógeno (N) 5 % • Hidrógeno(H) 5 % Por los compuestos que la forman: • Sustancias húmicas 60-90 % • Sustancias no humificadas 10-40 %
3. NATURALEZA Y PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS HUMICAS.
El humus existe en un estado dinamico. Es continuamente degradado y reestructurado por la flora microbiana edafica.
3.1. Estructura química. Se trata de compuestos altamente polimerizados cuyo peso molecular puede ir de 10.000 a mas de 100.000, su estructura aromatica es complicada y muy variable forma esquematica se puede explicar la unidad elemental de estas estructuras considerando la presencia de un núcleo principal de caracter aromatico, que tiene en su periferia uno o varios grupos reactivos, que le confieren a la materia organica características químicas y físico-químicas definidas. Ademas se presentan puentes o grupos de enlaces que facilitan la polimerización. Grupos reactivos: • Grupos acidos: OH fenólico, -COOH. Los carboxilos son acidos mas fuertes que los OH fenólicos, pero la fuerza de los acidos organicos dependen de la configuración del resto de la molécula. La composición elemental de las sustancias húmicas se encuentra dentro de los siguientes rangos: C 45 - 65 % O 27 - 50 % H 3 - 6 % N 2 - 12 % C/N sustancias húmicas 8 - 15
La relación C/N comúnmente tiene un valor 10/1, aunque también pueden presentarse valores de 8/1 a 15/1. Esta relación es un reflejo del equilibrio dinamico que resulta de la presencia dominante de la comunidad microbiana. Las sustancias húmicas tienen mayor proporción de N que los restos vegetales (C/N 25 a 100), pero menor que los microorganismos (C/N 6 a 8). Cuanto mas se acerca a los valores quecorresponden a los microorganismos mayor caracter biológico tiene la transformación, en caso opuesto es mayor la participación abiológica. En cuanto a la relación C/O esta regulada por el caracter microaerófilo de la transformación. A pesar de haber oxidación y posterior polimerización de las moléculas Constituyentes del Suelo.
organicas originales, hay una disminución del contenido de O y un aumento relativo del
contenido C en las sustancias húmicas.
CLASIFICACION DE LAS SUSTANCIAS HUMICAS.
Las sustancias húmicas pueden ser subdivididas en grandes fracciones de acuerdo a sus diferentes solubilidades en reactivos acidos o alcalinos, figura 8. Huminas Materia Organica.Constituyen el grupo mas heterogéneo obtenido por este fraccionamiento debido a quese hallan en él tanto las sustancias mas humificadas (mas condensadas, de mayor edad,mas estables, mas polimerizadas, mas aromaticas), como algunos compuestos que se hallan recién al comienzo de su transformación en los suelos. Sin embargo, en horizontes con buena actividad biológica la proporción de sustancias poco transformadas en la fracción de huminas es relativamente baja. Por lo tanto en la practica puede afirmarse que esta fracción comprende los compuestos mas estables, con mayor proporción de estructuras aromaticas, elevado grado de polimerización, color muy oscuro, combinada en gran medida con arcillas, siendo la fracción de mayor edad dentro de las organicas.
Acidos húmicos El peso molecular de este grupo de sustancias se encuentra entre 2.000 y 100.000. Su antigüedad y estabilidad son algo menores que en las huminas. Es la fracción que presenta mayorcapacidad de intercambio: las huminas ya perdieron parte de los grupos reactivos (carboxilos y fenoles) responsables del fenómeno, mientras que los acidos fúlvicos son mas susceptibles de pérdida por lavado y difusión en el perfil por ser de menor peso molecular.
Acidos fúlvicos Son los componentes de menor peso molecular y mayor solubilidad, poseen en general mayor proporción de cadenas alifaticas que las fracciones anteriores. Puede establecerse una secuencia de estas fracciones que establece un aumento o disminución de determinadas características. La relación entre acidos húmicos y fúlvicos es variable según el ambiente en que se haya formado la materia organica. Los suelos de bosque (Alfisoles, Spodosoles y Ultisoles) se caracterizan por un mayor contenido de acidos fúlvicos que los suelos de pradera (Molisoles). Asimismo, los acidos húmicos de los alfisoles y spodosoles son menos aromaticos que los acidos húmicos de los Molisoles.
