MATERIA ORGNICA DEL SUELO

Deposicin atmosfricaMateria orgnica del suelolixiviacinMuerte radicularFotosntesisDescomposicinBiomasa microbianaSubproductos de excrecin y muerterestos

Grfico3

10

5

85

Hoja1

Residuos vegetales y animalesBiomasaHumus

10585

Hoja1

0

0

0

Hoja2

Hoja3

Funciones de la Materia Orgnica del Suelo

FuncionesNutricional: Fuente de N, P etc. para las plantas. Efecto sobre la tomaBiolgica: afecta la actividad de los microorganismos del sueloFsico-qumica: favorece la buena estructuracin del suelo, aumenta la capacidad tampn y la CIC de los suelos

FuncionesNutricional: Fuente de N, P etc. para las plantas. MineralizacinFuente de energa de organismos simbiontes/colaboradoresAgente quelante/reductor

FuncionesBiolgica: afecta la actividad de los microorganismos del sueloFuente de energa tanto para la macrofauna como para la microfauna del suelo.Efecto fisiolgico directo sobre el crecimiento vegetal. Organismos patgenos en el suelo

FuncionesFsico-qumica: favorece la buena estructuracin del suelo El deterioro de la estructura puede minimizarse si el suelo contiene un suministro adecuado de humus. Cuando ste desaparece, el suelo se vuelve duro y compactado.

FuncionesFsico-qumica: favorece la buena estructuracin del suelo La adicin frecuente de materia orgnica fcilmente descomponible da lugar a la formacin de compuestos orgnicos complejos que enlazan las partculas de suelo

FuncionesFsico-qumica: favorece la buena estructuracin del suelo El agua se infiltra mejor y percola hacia abajo a travs del suelo. Los grandes poros permiten un mejor intercambio de gases entre el suelo y la atmsfera.Aumenta la capacidad del suelo para resistir la erosin.

FuncionesAgregado suelo arenoso

FuncionesFsico-qumica: aumenta la capacidad tampn

Debido a su estructura qumica, la m.o. controla el pH y las concentraciones de nutrientes en un amplio rango

FuncionesFsico-qumica: aumenta la CIC de los suelos Entre el 20 y el 70% de la CIC de muchos suelos es debida a sustancias hmicas coloidales. La acidez total de las fracciones aisladas del humus vara entre 300 a 1400 mmol/100 g.

Contenido de Materia Orgnica en el Suelo

Contenido de Materia OrgnicaSe mide como %C o %NHistosoles: 100%Suelos Minerales: 0.5 5%Mollisol: 5% Psamment: 1%

Contenido de Materia OrgnicaDepende:

TiempoClimaVegetacin Material originalTopografa

Contenido de Materia OrgnicaTiempoSupuesta evolucin de la materia orgnica del suelo110 aostextura fina

1500textura arenosa

Contenido de Materia OrgnicaTiempoSupuesta evolucin de la materia orgnica del suelo

Contenido de Materia OrgnicaTiempoFactores de equilibrio:Sustancias orgnicas inertesEstabilizacin por cationes polivalentes y arcillasLimitacin en nutrientes esenciales

Contenido de Materia OrgnicaClima

Contenido de Materia OrgnicaClimaMayor cantidad en zonas hmedasDesiertos, semidesiertos, trpicosContenidos mnimos, pero abundancia de SH

Contenido de Materia OrgnicaClima

Contenido de Materia OrgnicaClimaEfecto de la montmorillonita en la descomposicin de gelatina

Contenido de Materia OrgnicaOrganismosMenor en suelos de bosque que de pradera:Mayor cantidad de plantasInhibicin de la nitrificacinMayor zona de rizosfera (sntesis de humus)Fijacin de amonio por lignina

Contenido de Materia OrgnicaOrganismosInfluencia de las prcticas agrcolas en el nivel de materia orgnica del suelo

Contenido de Materia OrgnicaOrganismos

Contenido de Materia OrgnicaOrganismosResponsables de la mineralizacin. realizada por los microorganismos del suelo. Deficit de oxgeno, acumulacin de depsitos de turba. = Fro extremo o la acidez

Contenido de Materia OrgnicaOrganismos

Contenido de Materia Orgnica Material original (textura)Influencia del tamao de partcula en la materia orgnica del suelo

Contenido de Materia Orgnica TopografaInfluye a travs de:Clima, Escorrenta, Evaporacin Transpiracin.

