La materia orgánica

del suelo

RHODES LEOPOLDO MEJIA VALVAS

Definición

La materia orgánica del suelocorresponde a la fracciónorgánica no viviente del suelo

Es decir A la suma de sustancias

que contienen carbonoorgánico

La MOS se integra de manera exclusiva por

Residuos de plantas yanimales no totalmentedescompuestos

De restos demicroorganismos ysustancias que estosproducen en su actividad enel suelo

Consiste desustancias húmicas yno húmicas

Clasificación de los compuestos orgánicos del suelo

En el humus ocurren dos procesos: descomposición y síntesis.

El humus del suelo

El material orgánicodenominado “humusdel suelo

Es una mezcla heterogénea decompuestos orgánicos complejos.

Estos compuestos se forman por laalteración bioquímica de restosvegetales

También de animales ymicroorganismos del suelo.

Fracciones del humus del suelo

El humus del suelo se compone de dos tipos desustancias:

Sustancias húmicas.

Sustancias no húmicas

En esta fracción no se puedereconocer la forma de los organismosoriginales, pues se ha integrado alsuelo. Representa entre 20 –30% de lamateria orgánica de los suelos.

Sustancias no húmicasCorresponden restos de animales,plantas y microorganismos noalterados bioquímicamente.

Esta fracción contiene compuestosque pertenecen a clases bioquímicasconocidas

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 enalgunos ambientes similares (compost).Representa 60 –80% de la materia orgánica de lossuelos.

Constituye una serie de sustancias pardas a negras depeso molecular relativamente alto formadas porreacciones secundarias de síntesis

CarbohidratosConstituyen entre 5 a 25% de lamateria orgánica del suelo.

Los restos de plantas contribuyen conazucares simples, hemicelulosa,celulosa.

Algunas formas son fácilmente degradadas

Se clasifican en: Monosacáridos

Monosacáridos (azucares simples).

Oligosacáridos de2 a 8 monómeros

Polisacáridos mas de 8 monómeros

Monosacaridos

Oligosacaridos

poligosacaridos

Monosacáridos

Sustancias que producen estoscompuestos por hidrólisis (reaccióncon agua).

No pueden ser fragmentados en moléculas más pequeñas por hidrólisis.

Oligosacáridos

Presenta dos sub-unidades: laamilosa (cadena lineal α1-4) y laamilopectina (cadena conramificación α1-6)

Almidón

Polisacárido de reservade las plantas.

Sirve como producto para elalmacén de energía en granos decereal (semillas), tallos, raíces,rizomas y tubérculos.

Polímero lineal o ramificado de la glucosa.

La celobiosa esta constituida por dosunidades de glucosa unidas porenlace β1-4.

Celulosa

Constituye un polisacáridoestructural de los tejidos vegetales.

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

Es un polímero lineal de la celobiosa.

Polisacáridos

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

Sustancias pépticas

Componentes importantes de las paredes celulares de las plantas..

La pectina esta compuesta decadenas de ácido galacturónico amenudo esterificadas con un grupometil (ácido metilgalacturónico)

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

Ácidos urónicos

La glucosamina y galactosamina puedenformar polímeros de alto peso molecularcomo el peptidoglicano y la quitina.

Constituyentes de paredes celulares debacterias y hongos.

Presentes también en exoesqueletos deinsectos 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 conenlaces cruzados.

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

Es componente de las paredes celulares.

Su contenido varia con la edad y parte de laplanta.

La lignina esta compuesta de unidades defenilpropeno que contienen un anillobencénico (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 compuestossimples que contienen carbono ynitrógeno.

Aminoácidos, péptidos yproteínas

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 compuestosincluyen desde moléculas simples hastacomplejas.

Los ácidos grasos constituyen lasmoléculas 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 deinformación genética de las células,provienen de las plantas, animales ymicroorganismos del suelo.

Los ácidos nucleicos constituyenmoléculas muy complejas y de altopeso molecular, por ello suelen serestables 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 dedescomposición. La siguiente lista es propuesta:

Adecuada humedad y aireación del suelo, yTemperatura calidad del suelo con óptimo de30 a 45 °C.

Actividad de descomposición de los microorganismos

Las condiciones que favorecen la rápidadescomposición de los residuos vegetales y lamultiplicación de los microorganismosincluyen:

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

Adecuado nitrógeno disponible o residuocon baja relación C/N.

pH del suelo cercano a neutro para permitirdiversas poblaciones microbianas activas.

Sustancias húmicas

Fracciones húmicas del suelo

Acido fúlvico:Material amarillode bajo pesomolecular. Solubleen agua y en ácidosdiluidos.

Acido húmico:Material pardooscuro a negro.Puede ser extraídodel suelo por álcalidiluido (NaOH0.5M) y esinsoluble enácidos.Su peso moleculares mayor.

Humina:Fracción de lamateria orgánicadel suelo que nopuede ser extraídadel suelo con álcalidiluido.Es de alto pesomolecular einsoluble.

Lignina

Aldehídos fenólicosy ácidos

Posterior utilización pormicroorganismos y oxidacióna CO2

Ataque pormicroorganismos

Celulosa y otras sustanciasno 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 hidroxilacióny 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 formaincompleta por los microorganismos, y elresiduo se vuelve parte del humus delsuelo.

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

Polimerización de compuestos cíclicos en melanina

Los polifenoles son luego oxidadosenzimáticamente a quinonas que secondensan con compuestos amino paraproducir humus.

Formación de humusen el suelo

Los compuestos fenólicos liberadosdurante la descomposición de la ligninapasan por conversión enzimática aquinonas las cuales se condensan concompuestos 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 puededescomponerse por la actividadmicrobiana y transformarse ensustancias inorgánicas, procesoconocido 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 materiaorgánica en las propiedadesdel 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 calorpara la germinación yel brotamiento.

Influencia de la materia orgánica en las propiedades del suelo

Alta capacidad deintercambio catiónico :2-30veces mayor que loscoloides minerales.

Representa 20-90%de la adsorción ensuelos minerales.

Incrementa laretención denutrientes.

Cationesfácilmentereemplazables.

Provee N, P, S ymicronutrientesen formaorgánica.

Provisión y disponibilidad de nutrientes:

Incrementa laeficiencia de losfertilizantes.

Liberación deelementos deminerales por ácidosorgánicos

Estimula eldesarrollo de lasraíces.

FUENTES DE MATERIA ORGANICA

Estiércoles

Manejo del estiércol

8 – 10 TM/Ha

15 – 25 TM/Ha

4 – 8 TM/Ha

10 – 12 TM/Ha

6 – 10 TM/Ha

12 – 15 TM/Ha

• Algodón

• Espárrago

• 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