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3° Año Carrera de Geología
Prof.Hilda Valladares
Año 2024
ACTIVOS
▪ Clima
▪ Organismos
Los factores "activos" porque
su influencia sobre el
desarrollo del suelo puede
observarse directamente.
Por ejemplo, se puede
observar directamente que la
lluvia, el calor, el frío, el viento,
los microorganismos (algas,
hongos), las lombrices y los
animales excavadores influyen
directamente en el desarrollo
del suelo.
PASIVOS
▪ Tiempo
▪ Relieve
▪ Material Parental
Se consideran factores
“pasivos” porque sus efectos
no se observan de inmediato.
Sin embargo, los factores
pasivos pueden controlar cómo
el clima y los organismos
afectan el desarrollo y la
formación del suelo.
▪ La formación del suelo comprende un conjunto de
procesos que transforman una roca o el material parental
en suelo.
ADICIONES
Procesos que le
aportan algo al
suelo, las
entradas al
mismo.
PÉRDIDAS
Extracción o
remoción
definitiva de
cualquier
componente del
suelo.
TRASLOCACIONES
Movimientos de
materiales que se
producen dentro del
suelo, siempre que no se
desplacen fuera del
TRANSFORMACIONES
Implican cambios en
las formas originales
de cualquiera de los
componentes del suelo.
▪ Pueden agruparse de acuerdo al efecto que producen en el
suelo, los procesos resultantes son Adiciones,
Transformaciones,Traslocaciones y Pérdidas.
▪ La taxonomía de suelos es un sistema de clasificación de
suelos desarrollado por el personal de estudio de suelos del
Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.
▪ Este sistema se basa en propiedades del suelo medibles y
observables y fue diseñado para facilitar un estudio detallado
del suelo.
▪ En el nivel más alto de clasificación, la Taxonomía de Suelos
coloca los suelos en una de 12 categorías conocidas como
"órdenes".Cada uno de estos órdenes representa un grupo
de suelos con características distintas y significado ecológico.
El sistema de Taxonomía de Suelos (nomenclatura de suelos) del
USDA consta de una jerarquía de seis niveles.
Estos niveles, en orden del más general al más específico, son:
1. Orden
2. Suborden
3. Gran Grupo
4. Subgrupo
5. Familia
6. Serie
▪ Orden: se reconocen doce órdenes de suelo. Las diferencias entre
órdenes reflejan los procesos dominantes de formación del suelo y el
grado de formación del suelo. Cada orden se identifica con una palabra
que termina en 'sol'. Un ejemplo son los alfisoles.
▪ Suborden: cada orden se divide en subórdenes principalmente según las
propiedades que influyen en la formación del suelo y/o son importantes
para el crecimiento de las plantas.
▪ Gran grupo: cada suborden se divide en grandes grupos según las
similitudes en los horizontes presentes, la humedad del suelo o los
regímenes de temperatura, u otras propiedades importantes del suelo.
▪ Subgrupo: Cada gran grupo tiene un subgrupo 'típico' (típico) que está
básicamente definido por el Gran Grupo. Otros Subgrupos son
transiciones a otros órdenes, subórdenes o grandes grupos debido a
propiedades que lo distinguen del gran grupo.
▪ Familia: las familias se establecen dentro de un subgrupo sobre la base
de propiedades físicas y químicas junto con otras características que
afectan la gestión.
▪ Serie: La serie consta de suelos dentro de una familia que tienen
horizontes similares en color, textura, estructura, reacción, consistencia,
composición mineral y química y disposición en el perfil.
▪ En la
formación de
suelo siempre
intervienen los
cinco factores,
aunque los
dominantes se
denominan
factores
controladores
.
Materia Mineral y Materia Orgánica del suelo: Constituyentes
del suelo.Fase sólida.Minerales del suelo.Estabilidad y alteración de
los minerales del suelo.Mecanismos de procedencia.Especies
mineralógicas.Materia orgánica.Constituyentes.Humificación.
Sustancias húmicas. Complejos organominerales.Propiedades de la
materia orgánica.Cantidad y distribución de la materia orgánica en
el suelo.
Ocupa el
50 % del
total
Ocupa el
50 %
restante
▪ Representa la fase mas estable del suelo. Proviene de la
descomposición de las rocas y de los residuos vegetales,
estable en cuanto a su composición y organización. Dicha
estabilidad suele servir para la caracterización de un suelo.
▪ Se trata de una fase muy heterogénea, formada por
constituyentes inorgánicos y orgánicos.
▪ La fase sólida representa entre 45-49% del volumen del suelo.
▪ La fracción mineral representa entre 90-99% de la fase sólida.
▪ La materia orgánica representa entre 1-10% de la fase sólida.
▪ Constituye el esqueleto o matriz del suelo.La disposición de
las partículas del esqueleto permite la existencia de una
cantidad variable de poros.
La disposición y acomodación de las partículas de la fase sólida
del suelo determina una serie de características físicas del suelo,
como:
▪ Estructura.
▪ Porosidad.
▪ Permeabilidad.
▪ Densidad.
▪ La fase sólida del suelo es la fuente de la mayoría de los
nutrientes vegetales;es el almacén de agua requerida por
las plantas y determina la eficiencia con que el suelo
desempeña las funciones que permiten el desarrollo de las
plantas.
▪ Ambas son más variables.
▪ La solución del suelo está sometida a cambios debidos a
procesos de evaporación,absorción por las raíces,lluvia, riego,
etc.
▪ La fase gaseosa sufre fluctuaciones en función de los procesos
de difusión de gases y desplazamiento de aire por el suelo.
Materia Mineral
▪ Arena
▪ Limo
▪ Arcilla
Materia Orgánica
▪ Humus
▪ Microfauna
▪ Microflora
▪ Artrópodos
▪ Lombrices
▪ Hojarasca
▪ El grupo más importante de los minerales del suelo es el de los
silicatos.Todos los silicatos están constituidos por una unidad
estructural común,un tetraedro de coordinación Si-O.
▪ El silicio (4+) situado en el centro del tetraedro de coordinación
y rodeado de 4 oxígenos (2-) situados en los vértices.
▪ Se clasifican según el grado de polimerización de los tetraedros:
▪ Los mas importantes en el suelo son los FILOSILICATOS
(Arcillas).
▪ Constituye el componente más importante de la fracción mineral
del suelo, ya que está constituida por partículas cargadas capaces
de interactuar con la solución del suelo.