Propiedades generales de las Sustancias Húmicas
PROPIEDADES ACIDOS FÚLVICOS ACIDOS HÚMICOS HUMINAS
5. COMPLEJOS HÚMICO-ARCILLOSOS.
En suelos fértiles de clima templado entre un 70 - 90 % de la MO esta presente en forma de complejos con la fracción mineral, principalmente las arcillas. La importancia de la formación de los complejos húmico-arcillosos es muy grande ya que el humus complejado de este modo, disminuye su posibilidad de ser atacado por los microorganismos y en consecuencia logra una mayor perdurabilidad. Las propiedades del complejo, no son estrictamente las de la fracción mineral ni las de la fracción organica, con lo que se debe aceptar que se trata de una formación originalcompleja. Son la base de formación de los agregados y una de las causas de la estructura del suelo y su estabilidad.
Los macro y mesozoos desempeñan un papel importante en la formación de estos complejos húmico-arcillosos, siendo el organismo mas importante en sentido cuali y cuantitativo la lombriz. Esta incorpora conjuntamente materiales inorganicos (limo y arcilla) y organicos en su tracto digestivo que sufren un contacto íntimo; allí se mezclan con Ca y son inoculados con microorganismos. Los agregados que se forman en la deyección de las lombrices son particularmente estables y contienen nutrientes en mayor proporción que el suelo promedio circundante.
6. FUNCIONES DE LA MATERIA ORGANICA EN EL SUELO.
En la edafogénesis • Movilización de Fe, Al, Mn en la forma química de quelatos. • Peptización y floculación de minerales de arcilla. • Acción disolvente sobre los minerales del suelo de acidos organicos de la rizósfera y colonias de microorganismos. • Reducción de elementos susceptibles de participar en reacciones redox (Fe - Mn). n las propiedades físicas • Favorece la agregación y estructuración. • Aumenta la retención hídrica. • Aumenta la capacidad de intercambio catiónico. • Aumenta la capacidad reguladora acido - base. • Aumenta la estabilidad coloidal como gel. • Tiende a acidificar los suelos. • Influye sobre los procesos de óxido-reducción. • Las sustancias fisiológicamente activas del suelo son: las Vitaminas, las Auxinas (AIA, giberelinas), los Antibióticos, las enzimas. Las sustancias húmicas del suelo, siendo productos de presencia masiva y en muchos casos menos labiles que las sustancias mencionadas en elparrafo anterior, también exhiben una notable variedad de efectos fisiológicos: • alteran la permeabilidad de membranas celulares presentando características
antibióticas.
• pueden activar la respiración celular.
• pueden inducir la formación de mayores concentraciones de azúcares en los líquidos
intracelulares de plantas superiores.
• pueden tener efectos auxínicos.
• podrían conferir mayor resistencia a la sequía en algunas especies vegetales.
• pueden inducir alelopatías (comprende todas las influencias de las plantas entre sí).
Los residuos de muchas especies cultivadas especialmente gramíneas originan durante
• afectan por su combinación con moléculas organicas, la bioactividad, persistencia y
biodegradación de los pesticidas. Materia Organica. Pag. CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA DEL SUELO.
El contenido de materia organica de los suelos varia entre 0 y 15 % de acuerdo con su génesis. Los contenidos se pueden clasificar en: < 1% bajo; 1-2% medio bajo; 2-4 % medio; 4-8% alto; 8-12 % muy alto y >12% extremadamente alto (turberas). En los suelos no cultivados, la cantidad depende de los factores formadores. Cuando el suelo se coloca en producción agrícola se alcanza un nuevo equilibrio que depende de las practicas culturales y del tipo de suelo, con una pérdida neta de materia organica.
BIBLIOGRAFÍA DE APOYO:
Labrador Moreno J. 1996. la Materia organica en los agrosistemas. Ministerio de Agricultura,
Pesca y Alimentación. Ed Mundi-Prensa.
Mc Laren, R.G. and K.C. Cameron.1994. Soil Science. An introduction to the properties and
management of N.Z. soil. Ed Oxford University Press.