4 materia organica del suelo (1)

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Universidad Nacional de Asunción Facultad de Ciencias Agrarias Filial Caazapá CURSO DE ESPECIALIZACION EN SUELO UNIDAD 3 Componente Orgánica del Suelo Javier Ortigoza Guerreño. 12/05/2015

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Los efet

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  • Universidad Nacional de Asuncin

    Facultad de Ciencias Agrarias

    Filial Caazap

    CURSO DE ESPECIALIZACION EN SUELO

    UNIDAD 3 Componente Orgnica del

    Suelo

    Javier Ortigoza Guerreo.

    12/05/2015

  • DEFINICIN

    EL SUELO ES: la capa superficial de la

    corteza terrestre, que nace de la

    descomposicin de la roca madre.

    SE COMPONE de:

    -materia inorgnica o mineral: procedente de la

    roca madre

    -elementos LQUIDOS, como el agua

    -elementos GASEOSOS, como el O y C02

    - materia orgnica: procedente de la

    descomposicin de restos orgnicos animales o

    vegetales y la formacin del humus.

    LOS SUELOS

  • FACTORES que condicionan la formacin del

    suelo:

    LOS SUELOS

  • De donde proviene la Materia Orgnica del

    Suelo

    Materia Orgnica del Suelo: Son todos los

    derivados de materiales vegetales y animales

    incorporados al suelo o sobre la superficie en

    forma viva o en varios estados de

    descomposicin.

  • INTRODUCCIN Cul es la principal fuente de la Materia

    Orgnica de un suelo? Primarios

    Las plantas

    Hojas

    Tallo

    Raices

    Flores y frutos

    Secundarios: Animales

  • A que le llamamos Materia Orgnica del Suelo

    A una serie de productos derivados de plantas, animales y

    microorganismos, y sus productos de alteracin, incorporado al

    suelo o dispuestos sobre la superficie, en forma viva o en varios

    estados de descomposicin.

    Reconocimiento: varios de los slides de esta presentacin provienen de

    http://www.solos.esalq.usp.br/arquivos.html

  • Tiempo de reciclado de la materia orgnica

    Tiempo requerido para que tenga lugar el 90%

    de la descomposicin de un sustrato

    Glucosa: 3 a 10 das

    Celulosa: 10 a 20 das comp. De paredes celulares

    Lignina: 300 a 500 das aparece en los tejidos leosos de los vegetales y que mantiene unidas las fibras de celulosa

  • La mayor parte de la biodiversidad en

    el paisaje agrcola no se encuentra en

    la superficie, sino dentro del suelo

    Ojos que no ven corazn que no sienten?

    George Brown (2008)

  • Suelo

    Agregados del Suelo

    MO libre

    Fraccin Arena

    Fraccin Limo

    Fraccin Arcilla

    MO Oclusa

    F

    r

    a

    c

    c

    i

    n

    p

    e

    s

    a

    d

    a

    Fraccin liviana intra-agregadoFraccin liviana libre

    VISUALIZACIN ESQUEMTICA DE LA MATRIA

    ORGNICA DEL SUELO

  • INTRODUCCIN Al hablar de fertilidad de un suelo se piensa

    principalmente la cantidad de macro y

    micronutrientes que el suelo puede proveer a las

    plantas.

    Dejando en segundo plano un aspecto muyimportante acerca de la fertilidad del suelo.

    Cual es la Materia Orgnica

  • INTRODUCCIN La Materia Orgnica se encuentra en pequea

    proporcin proviene de restos de vegetales y

    animales, atacados por la microbiota del suelo.

    Liberan los macro y micronutrientes al suelo parala nutricin de las planta.

    Materia orgnica no representa una fuenteinmediata de nutrientes para las plantas, sino

    ms bien una reserva.

  • EXPRESION DE LA MATERIA ORGANICA

    La cantidad de materia orgnica en los suelos generalmente se expresa como porcentaje en

    base al peso del suelo.

