Unidad IV. Tema 8. Materia orgánica parte - 1

Facilitadora: Hebandreyna González
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL SUR DEL LAGO
“Jesús María Semprum”
La Universidad Productiva a Cielo Abierto
PROGRAMA: INGENIERÍA DE LA PRODUCCIÓN AGROPECUAR
U.C. RECURSO SUELO I

Contenido
 Composición de la materia orgánica del suelo.
 Ciclo y descomposición de la materia orgánica.
 Relación Carbono/Nitrógeno.
 Beneficios de la materia orgánica en el suelo.
 Clasificación de los organismos del suelo.
 Ecología de los organismos en el suelo.
 Influencia de los organismos en el suelo.
 Factores que afectan la actividad de los organismos en el suelo.

Objetivos
Objetivo General:
1.- Comprender la dinámica de la materia orgánica del suelo y la
importancia de los organismos en el suelo.
Objetivos Específicos:
1.- Conocer el origen y composición de la materia orgánica del suelo.
2.- Analizar los factores que afectan el contenido de materia orgánica
del suelo.
3.- Comprender la influencia de la materia orgánica en algunas
propiedades del suelo.
4.- Conocer los organismos del suelo. Tipos. Clasificación.
5.- Comprender cuales son los factores que afectan la actividad de
los organismos en el suelo.

MATERIA ORGÁNICA Y PROPIEDADES
BIOLÓGICAS DEL SUELO
Humus
Es la parte estable de la Materia Orgánica bien descompuesta, más o menos
resistente a una descomposición microbiológica ulterior. Suele representar del 60 al
90 por ciento de la materia orgánica total del suelo por lo que interesa su
permanencia en el suelo y su bioestabilidad.
El Humus es de naturaleza coloidal amorfa sin vestigios de estructura
bioquímica del material del que se deriva, de color café oscuro o negro.
Resulta de la descomposición y síntesis de compuestos orgánicos de alto peso
molecular no existentes originalmente en la materia orgánica viva, que le confieren
características físicas y químicas específicas.
1.- Composición de la materia orgánica

Humus
El humus presenta, en cierta forma, un equilibrio dinámico: por una parte, se van
introduciendo constantemente restos orgánicos y, por otra, se va oxidando
parcialmente. La proporción del humus en el suelo es tanto más elevada cuanto
mejores son las condiciones para su formación. La proporción tan baja de humus
de los suelos tropicales se debe a la veloz destrucción de la materia orgánica
presente en los mismos realizada por aquellos microorganismos que favorecen con
el clima tropical.

Humus
La cantidad de humus que se acumula no depende tan sólo de las
condiciones climáticas y edáficas, sino también del tipo de vegetación. Las
gramíneas y las plantas de estepa produce un humus fácilmente
degradable, mientras que el follaje de los bosques, en especial el de
coníferas, engendra un humus de muy difícil degradación.

Composición química de los Humus
El humus del suelo no es una sustancia de composición exactamente definida, ni
siquiera una agrupación de compuestos en porcentajes determinados, sino que ha
de considerarse como un material heterogéneo constituido por un conjunto de
sustancias altamente polimerizadas, de peso molecular relativamente alto, amorfas,
con propiedades coloidales e hidrofílicas muy marcadas, de alta capacidad de
intercambio catiónico (C.E.C.), gran cantidad de grupos ácidos, y constituidas
principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
Su composición elemental aproximada es: Carbono 40 - 65%; Oxígeno 30 - 50%;
Nitrógeno e Hidrógeno 1 - 6%; Fósforo, Azufre y otros cationes no más del 2%.

La mezcla de compuestos orgánicos que se extrae del suelo mediante
bien establecidos o, por extensión de materiales orgánicos más o menos
humificados, puede denominarse: «sustancias húmicas solubles». Estos
materiales solubles constituyen una fracción importante del humus, y están
formados por ácidos fúlvicos, ácidos húmicos y algunos otros
componentes, no propiamente húmicos, como polisacáridos y péptidos.

Las sustancias húmicas contienen un 30-50% de materiales hidrolizables, en su
mayor parte azúcares y algunos aminoácidos peptídicos y estructuras proteicas. El
esqueleto principal no hidrolizable es un 50% aromático, compuesto por anillos
simples, muchos de los cuales poseen grupos hidroxilo y metoxilo, así como
sustituyentes carboxilo y alifáticos.

Los Ácidos Húmicos son solubles en una disolución alcalina pero se precipitan
cuando el pH es ajustado a 2.
Los Ácidos Fúlvicos permanecen en disolución cuando el extracto alcalino es
acidificado.
Las Huminas son la fracción húmica que no es solubilizada ni por disoluciones
ácidas ni por básicas.

