Unidad IV. Tema 8. Materia orgánica - parte 2

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
5.- Clasificación de los organismos del suelo
 Tipos de organismos según su tamaño.
1. Macrobiota
2. Mesofauna
3. Microbiota

1. Macrobiota
1.1 Macrofauna: Ratones, topos, reptiles, moluscos, lombrices., los animales
excavadores como las lombrices, mejoran la agregación de las partículas del
suelo. Los saprofitos inician los procesos de degradación de los residuos
orgánicos.
1.2 Macroflora: Esta clase está constituida por la raíces de las plantas
superiores, constituyendo a su vez una de las fuentes más importantes de los
residuos orgánicos del suelo, sobre todo en las capas inferiores; contribuyen a la
estabilidad de los agregados del suelo, retiran nutrientes del medio
incorporándolos a la biomasa y evitando salidas por lixiviación.

2. Mesofauna
Individuos con tamaño comprendido entre 20 y 200 mm. En este grupo se
encuentran los pequeños invertebrados, como artrópodos, anélidos, nemátodos,
moluscos.

3. Microbiota
a. Microfauna: Animales de tamaño muy pequeño, como los rotíferos, los
protozoos y los nematodos de tamaño muy pequeño.
b. Microflora:
 Algas: No tienen incidencia en la mineralización de la M.O, pero son
organismos productores y en muchos casos fijadores de nitrógeno atmosférico.
 Hongos: Juegan un papel importante en la descomposición de la M.O, son
generalmente aerobios y resisten bien a las condiciones extremas de
temperatura y acidez.
 Bacterias: Posee un papel importante en la fragmentación, humificación y
mineralización de la M.O fresca.

 Tipos de organismos según su metabolismo.
1. Autótrofos
2. Quimiolitótrofos
3. Heterótrofos
4. Simbióticos

1. Autótrofos
Mediante la fotosíntesis , los organismos autótrofos obtienen la energía a partir
de la luz y obtienen carbono orgánico a partir del CO2 atmosférico, entre estos se
encuentran las algas, las bacterias fotosintéticas o las plantas superiores.

2. Quimiolitótrofos: No utilizan la luz como fuente de energía sino que la obtienen
por oxidación de compuestos inorgánicos reducidos.
2.1 Organismos aeróbicos: Las bacterias de los géneros Nitrosomas y
Nitrobacter llevan a cabo la oxidación del amonio, participando en el ciclo del
nitrógeno en el suelo.
2.2 Organismos anaeróbicos: Llevan a cabo sus procesos metabólicos en
ausencia del oxigeno. Las bacterias reductoras del azufre, como las del género
Desulfovibrio, Desulfomonas o Desulfobacter.

3. Heterótrofos
Requieren el aporte de los compuestos orgánicos que les sirven como fuente de
energía y de carbono. Son responsables de la destrucción mecánica de los
residuos orgánicos.

4. Simbióticos
a. Interacciones entre microorganismos
b. Interacciones entre microorganismos y fauna del suelo
c.Interacciones entre plantas y microorganismos: micorrización, fijación de
nitrógeno atmosférico e interacciones entre hongos y algas (líquenes).

4. Simbióticos
a. Interacciones entre microorganismos
Determinados microorganismos pueden aprovecharse de la presencia de otros,
la asociación no ha de ser necesariamente beneficiosa para ambos, aunque sí lo
es para al menos uno de ellos.
Algunas bacterias aprovechan las sustancias excretas al medio por otras, tales
como: vitaminas, antibióticos, también las bacterias pueden actuar como
depredadoras de otras.

4.Simbióticos
b. Interacciones entre microorganismos y fauna del suelo
Las lombrices constituyen tanto a la formación del suelo como en su
estructuración. En el tubo digestivo de las lombrices existe una importante flora
microbiana que participa en la liberación de nutrientes contenidos en los restos
vegetales.

4.Simbióticos
c. Interacciones entre plantas y microorganismos
 Micorrización: Las micorrizas son el resultado de la asociación de hongos con
plantas superiores.
Las micorrizas pueden extenderse y ramificarse dentro de las raíces jóvenes
(endomicorrizas).
Pueden formar una cubierta externa y penetrando solo en la epidermis
radicular, funcionando más bien como una extensión de las raíces (ectomicorrizas).
Estas producen sustancias de crecimiento para las plantas, aumentan su
resistencia a la sequía y disminuyen el riesgo de enfermedades.

4.Simbióticos
c. Interacciones entre plantas y microorganismos
 Fijación de nitrógeno atmosférico: Algunas plantas principalmente las
leguminosas, pueden establecer simbiosis con bacterias de vida libre en el suelo.
Estas bacterias, del género Rhizobium pueden fijar el nitrógeno atmosférico, la
fijación de N2 atmosférico supone la principal vía de entrada del nitrógeno en el
suelo.