    En la prctica, es difcil en el laboratorio separar el material orgnico e inorgnico de un suelo, por

    lo que la MO se estima a travs del carbono (C).

    del suelo.

    Conociendo el Carbono se estima el % de MO.

  • Como se mide la materia

    orgnica del suelo?

    En el laboratorio se determina carbono orgnico,

    Se estima que la materia organica del suelo posee 58% de carbono organico (varia de 40 a 58%). El resto lo componen otros elementos (por ejemplo 5% N, 0.5% P y 0.5% S).

    La conversion de C a materia organica consiste en multiplicar el C organico por 1,72 (1.00/0.58).

    Es decir, 2% de materia organica es aproximadamente 1.2% carbono.

  • Mineral, 45%

    Aire, 25%

    Agua, 25%

    Matria Orgnica, 5%

    COMPOSICIN DEL SUELO

    Pedro Machado, 2008

  • FASES DE ACUMULACIN, DESTRUCCIN Y EQUILIBRIO DE

    LA MATERIA ORGNICA COMO CONSECUENCIA DEL ARADO

    A B CD E

    Formacin

    del suelo y

    bosque

    Acumulacin

    de M.O.

    Bosque

    formado

    M.O. en

    equilibrio

    Desmonte

    M.O. en

    desequilibrio

    Cultivos

    Equilibrio en nivel inferior

    Eventuales

    fertilizaciones

    orgnicas

    % d

    e M

    ate

    ria O

    rgnic

    a

    Tiempo

    Siembra directa

  • INTRODUCCIN Cul es porcentaje de Materia Orgnica que

    tiene un suelo?

    De que depende ese % de Materia Orgnica?

    Tipo de Suelo. Histosoles?

    Condiciones Climticas?

    El Drenaje?

    Textura?

    Topografa?

    Vegetacin natural por vegetacin de cultivo?

  • INTRODUCCIN

    Cul o cuales de los factores formadores del suelo controlan el contenido Materia Orgnica a:

    Escala Propiedad Agrcola

    Topografa, agentes biolgicos, Mat. Parental, Clima

    Escala Regional

    Escala Global

    Por eso los mollisoles histosoles se concentran en las zonas fras

  • Mineral, 45%

    Aire, 25%

    Agua, 25%

    Pedro Machado, 2008

  • Tiene influencia el origen del suelo en la Fertilidad

    de los suelos y el porcentaje de MO?

    Cual es la diferencia entre suelo frtil

    qumicamente y suelo productivo?

    Dnde tenemos los suelos mas frtiles en nuestro

    pas?

    Fertilidad de Suelo es: Fsica o Qumica del suelo?

    Manejo de Suelo: Fsica Qumica y Fertilidad

  • Casa Cultivo

    Buena Base Buena Base

    Buena Casa Buen cultivar

    POTASIO K+

    SODIO Na+

    HIDROGENO H+

    CALCIO Ca+

    MAGNESIO Mg+

    AMONIO NH4+

    CLORURO Cl-

    NITRATO NO3-

    SULFATO SO4=

    FOSFATOS PO4=

    PO4-

    CARBONATO CO3=

    Casa segura = Cosecha segura

  • Un suelo de bosque de San Rafael Itapu, tendr

    el mismo % de MO que un suelo de Bosque de

    Maciel Caazap.?

    En que suelo se va a perder en forma ms rpida la

    MO del suelo?

    Donde vamos a tener mayor taza de mineralizacin?

    Y a que le llamamos mineralizacin

  • RESPONDER A que le llamamos textura del suelo? El mismo

    tiene influencia en la MO del suelo?

    A que le llamamos estructura del suelo? El mismo tiene influencia en la MO del suelo?

    En que tipo de suelo se forma con facilidad la estructuracin?

    Cual de los dos: Suelos arenosos o arcillosos se erosionan con mayor facilidad?

  • Fauna que contribuye a formar la materia orgnica del suelo

  • Fauna que contribuye a formar la materia orgnica del suelo (cont.)