Aunque la composición de los Ácidos Húmicos y Ácidos Fúlvicos es aún
imprecisamente conocida, en la actualidad es posible dar una serie de propiedades
generales a pesar de la variedad de factores que determinan su formación: tipo de
restos vegetales, clase de población microbiana del suelo, aireación, acidez,
componentes inorgánicas del suelo, entre otros.

En general, se observa que en la serie: Humina, Ácidos Húmicos y Ácidos Fúlvicos,
los contenidos de C y N, así como el peso molecular, decrecen; mientras que la
capacidad de intercambio catiónico (C.E.C.) y el contenido en oxígeno se
incrementan.
Ácidos húmicos Ácidos fúlvicos
Menor La acidez total y el contenido
en –COOH es apreciablemente
mayor
Menor Son más ricos en -OH fenólico,
-OH alcohólico y grupos
cetónicos

Los complejos de metales con sustancias húmicas pueden variar apreciablemente
en su disponibilidad. Mientras que algunos complejos pueden liberar su
componente metálico con absorción por la planta. Se ha comprobado que los
complejos de Fe con Ácidos Fúlvicos son más lábiles de poder transferir el hierro
fácilmente a la planta; los Ácidos Húmicos, en contraste, pueden producir complejos
tanto de alta como de baja labilidad según sea la proporción de metal ligado en el
complejo.

Propiedades importantes de las sustancias húmicas, tales como: la velocidad de
sus reacciones de cambio y su carácter hidrofílico, dependen de la relación C
aromático/C alifático de sus moléculas. Así, la marcada naturaleza hidrofílica de los
Ácidos Húmicos de suelos podsólicos se explica por el predominio de su estructura
alifática; por el contrario, los Ácidos Húmicos de chernosem, con predominio
aromático en su estructura, son menos hidrofílicos.

El papel que pueden jugar las sustancias húmicas en cuanto a su contribución a la fertilidad
del suelo ha sido estudiado por numerosos investigadores, aceptándose que su efecto es el
resultado de diversos factores, como la capacidad de retención de agua del suelo así como su
capacidad tampón frente a los cambios de acidez; por otro lado, de los estudios realizados
sobre los efectos fisiológicos inducidos en las plantas por los compuestos húmicos,
comparando su posible acción directa sobre el metabolismo o indirecta a través de una
regulación en la absorción de cationes, se concluye que la diferente capacidad de penetración
de las fracciones húmicas determina la variedad de sus efectos, pero el hecho de que una
fracción no llegue a la célula no significa que sea fisiológicamente inerte.

En este sentido, las fracciones húmicas de elevado peso molecular,
relativamente inertes, contribuirán de forma indirecta, influyendo en las
propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, mientras que las de
bajo peso molecular presentarán una mayor actividad con respecto a los
procesos fisiológicos y metabólicos.

1.- Composición de la materia orgánica (Tipos de humus)
La descomposición de la materia orgánica lleva a la formación de nuevos
materiales, conocidos en su conjunto como humus, una sustancia de color
negruzco – debido a la gran cantidad de carbono que contiene – amorfa y menos
susceptible a la descomposición.
Las características específicas del humus dependen de la naturaleza de la
vegetación y del suelo.
En zonas de vegetación de hoja caduca (tanto árboles como especies herbáceas),
aparece una fina capa (de unos 5 cm de espesor) de materia orgánica fresca, es
decir, sin descomponer, sobre un suelo parduzco y poroso, en el que la materia
orgánica y la mineral se mezclan por la acción de organismos como las lombrices
de tierra. Existe una transición gradual hacia el suelo mineral. Este humus se
conoce como mull.

Por el contrario, en bosques de coníferas la capa de materia orgánica fresca es
más gruesa (>15 cm) y contiene una capa de materia orgánica parcialmente
descompuesta donde crecen hongos. En este caso, el límite con el suelo mineral
es más evidente, frecuentemente de color negro, por el material completamente
humificado, poco drenado y sin lombrices de tierra. Se conoce como humus mor.
Un tipo intermedio de humus entre el mor y el mull, es el moder.

Las características del suelo tienen una gran influencia en la formación del humus,
especialmente los niveles de calcio, nitrógeno y fósforo.
Un bosque con especies de hoja caduca formará humus de tipo mull en suelos
calizos fértiles, mientras que sobre suelos arenosos ácidos, poco fértiles, se
formará humus de tipo mor.