Contenido de Materia Orgnica TopografaLos suelos hmedos y con drenaje impedido contienen grandes cantidades de materia orgnica.

Contenido de Materia Orgnica TopografaLos suelos de las pendientes orientadas al norte en el hemisferio norte, son ms fras y hmedas, contienen mayores cantidades de materia orgnica que los suelos orientados al sur, ms clidos y secos.

Composicin de la Materia Orgnica del Suelo

ComposicinConstituyentes principales:

C 52-58%O 34-39%H 3,3-4,8% N 3,7-4,1%

P y S

Composicincarbohidratosprotenasgrasas...

ComposicinLpidos: 2% en humus de suelos forestales20% de los suelos de turbas. Protenas: entre el 15 y el 45% Carbohidratos: entre 5 y el 25%.

ComposicinSustancias hmicas:entre el 33 y el 75% bosque pradera

Sustancias no hmicas

Sustancias no hmicasCarbohidratos entre el 5 y el 25% de la materia orgnica Restos vegetales:azcares, hemicelulosa y celulosa bacterias, actinomicetos hongosnuevos polisacridos y carbohidratos.

Sustancias no hmicasCarbohidratos

Sustancias no hmicasCarbohidratos. FuncionesCapacidad de los polisacridos de enlazar partculas inorgnicas para formar agregados estables. Complejos con metales Ladrillos de construccin en la sntesis del humus. Estimulacin de la germinacin de las semillas y la elongacin radicular.

Sustancias no hmicasCarbohidratos. Funciones CIC grupos COOH de los cidos urnicos, Retencin de aniones grupos NH2Actividad biolgica fuente de energa

Sustancias no hmicasCarbohidratosEn el suelo se encuentran como:azcares libres en la disolucin del suelopolisacridos complejos molculas polimricas de varias formas y tamaos muy fuertemente unidas a coloides inorgnicos y/o hmicos

Sustancias no hmicasLpidos

Sustancias no hmicasLpidosEn suelos aerbicos, los lpidos proceden mayoritariamente de remanentes de tejidos vegetales y animales.

Sustancias no hmicasLpidosLos lpidos son fisiolgicamente activos.Efecto depresor del crecimiento vegetal Hormonas de crecimiento.

Sustancias no hmicasLpidosLas ceras y materiales relacionados pueden ser las responsables del la repulsin del agua por ciertas arenas

Sustancias no hmicasAminocidoslibres en la disolucin del suelo y en los microporos, aminocidos, pptidos o protenas enlazados a minerales de arcilla tanto en las superficies internas como en las externas enlazados a sustancias hmicasmucoprotenas y cido murmico.

Sustancias no hmicasAminocidosson rpidamente descompuestos por los microorganismos del suelo.El contenido en el suelo depende de:tiempo atmosfricola humedadel tipo de vegetacin poca de crecimientoadiciones de residuos orgnicos condiciones de cultivo.

Sustancias Hmicas

Sustancias HmicasLas sustancias hmicas son molculas constituidas por largas cadena enrolladas o macromolculas bi o tridimensionales entrecruzadas Carga negativa por ionizacin de grupos funcionales de carcter cido.

Sustancias HmicasPeso molecular medio:500 y 5000 para los cidos flvicos3000 a 1000000 para los cidos hmicos.

Sustancias HmicasLa cantidad de C orgnico en forma de AH es unas 10 veces superior que la que est presente en los organismos vivos

AguasLodosCompostSedimentos marinos y lacustresPantanos turbososEsquistos carbonososLignitos Carbones.

Sustancias Hmicas

Sustancias Hmicas

Sustancias Hmicas

Sustancias HmicasLos cidos hmicos de diferentes suelos poseen una estructura polimrica en forma de anillos, cadenas y clusters. El tamao de estas macromolculas vara entre 60 y 500

Sustancias Hmicasturbo-arenoso faeozem podzol

Sustancias HmicasParece que adems estas estructuras contienen:

aminocidospptidos compuestos alifticosPequeas cantidades de cidos nucleicos y sus derivados, clorofilas y sus productos de degradacinfosfolpidosaminas vitaminas

Sustancias Hmicas

Sustancias Hmicas

Sustancias Hmicas

Sustancias Hmicas

Sustancias HmicasComplejante o ligando:Cualquier compuesto, en forma de partcula o disuelto, orgnico o inorgnico que puede formar una combinacin qumica con un catin inorgnicoComplejacin

Sustancias HmicasComplejo:El resultado de la unin entre un ligando y un catin.