  • Fauna que contribuye a formar la materia orgnica del suelo (cont.)

  • Biomasa microbiana del suelo

    Organismos menores a 0.1 mm, predominando hongos, bacterias y

    actinomicetos en numero, masa y capacidad metablica.

    Hongos Bacterias Protozoarios

    Actinomicetos

  • Tamao relativo de la fauna del suelo

  • La materia orgnica en el suelo tiende a alcanzar un equilibrio dinmico o

    estado estacionario

    Ao

    1955 1965 1975 1985 1995 2005

    Carb

    on

    o O

    rgn

    ico

    en

    el S

    uelo

    (M

    g h

    a-1)

    50

    55

    60

    65

    70

    75

    80

    85

    Vegetacin Nativa

    Trigo

    Agropyron cristatum

    Tierras abandonadas

  • CICLO DE LA MATERIA ORGANICA

    RESTOS DE CULTIVOS SON ATACADOS DE DOS FORMAS:

    1) Compuestos de fcil descomposicin sonmineralizados rpidamente y el producto final es

    CO2, H2O, nitrgeno, fsforo, calcio y magnesio,

    los cuales pueden ser usados como nutrimentos

    por las plantas (RASTROJOS 6 MESES)

    2) Los compuestos ms resistentes sonmineralizados lentamente y conjuntamente con

    sustancias resintetizadas de origen microbiano,

    constituyen el humus (10 A 15 AOS)

  • La materia orgnica del suelo se compone de:

    Materia orgnica fresca (no humificada)

    Es materia prima para la formacin de humus, fuente de energa para los saprofitos,

    no est unida a la fraccin mineral, se separa fcilmente.

    - Residuos de la parte area de las plantas

    - Races

    - Deyecciones y secreciones de animales

    - Biomasa microbiana (

  • La relacin C/N determina la tasa de disponibilidad de nitrgeno

    Materia orgnica C/N

    Bacterias 4-5

    Hongos 9

    Humus 8-12

    Alfalfa joven 12

    Compost 15-20

    Leguminosas maduras 20

    Estircol maduro 20

    Mantillo de monte 30

    Tallos y hojas de maz 60

    Paja de trigo 80

    Aserrn >250

  • PROCESO DE DESCOMPOSICIN DE LOS

    MATERIALES ORGANICOS

    Los microorganismos que realizan ladescomposicin de materia orgnica absorben los

    elementos carbono y nitrgeno en la proporcin de

    30 partes de carbono por 1 parte de nitrgeno,

    eliminando 2/3 del carbono en la forma de gas

    carbnico y 1/3 del carbono, en humus C/N igual

    10/1

  • MATERIA ORGANICA

    Fraccin no hmica o Materia orgnica no

    coloidal

    No descompuesta o en proceso

    Fuente de nutrientes para las plantas

    Fraccin hmica o Materia orgnica

    coloidal

    Est humificada o estabilizada

    Acta sobre las propiedades fsicas,

    qumicas y fisico-

    qumicas

  • Factores que condicionan el contenido de

    materia orgnica en los suelos

    Vegetacin: determina cantidad y calidad de residuos aportados anualmente

    Clima: condiciona tipo de vegetacin, produccin de biomasa y actividad microbiana

    Organismos del suelo

    Posicin topogrfica

    Drenaje

    Textura

    Composicin mineralgica de las arcillas:

    Estructura: condiciona aireacin y enraizamiento

    Labranza

  • Funcin de la materia orgnica del suelo

    Incide en propiedades qumicas

    Elevada superficie especifica (>800 m2 g-1)

    Elevada capacidad de intercambio cationico (100300 cmol+kg-1)

    Capacidad tampn frente a cambios de pH

    Provisin de nutrientes (N, P, S)

    Formacin de complejos rganominerales

    Papel depurador de productos potencialmente txicos

  • Propiedades qumicas de la materia orgnica

    Elevada Capacidad de Intercambio Catinico

  • Propiedades qumicas de la materia orgnica

  • Capacidad de Intercambio Catinico (CIC) de los Minerales

    de Arcilla y de la Materia Orgnica del Suelo

    Pedro Machado, 2008

  • La materia orgnica aumenta la CIC del suelo

    De 20 a 70% de la CIC

    de muchos suelos se

    debe a la MO

    Propiedades qumicas de la materia orgnica

  • Calcular la CIC de un Suelo que posee 20 % de arcilla y 4 % de MO.