▪ Los minerales de arcilla son los aluminosilicatos. Está
constituidos básicamente por Si, Al y O, además de otros
elementos, como Na, K, Ca, Mg, Fe, etc.
▪ Desde la antigüedad se sabía que algunos componentes del suelo
son capaces de intercambiar bases. Si sometemos una muestra de
arcilla a electrolisis, en el ánodo se acumulan sílice, alúmina y
óxidos de hierro. En el cátodo se depositan K+, Na+, Ca2+ y Mg2+,
entre otros cationes.
▪ Las arcillas son un conjunto de minerales de origen secundario,
formado en el proceso de meteorización química de las rocas,
poseen un tamaño coloidal, con estructura cristalina bien
definida y un gran desarrollo superficial, con propiedades físico-
químicas responsables en gran parte de la actividad físico-
química del suelo.
▪ Los filosilicatos están constituidos por el agrupamiento de los
tetraedros compartiendo entre sí tres vértices (los tres del
plano basal) formando planos.
▪ El cuarto vértice (el
vértice superior) se une
a un catión de
coordinación octaédrica.
▪ Generalmente el catión
octaédrico es Mg (capa
llamada trioctédrica) o
Al (capa dioctaédrica).
De esta manera la estructura de estos minerales está formada por
un apilamiento de capas de tetraedros y octaedros,formando
estructuras laminares. Las capas se unen mediante oxígenos
compartidos.Se trata,por lo tanto de capas íntimamente unidas y
difíciles de separar.
Según el modelo de repetición se forman dos tipos de láminas con
diferentes estructuras:
▪ La 1:1 con una capa de tetraedros y otra de octaedros.
▪ La 2:1 con dos capas de tetraedros que engloban a una de
octaedros.
En las capas tetraédricas y octaédricas se producen
sustituciones entre cationes que cuando son de distinta valencia
crean déficit de carga y para compensarlos son atraídos otros
cationes que se introducen entre las láminas, son los llamados
cationes interlaminares.
Dependiendo del déficit que se origine, de donde se produzca
(capa tetraédrica u octaédrica) y de los cationes interlaminares
atraídos,aparecen las distintas especies minerales:
▪ Caolinitas
▪ Serpentinas
▪ Micas (moscovita,biotita, illita)
▪ Esmectitas (montmorillonita)
▪ Vermiculita
▪ Clorita
▪ Sepiolita
Estructura 1:1
▪ Dioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (7 Å). Caolinita
▪ Trioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (7 Å). Serpentina
Estructura 2:1
▪ Dioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (9 Å). Pirofilita
▪ Dioctaédrica: Con sustituciones en la capa tetraédrica. Espesor fijo
(10 Å). Moscovita
▪ Dioctaédrica: Con sustituciones en la capa octaédrica. Espesor
variable (10-18 Å). Montmorillonita
▪ Trioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (9 Å).Talco
▪ Trioctaédrica: Con sustituciones en la capa tetraédrica. Espesor fijo
(10 amstrong). Flogopita
▪ Trioctaédrica: Con sustituciones en la capa octaédrica. Espesor
variable (10-18 Å). Hectorita
▪ Dioctaédrica y trioctaédrica: Con sustituciones en la capa tetraédrica
y octaédrica. Espesor variable (10-14 Å).Vermiculita.
Estructura 2:1+1.Espesor basal de las láminas a 14 amstrong.
Trioctaédricas y dioctaédricas.Con sustituciones en ambas
capas.Espesor fijo (14 Å). Cloritas.Fórmula variable.
FIBROSOS
Sepiolita.Estructura 2:1 con giro de los tetraedros y octaedros
cada seis. Espesor variable (12-10 Å).
Paligorsquita.Estructura 2:1 con giro de los tetraedros y
octaedros cada cuatro. Espesor fijo (10,5 Å)
Son minerales cuyo tamaño es semejante al de la arcilla pero
distinta estructura. No pueden separarse de ella en el
fraccionamiento por tamaño.
Entre estos minerales se encuentran los siguientes:
▪ Óxidos e hidróxidos de Fe: hematita (Fe2O3), goethita (FeOOH)
▪ Óxidos e hidróxidos de Al: gibbsita (Al(OH)3)
▪ Óxidos e hidróxidos de Mn: vernadita,birnesita y litioforita.
▪ Carbonatos: calcita (CaCO3).
▪ Sulfatos: yeso (CaSO4.2H2O)
▪ Alofano: Al2O3(SiO2)1.3-2.0€
2.5-3.0 H2O
▪ Sílice
▪ Los tipos de minerales que posee el suelo estará regulado por
el material original y por su estabilidad frente a los factores y
procesos pedogenéticos.
▪ La estabilidad se define como la resistencia que opone el
mineral a toda modificación en su composición química o de su
estructura cristalina.
▪ Así en medios muy agresivos sólo vamos a poder encontrar
minerales muy estables,mientras que en otros suelos
podremos encontrar minerales inestables.
▪ Existen factores intrínsecos que influyen,como:
▪ Composición química: relacionado al contenido de iones
más o menos solubles y a como se comporta el mineral frente a
la oxidación y la hidrólisis.
▪ Estructura: La estabilidad disminuirá cuanto más abierta sea
la estructura y aumentara para los empaquetamientos densos y
compactos.
▪ Tamaño: Cuanto menor tamaño más superficie presentará el
grano y más inestable se tornará el mineral
▪ Exfoliación y fragilidad:Disminuyen la estabilidad.
▪ Inclusiones:Se considera que aumentan la inestabilidad al
presentar superficies de contacto íntimo de dos materiales con
diferentes composiciones
▪ Temperatura:Favorece la velocidad de alteración
▪ Humedad. El agua es el agente de alteración por excelencia
▪ Drenaje.Va a regular el tiempo de contacto del agua con
partículas del suelo.También influirá regulando la
concentración de las sales de la solución del suelo y
modificará su poder hidrolítico.
▪ Acidez/alcalinidad.Los valores extremos de la escala del pH
potencian la alteración.
▪ Potencial redox. Dependiendo del ambiente que predomine,
oxidante o reductor, los minerales que contengan formas
reducidas u oxidantes podrán o no alterarse.
▪ Factor biótico.Los organismos (principalmente
microorganismos y raíces de las plantas) atacan a los minerales
para extraer nutrientes.
▪ Establece una escala de 10 grados para la estabilidad de los
minerales:
▪ REICHE calcula un índice potencial de alteración en base a la
composición química de los minerales. Este índice viene
expresado por la razón del porcentaje molar de alcalinos y
alcalinotérreos menos el agua estructural y el total de iones
presentes sin tener en cuenta ahora el agua.