4.Simbióticos
c.Interacciones entre plantas y microorganismos
 Interacciones entre hongos y algas: Los líquenes consisten en la asociación
entre una alga o cianobacterias y un hongo (generalmente un ascomiceto). Este
tipo de asociación permite que el liquen colonice hábitat en los que ni hongos ni
algas pueden vivir de forma independiente.

6.- Ecología de los organismos en el suelo
Las condiciones bajo las que se desarrollan los microorganismos vienen
condicionadas por varios factores:
a. Disponibilidad de energía y nutrientes:
 La luz solar (microorganismos fotosintéticos), compuestos orgánicos (autótrofos)
y determinados compuestos minerales (quimiolitótrofos).
 Sustancias aceptoras de electrones, que intervienen en reacciones redox (O2,
NO3, NO2, SO4
2-
 Factores de crecimiento: vitaminas y aminoácidos.
 Elementos esenciales: C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo.

b. Condiciones del medio:
b.1.- Temperatura:
 Termófilos: Cuando viven bajo temperaturas comprendidas entre 45 y 65°C.
 Mesófilos: Entre 15 y 45 °C.
 Psicrófilos: Por debajo de los 20°C.
b.2.- Disponibilidad de agua
b.3.- Disponibilidad de oxígeno:
 Aerobios: Se desarrollan en presencia de oxígeno (estrictos y facultativos).
 Microaerófilos: Requieren concentraciones bajas de oxigeno.
 Anaerobios: Se desarrollan en ausencia de oxígeno.

b. Condiciones del medio:
b.4.- Acidez del suelo:
 Neutrófilos: Como Azotobacter y Nitrobacter
 Basófilos
 Acidófilos: La mayoría de los hongos y las bacterias del azufre.
 Indiferentes: Las bacterias amonificantes.

7.- Influencia de los organismos en el suelo
1.- Actividad mecánica:
 Los animales del suelo llevan a cabo la fragmentación de los residuos orgánicos,
así facilita la alteración química posterior de los restos y por lo tanto los procesos
de mineralización y humificación.
 Bioturbación del material del suelo.
 Los organismos del suelo afecta la porosidad del suelo, ya que se aumenta el
espacio poroso, facilitando el drenaje del suelo a través de la fabricación de
túneles.

2.- Actividad química:
 Los organismos pueden secretar productos orgánicos activos que facilitan la
alteración química de la roca.
 La actividad enzimática de los organismos permite la degradación de los
compuestos orgánicos a moléculas más sencillas (obtención de aminoácidos a
partir de proteínas).
 Los hongos y otros microorganismos llevan a cabo la mineralización de los
componentes orgánicos, lo que permite la liberación de sales minerales asimilables
por la planta.

 Fijación biológica de nitrógeno: El nitrógeno atmosférico puede ser fijado por los
seres vivos como Azotobacter o Clostridium, o mediante de simbiosis entre las
plantas leguminosas y las bacterias del género Rhizobium.
 Los organismos del suelo intervienen en el ciclo de numerosos elementos como:
C, N, S, P, Ca, Fe, Mn.

Procesos que afectan al desarrollo del suelo y al ciclo de la M.O.
Procesos que afectan al ciclo del carbono:
 Celulolisis: Consiste en la hidrólisis de las cadenas de celulosa por medio de
enzimas (celulasas). En condiciones aerobias actúan bacterias, hongos y
actinomicetos, que llevan a cabo la fragmentación de la celulosa en moléculas más
sencillas (azúcares). En condiciones anaerobias actúan microorganismos como
Clostridium o Plectricidium, que llevan a cabo la fermentación de la celulosa.
 Ligninolisis: Degradación lenta de la lignina, actuando fundamentalmente
hongos.

Procesos que afectan al ciclo del nitrógeno:
 Proteólisis: Es la fragmentación de las cadenas proteicas en sus monómeros, los
aminoácidos.
 Amonificación: Consiste en la separación del grupo a- amino de los aminoácidos
y su posterior incorporación al suelo.
 Nitrificación: Es un proceso complejo en la que actúan bacterias autótrofas.
Ocurre en dos pasos encadenados: nitrosación (llevado a cabo por Nitrosomas) y
nitratación (Nitrobacter).
 Desnitrificación: Es la reacción inversa a la nitrificación, se realiza en condiciones
anaerobias. Consiste en la reducción progresiva del nitrato hasta obtener nitrógeno
molecular que sale del sistema del suelo (Bacillus y Pseudomonas).

Procesos que afectan al ciclo del azufre: Se trata de un grupo de reacciones redox
que utilizan el azufre como elemento que cede o acepta electrones, para obtener
energía.
Oxidación de los sulfuros.
Oxidación del azufre.
Oxidación del sulfuro de hierro (pirita).
Reducción del sulfato.