    La arcilla es de tipo 2:1 con CIC promedio de 80 cmolc/Kg y la MO

    posee un CIC promedio de 200 cmolc/Kg. Calcular la CIC del suelo

    1. Arcilla de Tipo 2:1 CIC 80 cmolc/Kg.

    2. Materia Orgnica con 200 cmolc/Kg.

    3. Un Kg de suelo tiene 0,2 kg de arcilla y 0,04 kg de materia

    orgnica.

    4. Oriundo de arcilla:

    0,2 x 80 cmolc/Kg. = 16 cmolc/Kg

    1. Oriundo de MO:

    0,04 x 200 cmolc/Kg. = 8 cmolc/Kg

    As se tiene que la CIC total de este suelo es de:

    24 cmolc/Kg

    Calculo de CIC

  • Un suelo de bosque de AP posee 60% de arcilla y 4 % de MO. La

    CIC de los minerales de arcilla (caolinita y xidos de Fe y Al)

    3cmolc/Kg y la CIC de la MO de estos suelos cidos es de 100

    cmolc/Kg. Calcular la CIC del suelo?

    1. CIC de minerales de Arcilla (caolinita) + Oxido de Fe y Al es de 3

    cmolc/Kg.

    2. CIC Materia Orgnica en suelos muy cidos 100 cmolc/Kg.

    3. Un Kg de suelo tiene 0,6 kg de arcilla y 0,04 kg de materia orgnica.

    4. Oriundo de arcilla:

    0,6 x 3 cmolc/Kg. = 1,8 cmolc/Kg

    1. Oriundo de MO:

    0,04 x 100 cmolc/Kg. = 4 cmolc/Kg

    As se tiene que la CIC total de este suelo es de:

    5,8 cmolc/Kg

    Calculo de CIC

  • Resolver 1

    Calcular la CIC de un suelo que posee 20 % de arcilla y 1 % de

    Materia Orgnica. La arcilla es de tipo Caolinita u Oxidos e

    hidroxidos de Fe y posee 5 cmolc/Kg y la MO posee un CIC

    promedio de 120 cmolc/Kg.

    1. Un Kg de suelo tiene 0,2 kg de arcilla y 0,01 kg de materia orgnica.

    2. Oriundo de arcilla:

    0,2 x 5 cmolc/Kg. = 1 cmolc/Kg

    1. Oriundo de MO:

    0,01 x 120 cmolc/Kg. = 1,2 cmolc/Kg

    As se tiene que la CIC total de este suelo es de:

    2,2 cmolc/Kg

    Caazap, Paraguar - Guaira

    RESUELVA

  • Cargas elctricas: surgen de la disociacin de protones de grupos funcionales

    Las cargas elctricas son variables, dependen del pH

    Propiedades qumicas de la materia orgnica

  • --

    - -

    -OH

    O

    O -

    K+

    K+

    K+

    Fe++

    Al+++

    Mn++

    Ca++

    + H+

    O

    OH

    CC

    LAS SUBSTANCIAS ORGANICAS GENERAN EN EL SUELO UNA

    GRAN CANTIDAD DE CARGAS NEGATIVAS

    Los coloides orgnicos o partculas hmicas estn cargados negativamente,

    que pueden fijar, quelar o atrapar los metales con carga positiva

    Carga Elctrica

  • La materia orgnica provee nutrientes para las plantas

    Durante el proceso de descomposicin, formas

    orgnicas de los elementos se transforman en iones

    por accin de las enzimas de microorganismos

    Propiedades qumicas de la materia orgnica

  • Propiedades qumicas de la materia orgnica

    Son compuestos extraos al sistema biolgico (insecticidas, fungicidas, etc.).