▪ KELLER lo enfoca desde el punto de vista de la energía de
formación del mineral (energía que necesita para formarse). A
mayor energía de formación, menor estabilidad (para
destruirse).
▪ Herencia
Minerales muy estables que pasan de la roca al suelo sin
transformarse.Se les conoce como minerales primarios.
Típicamente el cuarzo.
▪ Alteración
Minerales que se transforman durante la edafización.Es una
alteración química en la cual el mineral primitivo pasa a otro
secundario de una manera gradual y progresiva. Son minerales
secundarios.
▪ Neoformación
Cuando no exista (o si ha existido, no ha quedado ninguna prueba)
relación genética entre un mineral edáfico y los minerales que
existían en la roca. Como los del apartado anterior se les llama
minerales secundarios,o edáficos.
▪ Es la fracción mas estable (poca superficie relativa) y en ellas
predominan los granos heredados,más o menos
transformados.
▪ Minerales que podemos encontrar en esta fracción:
ABUNDANCIA GRUPO MINERAL ESPECIE MINERAL
Poca Nesosilicatos Circón, granates, distena
Escasa Ciclosilicatos Turmalina
Poca Inosilicatos Piroxenos y anfíboles
Abundantes Filosilicatos Micas y cloritas
Muy abundantes Tectosilicatos Feldespatos
Muy abundantes Oxidos Cuarzo
Media Oxidos e hidróxidos Hematites, goethita
Muy variable* Carbonatos, sulfatos Calcita, yeso
▪ Esta fracción se
caracterizan por su
gran superficie
(partículas de muy
pequeño tamaño),por
ello son muy activas y
están constituidas
por minerales de
neoformación y de
alteración.
ABUNDANCIA
GRUPO
MINERAL
ESPECIE
MINERAL
Muy abundantes Filosilicatos
Ilita, moscovita y
caolinita
Abundantes Filosilicatos
Biotita, clorita y
montmorillonita
Media Filosilicatos Vermiculita
Poca Filosilicatos
Sepiolita y
paligorsquita
Poca Silicatos amorfos Alofanas
Media Oxidos Cuarzo
Poca Tectosilicatos Feldespatos
Poca* Oxidos
Hematites y
goethita
Poca* Carbonatos Calcita
Poca* Sulfatos Yeso
Poca* Haluros Halita
▪ La materia orgánica no forma parte del material original sino
que se aporta durante la formación del suelo.
▪ La formación del suelo comienza cuando la vida vegetal y
animal se instala en los primeros restos de descomposición del
material original. Los restos de los seres vivos se incorporan al
suelo tras su muerte. El relevante papel que ejercen sobre la
fertilidad del suelo no se corresponde con la baja proporción
en la que estos compuestos se encuentran en los suelos.
▪ Son un conjunto complejo de sustancias constituidas por restos
vegetales y organismos que están sometidos a un constante
proceso de transformación y síntesis.
▪ El concepto de materia orgánica del suelo se refiere a la fase
muerta,pero en la práctica se incluyen también a los
microorganismos vivos dada la imposibilidad de separarlos del
resto de material orgánico transformado.
▪ El concepto de M.O. del suelo se usa generalmente para referirse a
los componentes de origen orgánico del suelo, incluyendo los
tejidos animales y vegetales,los productos de su descomposición
parcial y la biomasa del suelo.
▪ La dinámica de este complejo sistema está determinada por:
▪ 1) El continuo aporte al suelo de restos orgánicos de origen
vegetal y animal. Sufren en primer lugar una alteración
mecánica,por acción de la fauna y los microorganismos del suelo.
▪ 2) Su continua transformación bajo la acción de factores de tipo
biológico, físico y químico.Así, las moléculas orgánicas
complejas (como proteínas o polisacáridos) son degradadas para
obtener moléculas más sencillas (como aminoácidos u
oligosacáridos).Algunos productos de esta degradación pueden
sufrir la acción de procesos de reorganización por causa de los
microorganismos del suelo.
▪ Compuestos hidrocarbonados
(formados por C, H y O).
▪ Sustancias nitrogenadas
(formados por C, H, O, N, P y S)
▪ Productos transitorios.
▪ Humus
▪ Huminas
En suelos agrícolas, la M.O. suele
representar el 1 – 3% de los
constituyentes del suelo, mientras
que en suelos forestales, este
porcentaje puede elevarse
mucho.
El horizonte superficial contiene
un mayor contenido en materia
orgánica, el contenido va
disminuyendo progresivamente
con la profundidad.
Bajo determinadas condiciones
de precipitación y drenaje del
suelo puede acumularse materia
orgánica en profundidad a causa
del intenso lavado de los
horizontes más superficiales.
Interesa el contenido en carbono
orgánico de cada horizonte del
suelo, para poder establecer la
relación C/N. Este parámetro
sirve para describir la
mineralización y humificación de
la materia orgánica del suelo.
▪ Microbiota:microorganismos:
algas,bacterias,hongos,
protozoos...
▪ Mesobiota:nematodos,
gusanos,moluscos,artrópodos.
▪ Macrobiota: raíces vegetales,
lombrices, vertebrados,etc.
Representa un grupo
enormemente diverso, tanto
desde el punto de vista
cualitativo como cuantitativo.
Valores usuales son de 10.000 a
10.000.000 de organismos por
gramo de suelo para la
microflora y de 1.000 a 100.000
para la microfauna.
▪ Está constituido por restos orgánicos frescos, vegetales y
animales, productos excretados por los organismos, productos
de descomposición y compuestos de síntesis.
▪ Los restos vegetales son mucho más importantes
cuantitativamente que los restos de animales y
microorganismos
▪ Dentro de este grupo tenemos el humus que es la materia
orgánica transformada y alterada. Constituye un conjunto muy
complejo de compuestos orgánicos coloidales de color oscuro
sometidos a un constante proceso de transformación. Dentro de
él se definen un grupo de sustancias llamadas sustancias
húmicas.
La materia orgánica del suelo se divide en tres grupos:
a) la materia orgánica fresca, sin transformar, conservando su
estructura y morfología orgánicas y que constituye la fuente
de material original en su versión orgánica para los suelos;
b) la materia orgánica parcialmente transformada con una
descomposición en la que desaparece total o parcialmente
la estructura orgánica pero formando partículas individuales
sin que lleguen a integrarse con la fracción mineral;
c) la materia orgánica transformada en nuevos compuestos
estabilizados que pueden perdurar miles de años.