8.- Factores que afectan la actividad de los organismos en el suelo
Hay muchos factores físicos que afectan la actividad de la biota del suelo (Killham,
1994). Los principales son:
Temperatura
pH
Humedad
Mineralogía del suelo
Luz
 Temperatura
La temperatura afecta directamente la actividad de la biota del suelo mediante la
determinación de la tasa de actividad fisiológica tal como actividad de la enzima e
indirectamente por afectar a las propiedades físico-químicas tales como la difusión
y solubilidad de los nutrientes, a la intemperie mineral y las tasas de evaporación.

 Temperatura
Dentro de los límites definidos aumenta la actividad biológica al aumentar la
temperatura. Los organismos tienen un rango específico de temperatura a la que
opera su actividad biológica. Para el suelo común, organismos del rango de
temperatura a la que pueden ser rangos activos de aproximadamente 0° C a
aproximadamente 60° C, aunque es probable que sea activa ninguna de las
especies en todo el rango de temperatura.
Hay ambientes extremos, como aguas termales volcánicas y respiraderos que
pueden alcanzar temperatura más alta. Alguna vez se pensó que la temperatura
más alta que se podría sobreviven microorganismos fue de alrededor de 400 ° C,
pero esto se ha reducido a alrededor de 121° C.

 pH
De una manera similar a la temperatura, los organismos tienen un rango de pH en
el que están activos. Dentro de ciertos límites, los organismos pueden tolerar
extremos pero esto requiere normalmente la célula para utilizar la energía en
mantener el pH celular interno correcto (pH 7,0).
Unos pocos organismos (bacterias y arqueas) pueden tolerar valores muy
extremas de pH tales como pH 1 o pH 11, pero estos son condiciones extremas no
se encuentran en los suelos agrícolas. Los animales más grandes del suelo
pueden ser más sensibles a pH de microorganismos. Las lombrices de tierra son
sensibles a pH bajos, no son activos en sistemas forestales o de turberas (pH <5)
su función es reemplazada por otros organismos (enquitreidos en los bosques) o
los formularios de suelo de una manera diferente (turberas).

 pH
Afecta directamente a la solubilidad de los elementos. A pH ácido, el aluminio se
hace más soluble y por lo tanto más disponibles para los organismos con aumento
de la toxicidad. Minerales esenciales pueden no estar disponibles en los extremos
de pH. Por ejemplo, el fósforo y el manganeso es cada vez más disponible a
valores altos de pH.

 Humedad
La humedad del suelo afecta la biota del suelo de dos maneras. Biológicamente el
agua es esencial para la vida y para la actividad enzimática y el metabolismo y, es
un disolvente para nutrientes biológicos y otros productos químicos. Físicamente,
la humedad del suelo afecta a la temperatura del suelo (el agua es buen conductor
de calor) y la aireación del suelo. El grado en el que se llenan los poros del suelo
afecta el movimiento y la depredación de los microorganismos en el suelo. En el
suelo muy seco, las plantas no pueden ser capaces de extraer el agua suficiente a
través de las raíces debido a la energía que se necesita para eliminar el agua de
los poros pequeños. Esto se conoce como el punto de marchitez permanente, más
allá del cual la planta no puede recuperarse.

 Humedad
Por el contrario, bajo condiciones de humedad, el oxígeno no se difunde a través
del suelo tan fácilmente por lo que los niveles disponibles para organismos puede
agotarse, el cual conduce a condiciones anaeróbicas. Los hongos tienden a ser
más resistentes al estrés que las bacterias del agua aunque bajo condiciones
extremas, algunas bacterias pueden ser resistentes. Los productos químicos
pueden ser producidos por la célula para permitir la supervivencia en condiciones
de sequía.

 Mineralogía del suelo
Los minerales del suelo degradados por bacterias y hongos, ya sea como una
fuente directa de energía para la biota del suelo (quimioautótrofos) o una
consecuencia de la producción de ácidos tales como: ácido sulfúrico (Uroz et al.,
2009). Dependiendo del pH, algunos nutrientes particularmente amonio pueden
quedar ligada a la arcilla. Las arcillas tienen un número de sitios en su superficie
que pueden unirse enzimas y organismos enteros afectando así el movimiento de
las células a través del suelo y la descomposición de la materia orgánica.

 Luz
En el suelo, la luz afecta directamente esos organismos sobre o justo debajo de la
superficie e indirectamente por el calentamiento de la superficie del suelo.
Algas y cianobacterias, utilizan la energía de la luz solar a la síntesis de
carbohidratos. En las plantas, parte de este material (la fotosíntesis) encuentra su
camino en la biota del suelo a través de las raíces y de la caída de las hojas. Con
algas y cianobacterias, la materia orgánica se introduce directamente en el suelo o
bien de liberación de material de la célula o cuando la célula muere.

Luz
Las partes del espectro de luz son más perjudiciales para los organismos que en
otros. La luz ultravioleta puede dañar el ADN que inducen mutaciones en los
organismos resultantes en la muerte del organismo o cambios bioquímicos, por
ejemplo, mediante cambios de las enzimas y vías metabólicas.

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