    Frecuentemente son resistentes a la descomposicin.

    Asociacin de MOS con

    xenobiticos

    Afecta actividad biolgica,

    persistencia y degradabilidad

    Modifica la tasa de aplicacin de

    pesticidas para un control efectivo

  • Efecto de las sustancias hmicas sobre el crecimiento de las plantas

    Aumento de la absorcin de iones

    Aumento del numero y crecimiento de

    races finas

    Aumento del contenido de clorofila

    Efectos sobre la sntesis proteica

    Propiedades qumicas de la materia orgnica

  • Interacciones entre componentes orgnicos

    e inorgnicos: complejos organominerales

    Afectan la retencin y movilidad de los metales en los suelos y aguas

    Participan la restructuracin del suelo

    Afectan la nutricin vegetal, al aumentar la movilidad y disponibilidad de algunos nutrientes, con posibilidad de

    liberacin progresiva.

  • Funcin de la materia orgnica del suelo

    Incide en propiedades fsicas

    Estructura (formacin y estabilidad de agregados)

    Porosidad y aireacin

    Movimiento del agua en el suelo

  • Funcin de la materia orgnica del suelo

    Incide en propiedades fsicas

    Capacidad de retencin de agua disponible para las plantas

    Facilidad de laboreo

    Oscurecimiento de la superficie

    Prevencin de procesos erosivos, por efecto combinado sobre la estabilidad de la estructura, y la

    infiltracin

  • Propiedades fsicas de la materia orgnica

  • Propiedades fsicas de la materia orgnica

  • Los coloides cargados negativamente atraen

    cationes de la solucin del suelo y los retienen

    igual que un imn atrae y retiene las partculas

    metlicas

    Por qu algunos fertilizantes son lixiviados mas

    fcilmente?

    Los iones NO3- , Cl- se lixivian mas rpidamente que

    el NH4+ o el K+ porque no son retenidos por los

    coloides pues cargas del mismo signo se repelen,

    quedando estos libres en la solucin de suelo

  • EFECTOS SOBRE PROPIEDADES

    FSICAS DENSIDAD APARENTE

    Es la relacin entre una muestra de suelo seco a 110 C y el volumen ocupada por la suma de partculas y poros

    Suelo arenoso: 1,4 a 1,6 g/cm3

    Suelo arcilloso: 1,2 a 1,4 g/cm3

    Suelo rico en materia orgnica: 0,6 a 0,8 g/cm3

    Suelos con densidades entre 1,7 a 1,9 g/cm3

    inhiben la emergencia de las semillas y penetracin de las races

  • Propiedades fsicas de la materia orgnica

    La materia orgnica del suelo puede retener 20 veces su peso

    en agua

  • 85% de cambio en volumen

    Hmedo Seco

  • INTRODUCCIN Calcular cuantos litros de agua se puede

    retener en 1 ha de suelo y a una prof de 20cm

    que posee 1 % de MO, a una densidad del suelo

    de 1,3 gr/cm3

    Si la relacin de retencin de agua es de 1:10

    Calcular cuantos litros de agua se puede retener en 1 ha de suelo que posee 3 % de MO,

    a una densidad del suelo de 1,3 gr/cm3

  • Ejercicios de Balance de Materia Orgnica.

    Del por que disminuye o aumenta la

    Materia Orgnica del suelo

    Calcular el Balance de la Materia Orgnica en una Hectrea de

    suelo que posee 2% de MO, 1,3 gr/cm3 de densidad, a una

    profundidad de 15 cm, con cultivo de trigo que tiene un

    rendimiento de 1.500 kg/ha con un peso total de la planta por

    hectrea de 5.500 kg/ha.

    La prdida total promedio del MO es de 2,5% al ao

    Factor de Humificacin del trigo es de 0,15

  • Calcular Balance de Materia Orgnica.