Capa de hojarasca: Horizonte con sólo componentes orgánicos,
constituida por los restos muertos de los vegetales acumulados
sobre la superficie del suelo, como hojas, ramas... así como
deyecciones, secreciones y cuerpos muertos de animales. Mantillo.
Compuestos orgánicos como la celulosa, lignina, lípidos, proteínas,
polisacáridos, etc. Siendo la mayoría muy inestables. Horizonte
“H”.
Restos orgánicos enterrados: restos orgánicos frescos
conservando su morfología.
Materia orgánica particulada: Son los residuos de plantas
parcialmente transformados, de tamaños entre 2 milímetros y 50
micras. Frecuentemente se encuentra debajo de la capa de
hojarasca en los suelos de los bosques. Restos inestables que se
degradan en poco tiempo (de días a años). Constituyente principal
del Horizonte "O".
Materia orgánica estabilizada: Restos orgánicos muy
transformados en los cuales no es posible distinguir
macroscópicamente rasgos morfológicos. Son relativamente
estables (durante años y décadas). De tamaño siempre menor de
50 micras. Se encuentra íntimamente asociada con la fracción
mineral del suelo.
Materia orgánica ocluida: Restos orgánicos incluidos en el
interior de los agregados estructurales.
Materia orgánica disuelta: Sólo una pequeña parte de la
materia orgánica se encuentra soluble en la solución del suelo.
Humus: materia orgánica transformada y alterada
▪ Constituye un conjunto muy complejo de compuestos
orgánicos amorfos de color oscuro sometidos a un
constante proceso de transformación por la acción de los
microorganismos bajo condiciones aerobias y anaerobias.
▪ Desde el punto de vista químico en el humus se encuentran
sustancias heredadas del material original estabilizadas en el
suelo, compuestos transformados por procesos pedogenéticos
y compuestos sintetizados por los microorganismos.
▪ Dentro de él se definen un grupo de sustancias llamadas
sustancias húmicas.
▪ La humificación es el proceso de la transformación de la
materia orgánica y formación del humus
▪ La transformación de la materia orgánica puede llegar a la
destrucción total de los compuestos orgánicos dando lugar
a productos inorgánicos sencillos como CO2, NH3, H20, etc., y se
habla, en este caso, del proceso de mineralización.
▪ Dependiendo de las características del suelo y de la naturaleza
de los restos vegetales aportados dominará la humificación o
la mineralización aunque siempre se dan las dos procesos
con mayor o menor intensidad.
▪ La humificación es responsable de la acumulación de la
materia orgánica en el suelo mientras que la mineralización
conduce a su destrucción.
1) Transformación química inicial, es una alteración que sufren los
restos vegetales antes de caer al suelo. Las hojas son atacadas por
los microorganismos, en el mismos árbol, y se producen importantes
transformaciones en su composición y estructura. Consiste en
pérdida de sustancias orgánicas y elementos minerales P, N, K, Na
que pueden entrar en el sistema edáfico como nutrientes.
2) Acumulación y destrucción mecánica. La hojarasca, ramas, tallos,
etc, se acumulan sobre el suelo y se van destruyendo mecánicamente,
fundamentalmente por la acción de los animales que reducen su
tamaño, lo mezclan con la fracción mineral y lo preparan para la
posterior etapa.
3) Alteración química. En esta etapa se produce una intensa
transformación de los materiales orgánicos y su mezcla e infiltración
en el suelo. Los restos orgánicos en el suelo pierden rápidamente su
estructura celular y se alteran a un material amorfo que va
adquiriendo un color cada vez más negro, con una constitución y
composición absolutamente distintos de los originales. Poco a poco
los restos transformados se integran totalmente con la fracción
mineral, formando parte del plasma basal del suelo.
▪ Los restos vegetales están constituidos por dos tipos de tejidos:
el parénquima y el leñoso.
▪ El parénquima se encuentra en las hojas, las ramas y tallos
jóvenes y en las raíces finas y consiste fundamentalmente de
celulosa y proteínas (sustancias lábiles).
▪ El tejido leñoso representa la corteza de las ramas,tallos,
troncos y raíces que protegen a las partes blandas de los restos
y las nervaduras,el peciolo y la vaina de las hojas,las paredes
leñosas de los conductos por los que circula la savia y el agua y
que están constituidos por lignina (muy resistente a la
degradación edáfica).
▪ Básicamente los restos vegetales están constituidos por una
media del 58% de C junto a cantidades muy variables de H, O,
N, S, P y en los suelos la materia orgánica está unida a cationes
del tipo de Ca, Mg,Cu, Mn, Zn, Al y Fe.
Secuencia de Resistencia a la
alteración creciente
Azúcares, almidones, proteínas
Celulosas
Hemicelulosas
Ligninas, ceras, resinas, taninos
El papel de los microorganismos en
los procesos de humificación -
mineralización
▪ Los microorganismos necesitan del carbono como
fuente de energía (oxidan el C y lo devuelven a la
atmósfera como CO2) y el nitrógeno para
incorporarlo a su protoplasma y ambos los toman de
los restos vegetales. Las plantas y los
microorganismos entran en competencia por el C y
el N por lo que puede ser un factor limitante.
▪ Para el desarrollo de los organismos a partir del
material parental se necesita el aporte externo de N
y C. Las bacterias, los hongos y las algas que son
capaces de desarrollarse en este ambiente tan hostil
son llamados colonizadores primarios
▪ Relación C/N. evalúa la calidad de los restos
orgánicos
▪ C/N = 100 se dice que la razón es alta (pinocha y
paja). Como contienen poco nitrógeno la actividad
biológica es limitada. Se trata de una vegetación
acidificante.
▪ Cuando C/N ≤30 los restos contienen suficiente
nitrógeno para soportar una intensa actividad
microbiana. En este caso la vegetación es
mejorante.
Es un parámetro que
evalúa la calidad de
los restos orgánicos
de los suelos.
Cuando los restos
orgánicos tienen una
relación C/N de
alrededor de 100, o
mayor, se dice que la
razón es alta.
Cuando se incorporan los restos orgánicos al suelo se produce
un intensa actividad microbiana, debido a la abundancia de
restos fácilmente atacables. Después disminuye la actividad al ir
quedando los restos más estables que sólo pueden ser
descompuestos por los organismos más agresivos. Al principio
actúan hongos, después las bacterias y por último los
actinomicetos.