La capa orgánica del suelo se conoce como horizonte O o H.
H: corresponde a acumulaciones de materia orgánica fresca o parcialmente
descompuesta en la superficie del suelo, la cual está saturada de agua durante
largos periodos.
O: corresponde a una capa de materia orgánica fresca sin descomponer o
ligeramente descompuesta sobre la superficie del suelo, sin que ésta esté afectada
por el encharcamiento durante largos periodos. El contenido mineral de estos
horizontes es muy bajo.
La materia orgánica en los horizontes H y O puede dividirse en:
i) ligeramente descompuesta, cuando es posible reconocer a simple vista restos de
plantas; ii) moderadamente descompuesta, cuando es difícil distinguir los restos
vegetales a simple vista; iii) fuertemente descompuesta, cuando la capa orgánica
está completamente descompuesta sobre el suelo mineral.

2.- Ciclo y descomposición de la materia orgánica
Humus
Mineralización lenta
Residuos de plantas
Plantas
CO2, H2O, NH, NO3
- SO-2
Compuestos de lenta descomposición
Hemicelulosa, lignina, grasas
Compuestos de fácil descomposición
Azúcares, almidón, proteínas
Actividad de organismos
Mineralización rápida Inmovilización
Actividad de organismos
Tejido microbiano
Ca++, Mg++

Mineralización
Es la transformación de restos orgánicos en compuesto minerales
solubles o gaseosos como NH3, CO2, agua, entre otros. Este proceso
puede llevarse a cabo de forma rápida partiendo de desechos frescos o
poco alterados de manera lenta o a partir del humus.
Humificación
Se define como el conjunto de procesos de síntesis que conducen a la
formación del complejo arcillo-humico. Se realiza a partir de elementos
solubles producidos por la M.O fresca recién depositada.

Mineralización
Cuando los residuos orgánicos son atacados, transformados y
descompuestos por la mesofauna del suelo (herbívoros, cropófagos,
detritívoros entre otros, así como por los microorganismos del suelo
(bacterias, hongos, actinomicetos, entre otros); éstos descomponen a la
materia orgánica original, biodegradando la lignina (ligninólisis), celulosas
(celulólisis), almidón (amilólisis), proteínas (proteólisis, y amonificación). A
partir de ese mecanismo de descomposición de substancias orgánicas por
la acción de microorganismos muy activos y en condiciones normales de
aireación se liberan substancias inorgánicas simples.

Mineralización

Mineralización
La mineralización global se compone de:
a) Mineralización primaria, que se produce en la materia orgánica fresca (partes no
degradadas de animales y/o plantas) que todavía no este incorporada al suelo
mineral.
b) Mineralización secundaria de los compuestos húmicos, es más lenta ya que los
enlaces que contienen retardan los procesos de mineralización.
A partir de la mineralización se podría producir una futura desaparición total de la
materia orgánica de los horizontes orgánicos, cuando los aportes continuos de
ésta disminuyeran.

Mineralización
Los microorganismos que participan en los procesos de la mineralización son:
a) Microflora
Bacterias:
• Micrococcus sp.; Bacterium sp.; Bacillus sp.; Azotobacter sp.; Clostridium, sp.
• Actinomicetes: Streptomicetes; Nocardia sp.
Hongos:
• Ascomicetos: Aspergillus sp.; Penicillium sp.
• Hifomicetes: Dematiacem sp.; Fusarium sp.; Cladosporium sp.; Hormodendrum
sp.;
• Bacidiomicetes.

Mineralización
Los microorganismos que participan en los procesos de la mineralización
son:
b) Microfauna protozoaria
• Rizópodos, flagelados, ciliados.
c) Microfauna de animales superiores
• Nemátodos, lombrices, hormigas, termitas, colémbolos.

Inmovilización
Muchos de los compuestos que han sido degradados parcial o totalmente
durante el ciclo de descomposición de la materia orgánica, son tomados por los
organismos del suelo durante un cierto tiempo, ya sea, para elaborar tejido
microbiano o bien para producir energía a fin de llevar a cabo sus funciones
metabólicas por lo que dentro del organismo ocurre una reorganización de los
compuestos ya degradados o mineralizados. A este proceso biológico de síntesis,
que es inverso a la descomposición recibe el nombre de INMOVILIZACION e
impide la incorporación inmediata al suelo de los compuestos orgánicos o
inorgánicos producidos durante la mineralización, y retarda un cierto tiempo
(muerte del organismo) la llegada, hacia la humificación, de los materiales
orgánicos parcialmente descompuestos.