    A) IC (ndice de Cosecha)

    Rendimiento

    IC = -----------------------------

    Peso total de la planta

    B) Rastrojo (Kg/ha)

    Rendimiento

    Rastrojo = ---------------------- - Rendimiento

    IC

    C) Humificacin (kg/ha)

    Humus = Rastrojos x Factor de humificacin

    D) Mineralizacin del Humus

  • Ejercicios de Balance de Materia Orgnica.

    Del por que disminuye o aumenta la

    Materia Orgnica del suelo

    Calcular el Balance de la Materia Orgnica en una Hectrea de

    suelo que posee 2% de MO, 1,3 gr/cm3 de densidad, a una

    profundidad de 15 cm, con cultivo de Kumanda Ybyrai que tiene

    un rendimiento de 1.500 kg/ha con un peso total de la planta por

    hectrea de 12.000 kg/ha.

    La prdida total promedio del MO es de 2,5% al ao

    Factor de Humificacin del KY es de 0,20

  • Calcular Balance de Materia Orgnica.

    A) IC (ndice de Cosecha)

    Rendimiento

    IC = -----------------------------

    Peso total de la planta

    B) Rastrojo (Kg/ha)

    Rendimiento

    Rastrojo = ---------------------- - Rendimiento

    IC

    C) Humificacin (kg/ha)

    Humus = Rastrojos x Factor de humificacin

    D) Mineralizacin del Humus

  • Disminucin del volumen al drenarse un

    Histosol en los Everglades de Florida.

    El poste fue instalado en 1924 con el

    tope en la superficie del suelo. Esta foto

    fue tomada en 1975 y muestra que la

    superficie del suelo se encuentra

    aproximadamente a 1,2 m de su

    posicin original.

  • Propiedades fsicas de la materia orgnica

  • Propiedades fsicas de la materia orgnica

  • Funcin de la materia orgnica del suelo

    Incide en propiedades biolgicas

    Interviene en la formacin del suelo

    Constituye reserva de energa metablica, por las grandes cantidades de C y nutrientes

    Fuente de macronutrientes (N, P y S) y micronutrientes (B, Mo), que son liberados de forma progresiva