1) Degradación de la moléculas. Las macromoléculas de los
restos orgánicos (celulosa, almidón, pectina, lignina,
proteínas, glucosa, grasas, ceras, etc.) se fragmentan a formas
más sencillas, más cortas. Los polímeros se transforman en
monómeros. A esta etapa se le llama despolimerización
enzimática o humificación directa.
2) Oxidación de los compuestos aromáticos con formación de
quinonas (compuestos orgánicos con una base aromática,pe,
benzeno)
3) Condensación, polimerización y fijación de nitrógeno,
formando aminoácidos y péptidos, para originar los ácidos
húmicos. En esta fase los compuestos orgánicos sencillos se
reorganizan, conservando sus estructuras orgánicas para dar
nuevo polímeros más estables. Es la fase de polimerización
biológica o humificación indirecta (imprescindible la
actuación de las bacterias).
Se establecen tres grupos desde el punto de vista de su
estabilidad/inestabilidad:
▪ Fracción lábil biodegradable: carbohidratos, aminoácidos y
proteínas
▪ Fracción moderadamente estable frente a la biodegradación:
ácidos fúlvicos y húmicos.
▪ Fracción recalcitrante, altamente estable frente a la
biodegradación: huminas (fracción de las sustancias húmicas
que no son solubles en medio alcalino ni ácido) y carbón.
El humus se separa en una serie de fracciones
al tratarlo con una serie de reactivos
extractantes.
▪ Son sustancias muy activas,estables (relativamente) de
comportamiento coloidal y de composiciones muy
heterogéneas y complejas.
▪ Representan del orden del 60-80% de la materia orgánica.
▪ Constituyen grupos heterogéneos que no están definidos por
una composición determinada sino que se establecen en base
a su comportamiento frente a determinados reactivos (solubles
o insolubles/precipitados).
▪ Mediante los reactivos alcalinos,
como la NaOH, se separan las
huminas (que son insolubles) de los
ácidos fúlvicos y húmicos, que son
solubles.
▪ A su vez, lo soluble se separan
mediante tratamiento ácido,
generalmente HCl; los ácidos
fúlvicos son solubles en HCl
mientras que los húmicos son
insolubles.
▪ El comportamiento frente al calcio
diferencia dos fracciones de ácidos
húmicos: ácidos húmicos pardos,
solubles en calcio y ácidos húmicos
grises, insolubles en calcio.
Constituyen una serie de compuestos sólidos o semisólidos,
amorfos, de color amarillento y naturaleza coloidal, fácilmente
dispersables en agua y no precipitables por los ácidos,
susceptibles en cambio de experimentar floculación en
determinadas condiciones de pH y concentración de las
soluciones de cationes no alcalinos.
Se presentan como sólidos amorfos de color marrón oscuro,
generalmente insolubles en agua y en casi todos los disolventes
no polares, pero fácilmente dispersables en las soluciones
acuosas de hidróxidos y sales básicas de los metales alcalinos,
constituyendo un hidrosol que puede experimentar floculación
mediante el tratamiento de los ácidos o los demás cationes.
Los compuestos húmicos no extraíbles con reactivos alcalinos o
huminas,constituyen un grupo de sustancias relativamente
diferentes entre sí, cuyo origen puede ser por herencia o por
neoformación.
Las huminas se hallan retenidas en los agregados minerales
del suelo por uniones muy firmes.
▪ Mor: Materia orgánica muy poco transformada. Acumulación de
restos orgánicos frescos. De suelos de climas fríos. Suelos ácidos
▪ Moder: Mayor transformación de la materia orgánica (Fúlvicos y
precursores).Moderada transformación.
▪ Mull: Máxima alteración de la materia orgánica. Materia orgánica
evolucionada (ácidos húmicos,coloración del horizonte muy oscura).
▪ La materia orgánica es estabilizada dentro del suelo por
procesos fisicoquímicos
▪ Frecuentemente es protegida del ataque de los
microorganismos mediante su asociación con los minerales del
suelo, preferentemente la arcilla y óxidos de Fe, como una
simple asociación o formando complejos organominerales.
Causas de la formación de complejos OM:
a) En las superficies de las arcillas predominan las cargas
negativas y atraen a los cationes orgánicos.
b) Uniones de la materia orgánica a los grupos hidroxilos de los
bordes del mineral que se encuentran débilmente
coordinado y que pueden ser protonizados o disociados
dependiendo del pH.
c) Aparte de los filosilicatos, los óxidos de Fe y Al presentan
superficies cargadas positivamente que atraen a las
moléculas de materia orgánica.
▪ Confiere al suelo un determinado color oscuro
▪ Da lugar a una buena estructura, estable. Las sustancias
húmicas tienen un poder aglomerante, las cuales se unen a la
fracción mineral y dan buenos flóculos en el suelo originando
una estructura grumosa estable, de elevada porosidad y mayor
permeabilidad.
▪ Facilita el drenaje del agua en el suelo y evita el
encharcamiento
▪ La temperatura del suelo es mayor debido a que los colores
oscuros absorben más radiaciones que los claros.
▪ Protege al suelo de la erosión (capa vegetal y mejor estructura
ligante).
▪ Protege al suelo de la contaminación.La materia orgánica
adsorbe plaguicidas y otros contaminantes.
▪ Las sustancias húmicas tienen propiedades coloidales, debido
a su tamaño y carga (retienen agua, hinchan, contraen, fijan
soluciones en superficie,dispersan y floculan).
▪ La materia orgánica reacciona con la solución del suelo y con
las raíces.
▪ Capacidad de cambio. La MO fija iones de la solución del
suelo, los cuales quedan débilmente retenidos y evita por tanto
que se produzcan pérdidas de nutrientes en el suelo.
▪ La capacidad de cambio es de 3 a 5 veces superior a la de las
arcillas - buena reserva de nutrientes (N, P y S).
▪ Influye en el pH. Produce compuestos orgánicos que tienden a
acidificar el suelo. Es un agente de alteración por su carácter
ácido. Descompone los minerales.
▪ Influye en el estado de dispersión/floculación del suelo.
▪ Aporte de nutrientes a los microorganismos y fuente de
energía.

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Unidad 2 Mat Mineral y Org 2024. Materia Organica

  • 1. 3° Año Carrera de Geología Prof.Hilda Valladares Año 2024
  • 2.