Pueden ser:mononucleares: un nico catinpolinucleares: ms de un catin. Complejacin

Sustancias HmicasComplejo:Un nico agente complejante puede contener uno o varios centros de complejacin. Un centro de complejacin se define como el lugar exacto del agente complejante al que se fija el metal. Complejacin

Sustancias HmicasComplejo:El metal ser fijado por uno (centro unidentado) o por varios (centros polidentados) tomos donadores de electrones (quelato). Complejacin

Sustancias Hmicas

Sustancias HmicasFe3+ > Cu2+ > Ni2+ > Co2+ > Zn2+ > Fe2+ > Mn2+

Sustancias HmicasFormacin de complejos de Cu con cidos flvicos

Sustancias HmicasLa complejacin de las sustancias hmicas con metales puede resultar tanto beneficiosa como daina en lo que respecta al movimiento de los metales en suelos y aguas.

Sustancias HmicasLos cidos hmicos pueden actuar como agentes reductoresLas sustancias hmicas pueden servir como transportadores de metales txicos.Las sustancias hmicas tambin pueden aumentar la disolucin mineral.

Sustancias HmicasLos cidos hmicos pueden extraer metales de: galena (PbS) pirolusita (MnO2) calcita (CaCO3) malaquita (Cu2(OH)2CO3).

Sustancias HmicasCon cidos de bajo peso molecular (acticos, oxlicos, fumrico, etc) algunos minerales (magnesita, calcita, siderita, etc.) reaccionan formando las sales correspondientes.

Sustancias HmicasLos cidos flvicos o hmicos se forman fulvatos y humatos que son los compuestos ms caractersticos de las sustancias hmicas. Los grupos funcionales carboxilo pierden su protn y se unen a Na+, K+, Mg2+ o Ca2+. Muchas de las sustancias hmicas se encuentran en el suelo mezcladas con hidrxidos de Fe y Al.

Sustancias Hmicascomplejo arcillo-hmico

Sustancias Hmicascomplejo arcillo-hmico

Sustancias HmicasFUERZAS DE van der WAALS

Sustancias HmicasENLACE POR PUENTES CATINICOS

Sustancias HmicasENLACE DE HIDRGENO

Sustancias HmicasO

O

O

OSi

Si

SiR-C Fe O

OHO

HOO

O+ENLACE POR XIDOS HIDRATADOS

Sustancias Hmicasadsorcin en el espacio interlaminar de las arcillas

POSIBLES MECANISMOS DE UNIN DE LAS PARTCULAS DEL SUELO PARA FORMAR AGREGADOSUNIONES SILICATO SILICATO

Cara - cara: Puentes cannicos:Cara----Mn+---CaraBorde - cara: Lugares positivos del borde con negativos de la cara

Borde Al-OH2+----Cara

POSIBLES MECANISMOS DE UNIN DE LAS PARTCULAS DEL SUELO PARA FORMAR AGREGADOSUNIONES CUARZO-(COLOIDES ORGNICOS E INORGNICOS)-CUARZO

Enlaces entre superficies de cuarzo de silicatos alumnicos hidratados y grupos activos de otros constituyentes del agregado.Granos de cuarzo contenidos en una matriz de limo y silicato estabilizado principalmente por:

-Partculas de silicato orientadas

-Silicatos, sesquixidos, o complejos cidos hmicos

-Sesquixidos deshidratados irreversiblemente

-Compuestos hmicos deshidratados irreversiblemente.

-Microagregados de tamao limo estabilizados por humatos de hierro.

-Coloides orgnicos y silicatos unidos por los mecanismos citados en A y B.

POSIBLES MECANISMOS DE UNIN DE LAS PARTCULAS DEL SUELO PARA FORMAR AGREGADOSUNIONES SILICATO - POLMEROS ORGNICOS - SILICATO

Borde - polmero orgnico

- Intercambio aninico entre carga positiva del borde con carboxilo del polmero- Puente de hidrgeno entre hidroxilo del borde y carbonilo o amda del polmeroPuente catinico entre carga negativa de borde y carboxlo de polmero

Borde-0----Mn+----OOC-R-COO----- Atracciones de van der Waals entre borde y polmero

POSIBLES MECANISMOS DE UNIN DE LAS PARTCULAS DEL SUELO PARA FORMAR AGREGADOSUNIONES SILICATO - POLMEROS ORGNICOS - SILICATO

Cara - polmero orgnico: -Puente de hidrgeno entre hidroxilo del polmero u oxgenos de las caras internas o externas del silicato.