Humificación
Se puede definir como el conjunto de los procesos de síntesis que
conducen a la formación de compuestos húmicos coloidales de
neoformación, a expensas de los productos más o menos solubles
resultantes de la descomposición de la materia orgánica fresca.
La Humificación lleva, a la formación de moléculas orgánicas
complejas, con frecuencia insolubles: recordemos que los compuestos
más importantes que se originan son los ácidos húmicos y los ácidos
fúlvicos.

Humificación
El origen del humus es, probablemente, mixto: (1º) ciertos
microorganismos producen substancias pardas similares a los ácidos
húmicos (Azotobacter spp., Streptomyces spp.), (2º) ciertos hongos
pueden producir polímeros fenólicos y (3º) la presencia de arcilla puede
ayudar en el proceso de polimerización de los compuestos anteriores.
El humus es extraordinariamente estable y el periodo de degradación
de los compuestos húmicos (que varían entre los distintos tipos de suelos)
oscila entre los 5 y los 2000 años.

Humificación biológica:
Es el proceso que caracteriza a los suelos ricos en bases, que gozan de buena
aireación, presencia de lombrices, pH elevado y actividad microbiológica alta;
suelos que, por otro lado, permiten un ciclo biológico rápido con mineralización
activa de los precursores hidrocarbonados y nitrogenados. Según la ecología del
suelo, la humificación biológica se caracteriza por la degradación activa de la
lignina o de la celulosa.
En el caso de los suelos con saturación de bases (alta o media), y desarrollados
bajo bosques, encontramos el fenómeno de oxidación de lignina que corresponde
a una humificación directa. La velocidad máxima de este tipo de humificación tiene
lugar en los suelos cálcicos; donde el calcio actúa directamente sobre el pH y
ayuda a los fenómenos de oxidación.

Humificación biológica:
En los suelos saturados, sin carbonatos libres, la evolución de la lignina
es un poco más lenta, sin embargo los compuestos son más
polimerizados. La condensación de los aminoácidos en amoniaco -en los
sitios aromáticos es muy activa y corresponde a la síntesis de los ácidos
Húmicos.

Humificación abiológica
Es el mecanismos de humificación que ocurre cuando la actividad biológica
disminuye motivada por un factor ecológico (vegetación ácida). La insuficiencia
tanto de bases como de oxígeno modera los procesos biológicos, y provoca la
acumulación de una gruesa capa de materia orgánica poco evolucionada. Este tipo
de humificación es muy lento y produce sustancias poco polimerizados y solubles
en agua.
Las condiciones típicas de la descomposición anaeróbica de sustancias
orgánicas se dan en los horizontes superiores de los suelos pantanosos o bien en
lugares saturados con agua estancada.

3.- Relación Carbono / Nitrógeno
Determina la cantidad de carbono y nitrógeno en términos de
porcentaje y establece el grado de evolución y comportamiento de los
compuestos orgánicos.
La relación de C/N es un índice para evaluar el grado de mineralización
de la M.O y se interpreta a través de los siguientes valores:
R - C / N > 25: el proceso de mineralización es muy lento debido a que
predominan los compuestos no humitos (inmovilización)
R - C / N 15 – 20: se interpreta como un incremento de la mineralización,
no se produce ni inmovilización, ni liberación del nitrógeno.
R - C / N <10: indica alta mineralización y existe liberación del nitrógeno.

4.- Beneficios de la materia orgánica en el suelo

Suministra compuestos orgánicos y
condiciones físicas.
Aumenta la actividad y población de micro-
organísmos.
Da el color negro permitiendo la absorción de
calor.
Fomenta la granulación.
Mejora la estabilidad de los agregados y de los
suelos contra la erosión.
Reduce la plasticidad y cohesión en suelos
arcillosos.
Aumenta la capacidad de absorción de
cationes.
Suministra nitrógeno, fósforo, azufre, etc.
Es fuente de energía y CO2 liberado por la
descomposición.
Garantiza, suelos más fértiles, más fáciles de trabajar y menos erosionables.

GRUPO
TEXTURAL
%M.O
BAJO MEDIO ALTO
GRUESA <1,5 1,5 - 3,0 > 3,0
MEDIA < 2,0 2,0 - 4,0 > 4,0
FINA < 3,0 3,0 - 5,0 > 5,0
Grupos Texturales:
Texturas Gruesas: A (arena), AF (areno francoso), FA (Franco
arenoso).
Texturas Medias: L (Limoso), FaA (Franco arcillo arenoso), F
(Franco), FL (Franco limoso), Fa (Franco arcilloso), FaL
(Franco arcillo limoso), aA (arcillo arenoso).
Texturas Finas: a (Arcilloso), aL (Arcillo limoso).

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