  • 3. ACTIVOS ▪ Clima ▪ Organismos Los factores "activos" porque su influencia sobre el desarrollo del suelo puede observarse directamente. Por ejemplo, se puede observar directamente que la lluvia, el calor, el frío, el viento, los microorganismos (algas, hongos), las lombrices y los animales excavadores influyen directamente en el desarrollo del suelo. PASIVOS ▪ Tiempo ▪ Relieve ▪ Material Parental Se consideran factores “pasivos” porque sus efectos no se observan de inmediato. Sin embargo, los factores pasivos pueden controlar cómo el clima y los organismos afectan el desarrollo y la formación del suelo.
  • 4. ▪ La formación del suelo comprende un conjunto de procesos que transforman una roca o el material parental en suelo. ADICIONES Procesos que le aportan algo al suelo, las entradas al mismo. PÉRDIDAS Extracción o remoción definitiva de cualquier componente del suelo. TRASLOCACIONES Movimientos de materiales que se producen dentro del suelo, siempre que no se desplacen fuera del TRANSFORMACIONES Implican cambios en las formas originales de cualquiera de los componentes del suelo.
  • 5. ▪ Pueden agruparse de acuerdo al efecto que producen en el suelo, los procesos resultantes son Adiciones, Transformaciones,Traslocaciones y Pérdidas.
  • 6.
  • 7. ▪ La taxonomía de suelos es un sistema de clasificación de suelos desarrollado por el personal de estudio de suelos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. ▪ Este sistema se basa en propiedades del suelo medibles y observables y fue diseñado para facilitar un estudio detallado del suelo. ▪ En el nivel más alto de clasificación, la Taxonomía de Suelos coloca los suelos en una de 12 categorías conocidas como "órdenes".Cada uno de estos órdenes representa un grupo de suelos con características distintas y significado ecológico.
  • 8. El sistema de Taxonomía de Suelos (nomenclatura de suelos) del USDA consta de una jerarquía de seis niveles. Estos niveles, en orden del más general al más específico, son: 1. Orden 2. Suborden 3. Gran Grupo 4. Subgrupo 5. Familia 6. Serie
  • 9. ▪ Orden: se reconocen doce órdenes de suelo. Las diferencias entre órdenes reflejan los procesos dominantes de formación del suelo y el grado de formación del suelo. Cada orden se identifica con una palabra que termina en 'sol'. Un ejemplo son los alfisoles. ▪ Suborden: cada orden se divide en subórdenes principalmente según las propiedades que influyen en la formación del suelo y/o son importantes para el crecimiento de las plantas. ▪ Gran grupo: cada suborden se divide en grandes grupos según las similitudes en los horizontes presentes, la humedad del suelo o los regímenes de temperatura, u otras propiedades importantes del suelo. ▪ Subgrupo: Cada gran grupo tiene un subgrupo 'típico' (típico) que está básicamente definido por el Gran Grupo. Otros Subgrupos son transiciones a otros órdenes, subórdenes o grandes grupos debido a propiedades que lo distinguen del gran grupo. ▪ Familia: las familias se establecen dentro de un subgrupo sobre la base de propiedades físicas y químicas junto con otras características que afectan la gestión. ▪ Serie: La serie consta de suelos dentro de una familia que tienen horizontes similares en color, textura, estructura, reacción, consistencia, composición mineral y química y disposición en el perfil.
  • 10. ▪ En la formación de suelo siempre intervienen los cinco factores, aunque los dominantes se denominan factores controladores .
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16. Materia Mineral y Materia Orgánica del suelo: Constituyentes del suelo.Fase sólida.Minerales del suelo.Estabilidad y alteración de los minerales del suelo.Mecanismos de procedencia.Especies mineralógicas.Materia orgánica.Constituyentes.Humificación. Sustancias húmicas. Complejos organominerales.Propiedades de la materia orgánica.Cantidad y distribución de la materia orgánica en el suelo.
  • 17. Ocupa el 50 % del total Ocupa el 50 % restante
  • 18.
  • 19. ▪ Representa la fase mas estable del suelo. Proviene de la descomposición de las rocas y de los residuos vegetales, estable en cuanto a su composición y organización. Dicha estabilidad suele servir para la caracterización de un suelo. ▪ Se trata de una fase muy heterogénea, formada por constituyentes inorgánicos y orgánicos. ▪ La fase sólida representa entre 45-49% del volumen del suelo. ▪ La fracción mineral representa entre 90-99% de la fase sólida. ▪ La materia orgánica representa entre 1-10% de la fase sólida. ▪ Constituye el esqueleto o matriz del suelo.La disposición de las partículas del esqueleto permite la existencia de una cantidad variable de poros.
  • 20. La disposición y acomodación de las partículas de la fase sólida del suelo determina una serie de características físicas del suelo, como: ▪ Estructura. ▪ Porosidad. ▪ Permeabilidad. ▪ Densidad. ▪ La fase sólida del suelo es la fuente de la mayoría de los nutrientes vegetales;es el almacén de agua requerida por las plantas y determina la eficiencia con que el suelo desempeña las funciones que permiten el desarrollo de las plantas.
  • 21. ▪ Ambas son más variables. ▪ La solución del suelo está sometida a cambios debidos a procesos de evaporación,absorción por las raíces,lluvia, riego, etc. ▪ La fase gaseosa sufre fluctuaciones en función de los procesos de difusión de gases y desplazamiento de aire por el suelo.
  • 22. Materia Mineral ▪ Arena ▪ Limo ▪ Arcilla Materia Orgánica ▪ Humus ▪ Microfauna ▪ Microflora ▪ Artrópodos ▪ Lombrices ▪ Hojarasca
  • 23.
  • 24. ▪ El grupo más importante de los minerales del suelo es el de los silicatos.Todos los silicatos están constituidos por una unidad estructural común,un tetraedro de coordinación Si-O. ▪ El silicio (4+) situado en el centro del tetraedro de coordinación y rodeado de 4 oxígenos (2-) situados en los vértices.
  • 25. ▪ Se clasifican según el grado de polimerización de los tetraedros:
  • 26. ▪ Los mas importantes en el suelo son los FILOSILICATOS (Arcillas).
  • 27. ▪ Constituye el componente más importante de la fracción mineral del suelo, ya que está constituida por partículas cargadas capaces de interactuar con la solución del suelo. ▪ Los minerales de arcilla son los aluminosilicatos. Está constituidos básicamente por Si, Al y O, además de otros elementos, como Na, K, Ca, Mg, Fe, etc. ▪ Desde la antigüedad se sabía que algunos componentes del suelo son capaces de intercambiar bases. Si sometemos una muestra de arcilla a electrolisis, en el ánodo se acumulan sílice, alúmina y óxidos de hierro. En el cátodo se depositan K+, Na+, Ca2+ y Mg2+, entre otros cationes. ▪ Las arcillas son un conjunto de minerales de origen secundario, formado en el proceso de meteorización química de las rocas, poseen un tamaño coloidal, con estructura cristalina bien definida y un gran desarrollo superficial, con propiedades físico- químicas responsables en gran parte de la actividad físico- química del suelo.