    Estimula e inhibe la actividad enzimtica, segn los casos

    Contiene reguladores del crecimiento de las plantas

  • Influencia de la materia orgnica sobre las propiedades del suelo,

    productividad de las plantas y calidad ambiental

    Residuos de

    plantas y animales

    agregados al

    suelo

    Incorporados al

    suelo promueven

    macroporos y

    liberacin de

    nutrientes

    Agregados a la

    superficie como

    mulch protegen

    contra la energa

    solar y las lluvias

    Como fuente de

    alimento, aumenta

    la actividad y

    diversidad de la

    fauna y biomasa

    microbiana del

    suelo

    Efecto primario

    Aumento de la

    capacidad

    tampn

    Aumento de la

    capacidad de

    retencin de

    agua

    Aumento de la

    capacidad de

    absorcin de

    iones

    Color oscuro del

    suelo

    Aumento de la

    mineralizacin

    Aumento de la

    estabilidad de

    agregados y

    porosidad

    Quelacin con

    metales

    Reduccin de

    agua perdida por

    evaporacin

    Reduccin

    temperatura

    extrema del

    suelo

    Mayor retencin

    cationes

    Aumento

    infiltracin de

    agua

    Absorcin de

    poluyentes como

    Pb, Cd, Cu

    Aumento de la

    disponibilidad de

    N, P, S, Fe, Mn,

    Cu, Zn

    Disminucin

    toxicidad del Al

    Mejor aireacin

    Menor

    escurrimiento y

    erosin

    Aumento

    disponibilidad de

    agua para

    plantas

    Efecto secundario

    Disminucin de la

    fertilizacin

    Menor utilizacin de

    algunos pesticidas

    Mayor recarga de

    reservas hidricas del

    suelo

    Menor polucion del

    agua

    Menor degradacin

    del paisaje

    Mayor produccin de

    las plantas

    Aumento del

    secuestro de carbono

    Efecto sobre el

    ambiente

  • Composicin de los restos vegetales

    S, P, Ca, K, Mg,

    Na, y Fe

  • Composicin de los restos vegetales

    Carbohidratos

    cidos nucleicos

    Quitina

    Lpidos

    AminocidosCelulosa

    30-80% ms

    50% ms

    1-8% ms

    Tanino6-7% ms

    Protena

    1-15% ms

  • Organismos

    Ceras,

    grasas,

    resinas

    Protenas CelulosaHemicelu-

    losa

    Lignina y

    derivadosC/N

    Leguminosas

    herbceas perennes

    Races 10-12 10-15 20-25 25-30 10-15 -

    Hojas 12-20 15 10-12 5 12-16

    Gramneas

    Races 5-12 5-10 25-30 25-30 15-20 15-20

    rboles caducifolios

    Hojas 3-5 4-10 15-25 10-20 10 40-50

    Madera 0,5-1 40-50 20-30 20-25 -

    Conferas

    Hojas 20-25 5-7 20 15-20 15 60-70

    Madera - 0,1-1 45-50 15-25 25-30 -

    Musgos - 5-10 15-25 30-60 No -

    Algas - 10-15 5-10 50-60 - -

    Bacterias - 40-70 - - - 4-5

    M.O. de los suelos 0,8-7.7 30-35 3-5 5-12 30-50 8-15

    % peso

    Composicin media de diversos vegetales

  • Materia Organica del Suelo

    Organismos vivos

    Biomasa

    Tejidos muertos

    Mat.Org.Part.

    Tejidos no identificables

    Humus

    Extraccin con NaOH

    Insoluble SolubleTratamiento con acido

    Altamente condensada

    Complejo con arcilla

    Marrn oscuro a negro

    Elevado peso molecular

    Amarillo a rojo

    Bajo peso molecular

    Precipitado No Precipitado

  • Sustancias hmicas

    Mezcla compleja y recalcitrante de sustancias orgnicas amorfas y coloidales de

    color marrn o marrn oscuro, modificadas a partir de tejidos orgnicos o de

    materiales orgnicos por los organismos del suelo.

  • Caractersticas de las Sustancias hmicas

    Se degradan muy lentamente

    Poseen carga molecular dependiente del pH

    Su punto de carga cero es bajo (pH=3)

    Carga es negativa a pH > 3, debido a disociacin de H+ de los grupos funcionales carboxlico (-COOH) y fenlico (-OH)

    Capacidad de intercambio catinico del orden de 150 a 300 cmol(+) kg-1.

    Capacidad de sorcin de fitosanitarios

    Poder tampn (amortigua cambios de pH del suelo)

    Superficie especifica muy elevada (800 a 900 m2 g-1)

    Carcter hidroflico

    Comportamiento coloidal

    Color del amarillo a negro

  • Sustancias hmicas

    Humina

    Representan alrededor del 20% de la materia orgnica del suelo.

    Conjunto de sustancias humificadas no extrables, difciles de aislar.

  • Sustancias hmicas

    cidos hmicos

    Se extraen con reactivos alcalinos

    Son precipitables por los cidos en forma de flculos de color marrn.

    Su color va del pardo al negro.

    Son molculas grandes y complejas de unidades aromticas unidas a pptidos, aminoazcares, cidos

    alifticos, aminocidos y otros constituyentes orgnicos.

    Contienen mas C y menos H y O que los cidos flvicos.

    Su peso molecular es elevado

  • Sustancias hmicas

    Enfoque basado en extracciones y fraccionamientos

    cidos flvicos

    Se extraen con reactivos alcalinos

    No son precipitables por los cidos despus de su extraccin

    No tienen composicin qumica especifica, depende de la vegetacin, acidez del medio, rgimen de humedad, etc.