Cara Si-O-----HO-R-OH---- -Puente catinico entre cara externa y carboxilo y otro grupo polarizable del polmero

Cara externa----Mn+----OOC-R-COO---- -Atracciones de van der Waals entre cara y polmero

resumen de las propiedades de la m.o.

Tipos de humus del suelo

Tipos de humus del sueloTipo de humus:forma morfolgica de sustancias hmicas acumuladas de forma natural en el perfil o en la superficie del suelocondicionadas por la direccin general de los procesos formadores y la humificacin de la materia orgnica.

Tipos de humus del suelomor: predomina en los bosques de conferas y de brezos. deriva de la baja actividad biolgica del suelo. (La mineralizacin de la materia orgnica es lenta):Hongos acidfilos Invertebrados de baja actividad

relacin C/N siempre mayor de 20, e incluso 30-40

Tipos de humus del suelo

Tipos de humus del suelomoder: forma de transicin caracterstica de los suelos podzlicos, loess y suelos de pradera de montaa. Hongos acidfilos y artrpodos, C/N es igual a 15/25. Complejos orgnicos lbiles y dbilmente enlazados a la fraccin mineral del suelo.

Tipos de humus del suelo

Tipos de humus del suelomull: caracterstico de kastanozems, phaeozems, rendzinas y otros suelos. Se desarrolla en praderas. materia orgnica bien humificada, que se produce en un habitat muy activo desde el punto de vista biolgico. pH neutro, relacin C/N prxima a 10 capacidad de formacin de complejos organominerales estables.

Tipos de humus del suelo

Tipos de humus del sueloPrimer tipo de humus: Caracterstico de los suelos podzlicos, suelos gris-marrn y suelos laterticos de comunidades forestales. relacin AH/AF

Tipos de humus del sueloSegundo tipo de humus: caracterstico de phaeozems, rendzinas, tierras negras y suelos marrones. relacin AH/AF>1. mayor condensacin de anillos aromticos en los AH, lo que los hace ms hidrofbicos y los incapacita para formar quelatos. Los AH se encuentran fuertemente unidos a la porcin mineral del suelo.

Tipos de humus del sueloTercer tipo de humus: caracterstico de los suelos semidesrticos. predomina la fraccin flvica AH fuertemente enlazados a la fraccin mineral del suelo.

Formacin de las sustancias hmicas

Formacin de las sustancias hmicasMecanismos de formacin de las sustancias hmicas1423

Formacin de las sustancias hmicasMecanismos de formacin de las sustancias hmicasLignina: Suelos pobremente drenadosSedimentos hmedosPolifenoles:Suelos forestalesAzcar-aminoFluctuaciones bruscas de humedad, temperatura e irradiacin

Formacin de las sustancias hmicas

Formacin de las sustancias hmicasDatos a favor de la Teora de la LigninaTanto la lignina como los cidos hmicos se descomponen con mucha dificultad por los microorganismos del suelo

Ambos son solubles en alcohol y piridina

Los dos son solubles en lcali y precipitados por cidos

Los dos contienen grupos metoxi

Formacin de las sustancias hmicasDatos a favor de la Teora de la LigninaAmbos son de naturaleza cida

Cuando las ligninas se calientan con bases disueltas, se transforman en cidos hmicos que contienen grupos metoxi.

Los cidos hmicos tienen propiedades similares a las ligninas oxidadas

Formacin de las sustancias hmicasDatos a favor de la Teora de la Ligninalignina

Formacin de las sustancias hmicasDatos en contra de la Teora de la LigninaSupone que los residuos vegetales no descompuestos se acumularan hasta eliminar el CO2 de la atmsfera.

Formacin de las sustancias hmicasteora de los polifenoles

Formacin de las sustancias hmicasteora de la condensacin azcar-aminoazcar + compuesto aminoN-glicosaminaaminodesoxicetosareductonas, furfuralProductos de fisin (acetol, diacetil)polmeros nitrogenados marronesdeshidratacinfragmentacincompuestos aminocompuestos amino