  • 28. ▪ Los filosilicatos están constituidos por el agrupamiento de los tetraedros compartiendo entre sí tres vértices (los tres del plano basal) formando planos. ▪ El cuarto vértice (el vértice superior) se une a un catión de coordinación octaédrica. ▪ Generalmente el catión octaédrico es Mg (capa llamada trioctédrica) o Al (capa dioctaédrica).
  • 29. De esta manera la estructura de estos minerales está formada por un apilamiento de capas de tetraedros y octaedros,formando estructuras laminares. Las capas se unen mediante oxígenos compartidos.Se trata,por lo tanto de capas íntimamente unidas y difíciles de separar. Según el modelo de repetición se forman dos tipos de láminas con diferentes estructuras: ▪ La 1:1 con una capa de tetraedros y otra de octaedros. ▪ La 2:1 con dos capas de tetraedros que engloban a una de octaedros.
  • 30. En las capas tetraédricas y octaédricas se producen sustituciones entre cationes que cuando son de distinta valencia crean déficit de carga y para compensarlos son atraídos otros cationes que se introducen entre las láminas, son los llamados cationes interlaminares. Dependiendo del déficit que se origine, de donde se produzca (capa tetraédrica u octaédrica) y de los cationes interlaminares atraídos,aparecen las distintas especies minerales: ▪ Caolinitas ▪ Serpentinas ▪ Micas (moscovita,biotita, illita) ▪ Esmectitas (montmorillonita) ▪ Vermiculita ▪ Clorita ▪ Sepiolita
  • 31.
  • 32.
  • 33. Estructura 1:1 ▪ Dioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (7 Å). Caolinita ▪ Trioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (7 Å). Serpentina Estructura 2:1 ▪ Dioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (9 Å). Pirofilita ▪ Dioctaédrica: Con sustituciones en la capa tetraédrica. Espesor fijo (10 Å). Moscovita ▪ Dioctaédrica: Con sustituciones en la capa octaédrica. Espesor variable (10-18 Å). Montmorillonita ▪ Trioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (9 Å).Talco ▪ Trioctaédrica: Con sustituciones en la capa tetraédrica. Espesor fijo (10 amstrong). Flogopita ▪ Trioctaédrica: Con sustituciones en la capa octaédrica. Espesor variable (10-18 Å). Hectorita ▪ Dioctaédrica y trioctaédrica: Con sustituciones en la capa tetraédrica y octaédrica. Espesor variable (10-14 Å).Vermiculita.
  • 34. Estructura 2:1+1.Espesor basal de las láminas a 14 amstrong. Trioctaédricas y dioctaédricas.Con sustituciones en ambas capas.Espesor fijo (14 Å). Cloritas.Fórmula variable. FIBROSOS Sepiolita.Estructura 2:1 con giro de los tetraedros y octaedros cada seis. Espesor variable (12-10 Å). Paligorsquita.Estructura 2:1 con giro de los tetraedros y octaedros cada cuatro. Espesor fijo (10,5 Å)
  • 35. Son minerales cuyo tamaño es semejante al de la arcilla pero distinta estructura. No pueden separarse de ella en el fraccionamiento por tamaño. Entre estos minerales se encuentran los siguientes: ▪ Óxidos e hidróxidos de Fe: hematita (Fe2O3), goethita (FeOOH) ▪ Óxidos e hidróxidos de Al: gibbsita (Al(OH)3) ▪ Óxidos e hidróxidos de Mn: vernadita,birnesita y litioforita. ▪ Carbonatos: calcita (CaCO3). ▪ Sulfatos: yeso (CaSO4.2H2O) ▪ Alofano: Al2O3(SiO2)1.3-2.0€ 2.5-3.0 H2O ▪ Sílice
  • 36. ▪ Los tipos de minerales que posee el suelo estará regulado por el material original y por su estabilidad frente a los factores y procesos pedogenéticos. ▪ La estabilidad se define como la resistencia que opone el mineral a toda modificación en su composición química o de su estructura cristalina. ▪ Así en medios muy agresivos sólo vamos a poder encontrar minerales muy estables,mientras que en otros suelos podremos encontrar minerales inestables.
  • 37. ▪ Existen factores intrínsecos que influyen,como: ▪ Composición química: relacionado al contenido de iones más o menos solubles y a como se comporta el mineral frente a la oxidación y la hidrólisis. ▪ Estructura: La estabilidad disminuirá cuanto más abierta sea la estructura y aumentara para los empaquetamientos densos y compactos. ▪ Tamaño: Cuanto menor tamaño más superficie presentará el grano y más inestable se tornará el mineral ▪ Exfoliación y fragilidad:Disminuyen la estabilidad. ▪ Inclusiones:Se considera que aumentan la inestabilidad al presentar superficies de contacto íntimo de dos materiales con diferentes composiciones
  • 38. ▪ Temperatura:Favorece la velocidad de alteración ▪ Humedad. El agua es el agente de alteración por excelencia ▪ Drenaje.Va a regular el tiempo de contacto del agua con partículas del suelo.También influirá regulando la concentración de las sales de la solución del suelo y modificará su poder hidrolítico. ▪ Acidez/alcalinidad.Los valores extremos de la escala del pH potencian la alteración. ▪ Potencial redox. Dependiendo del ambiente que predomine, oxidante o reductor, los minerales que contengan formas reducidas u oxidantes podrán o no alterarse. ▪ Factor biótico.Los organismos (principalmente microorganismos y raíces de las plantas) atacan a los minerales para extraer nutrientes.
  • 39. ▪ Establece una escala de 10 grados para la estabilidad de los minerales:
  • 40. ▪ REICHE calcula un índice potencial de alteración en base a la composición química de los minerales. Este índice viene expresado por la razón del porcentaje molar de alcalinos y alcalinotérreos menos el agua estructural y el total de iones presentes sin tener en cuenta ahora el agua. ▪ KELLER lo enfoca desde el punto de vista de la energía de formación del mineral (energía que necesita para formarse). A mayor energía de formación, menor estabilidad (para destruirse).