    Contenido de oxigeno mas elevado que en los cidos hmicos

    Son muy mviles

    Tienen carcter fuertemente acido, por lo que tienen capacidad para meteorizar minerales

  • Teoras que explican la formacin de sustancias hmicas

    1. Derivan de la lignina

    La lignina que no es completamente mineralizada por microorganismos se transforma y oxida.

    La lignina da lugar a compuestos fenolicos y acidos que luego se convierten en quinonas o polifenoles.

    2. Humificacin directa

    El metabolismo microbiano transforma compuestos sencillos como azucares y aminocidos y forman macromolculas nitrogenadas.

    3. Proceso en varias etapas

    Primero se descomponen todas las molculas, incluida la lignina, y se forman monmeros

    Luego los microorganismos metabolizan los monmeros y aumenta la biomasa microbiana

    Finalmente se sintetizan nuevas clulas y se condensan para formar sustancias hmicas

  • Las interacciones entre sustancias hmicas e iones

    metlicos son importantes porque afectan a:

    Retencin y movilidad de los metales en suelos y aguas

    Estructuracin del suelo

    Nutricin de plantas

  • Tambin existen interacciones entre sustancias hmicas y

    arcillas:

    Son muy estables

    Son insolubles

    Puede ser

    Arcilla con carga negativa y humus con carga positiva

    Arcilla con carga positiva y humus con carga negativa

    Arcilla y humus con carga negativa unidos a catin polivalente

  • Mineralizacin de la materia orgnica

    Se puede inferir por medio de la tasa de liberacin de CO2

    Actividad

    biolgica

    (CO2)

    1 2 3 4 5Aporte

    de m.o.

    fresca

    Azucares,

    aminocidos,

    cidos orgnicos

    Celulosa,

    hemicelulosaRecalcitrantes

    Lignina y polifenoles

    Medio aerobio

  • Tcnicas de estudio de los componentes orgnicos en el suelo

    Tcnica de estudio Comentario

    Estudios en campo (observacin simple

    con ayuda de lupa)

    Identificacin de horizontes, grado de unin de materia

    orgnica con minerales (granos de cuarzo limpios o teidos)

    Observaciones microscpicasIdentificacin de restos orgnicos, organizaciones e

    interacciones con la fraccin mineral, forma y tamao de poros

    Separaciones por flotacinSe separa la materia orgnica ligera que flota en un liquido de

    densidad 1.6 a 2 g cm-3

    Separacin fsica o mecnica

    Se separan agregados de distintos tamaos, la fraccin mas

    gruesa (>50 mm) y mas ligera (< 1.6 g cm-3) se denomina

    materia orgnica particulada.

    Dispersin ultrasnica en agua, seguida

    de sedimentacin

    Permite aislar complejos organo-minerales asociados con

    fracciones de distinto tamao.

    Anlisis qumico para determinar

    carbono orgnico

    Clsico: dicromato de potasio y acido sulfrico

    Moderno: Analizador por combustin seca

    Resonancia magnticaCuantifica aromaticidad y estructuras alquilicas en suelo, sin

    necesidad de extraer la materia organica

  • Determinacin de la materia orgnica por el mtodo de la oxidacin hmeda

    con dicromato de potasio (Walkley y Black, 1934)

    El C orgnico se oxida al hervir con una solucin de dicromato de potasio y cidosulfrico.

    El exceso de dicromato se titula con sulfato ferroso La cantidad de C oxidado se calcula de la cantidad de dicromato reducido La materia orgnica del suelo se estima posteriormente multiplicando el porcentaje

    de carbono orgnico por el factor 1,724.

    Causantes de error:

    El factor 1,724 asume que la materia orgnica posee 58% C.

    El dicromato no oxida completamente a la materia orgnica. Se asume un factor de recuperacin.

    Presencia de Cl- o Fe2+ resultan en error positivo

    Presencia de dixido de manganeso resulta en error negativo

    El mtodo asume que el C orgnico se encuentra con estado de oxidacin cero