  • 41. ▪ Herencia Minerales muy estables que pasan de la roca al suelo sin transformarse.Se les conoce como minerales primarios. Típicamente el cuarzo. ▪ Alteración Minerales que se transforman durante la edafización.Es una alteración química en la cual el mineral primitivo pasa a otro secundario de una manera gradual y progresiva. Son minerales secundarios. ▪ Neoformación Cuando no exista (o si ha existido, no ha quedado ninguna prueba) relación genética entre un mineral edáfico y los minerales que existían en la roca. Como los del apartado anterior se les llama minerales secundarios,o edáficos.
  • 42. ▪ Es la fracción mas estable (poca superficie relativa) y en ellas predominan los granos heredados,más o menos transformados. ▪ Minerales que podemos encontrar en esta fracción: ABUNDANCIA GRUPO MINERAL ESPECIE MINERAL Poca Nesosilicatos Circón, granates, distena Escasa Ciclosilicatos Turmalina Poca Inosilicatos Piroxenos y anfíboles Abundantes Filosilicatos Micas y cloritas Muy abundantes Tectosilicatos Feldespatos Muy abundantes Oxidos Cuarzo Media Oxidos e hidróxidos Hematites, goethita Muy variable* Carbonatos, sulfatos Calcita, yeso
  • 43. ▪ Esta fracción se caracterizan por su gran superficie (partículas de muy pequeño tamaño),por ello son muy activas y están constituidas por minerales de neoformación y de alteración. ABUNDANCIA GRUPO MINERAL ESPECIE MINERAL Muy abundantes Filosilicatos Ilita, moscovita y caolinita Abundantes Filosilicatos Biotita, clorita y montmorillonita Media Filosilicatos Vermiculita Poca Filosilicatos Sepiolita y paligorsquita Poca Silicatos amorfos Alofanas Media Oxidos Cuarzo Poca Tectosilicatos Feldespatos Poca* Oxidos Hematites y goethita Poca* Carbonatos Calcita Poca* Sulfatos Yeso Poca* Haluros Halita
  • 44. ▪ La materia orgánica no forma parte del material original sino que se aporta durante la formación del suelo. ▪ La formación del suelo comienza cuando la vida vegetal y animal se instala en los primeros restos de descomposición del material original. Los restos de los seres vivos se incorporan al suelo tras su muerte. El relevante papel que ejercen sobre la fertilidad del suelo no se corresponde con la baja proporción en la que estos compuestos se encuentran en los suelos. ▪ Son un conjunto complejo de sustancias constituidas por restos vegetales y organismos que están sometidos a un constante proceso de transformación y síntesis.
  • 45. ▪ El concepto de materia orgánica del suelo se refiere a la fase muerta,pero en la práctica se incluyen también a los microorganismos vivos dada la imposibilidad de separarlos del resto de material orgánico transformado.
  • 46. ▪ El concepto de M.O. del suelo se usa generalmente para referirse a los componentes de origen orgánico del suelo, incluyendo los tejidos animales y vegetales,los productos de su descomposición parcial y la biomasa del suelo. ▪ La dinámica de este complejo sistema está determinada por: ▪ 1) El continuo aporte al suelo de restos orgánicos de origen vegetal y animal. Sufren en primer lugar una alteración mecánica,por acción de la fauna y los microorganismos del suelo. ▪ 2) Su continua transformación bajo la acción de factores de tipo biológico, físico y químico.Así, las moléculas orgánicas complejas (como proteínas o polisacáridos) son degradadas para obtener moléculas más sencillas (como aminoácidos u oligosacáridos).Algunos productos de esta degradación pueden sufrir la acción de procesos de reorganización por causa de los microorganismos del suelo.
  • 47. ▪ Compuestos hidrocarbonados (formados por C, H y O). ▪ Sustancias nitrogenadas (formados por C, H, O, N, P y S) ▪ Productos transitorios. ▪ Humus ▪ Huminas
  • 48. En suelos agrícolas, la M.O. suele representar el 1 – 3% de los constituyentes del suelo, mientras que en suelos forestales, este porcentaje puede elevarse mucho. El horizonte superficial contiene un mayor contenido en materia orgánica, el contenido va disminuyendo progresivamente con la profundidad. Bajo determinadas condiciones de precipitación y drenaje del suelo puede acumularse materia orgánica en profundidad a causa del intenso lavado de los horizontes más superficiales. Interesa el contenido en carbono orgánico de cada horizonte del suelo, para poder establecer la relación C/N. Este parámetro sirve para describir la mineralización y humificación de la materia orgánica del suelo.
  • 49.
  • 50. ▪ Microbiota:microorganismos: algas,bacterias,hongos, protozoos... ▪ Mesobiota:nematodos, gusanos,moluscos,artrópodos. ▪ Macrobiota: raíces vegetales, lombrices, vertebrados,etc. Representa un grupo enormemente diverso, tanto desde el punto de vista cualitativo como cuantitativo.
  • 51.
  • 52. Valores usuales son de 10.000 a 10.000.000 de organismos por gramo de suelo para la microflora y de 1.000 a 100.000 para la microfauna.
  • 53. ▪ Está constituido por restos orgánicos frescos, vegetales y animales, productos excretados por los organismos, productos de descomposición y compuestos de síntesis. ▪ Los restos vegetales son mucho más importantes cuantitativamente que los restos de animales y microorganismos ▪ Dentro de este grupo tenemos el humus que es la materia orgánica transformada y alterada. Constituye un conjunto muy complejo de compuestos orgánicos coloidales de color oscuro sometidos a un constante proceso de transformación. Dentro de él se definen un grupo de sustancias llamadas sustancias húmicas.
  • 54. La materia orgánica del suelo se divide en tres grupos: a) la materia orgánica fresca, sin transformar, conservando su estructura y morfología orgánicas y que constituye la fuente de material original en su versión orgánica para los suelos; b) la materia orgánica parcialmente transformada con una descomposición en la que desaparece total o parcialmente la estructura orgánica pero formando partículas individuales sin que lleguen a integrarse con la fracción mineral; c) la materia orgánica transformada en nuevos compuestos estabilizados que pueden perdurar miles de años.
  • 55. Capa de hojarasca: Horizonte con sólo componentes orgánicos, constituida por los restos muertos de los vegetales acumulados sobre la superficie del suelo, como hojas, ramas... así como deyecciones, secreciones y cuerpos muertos de animales. Mantillo. Compuestos orgánicos como la celulosa, lignina, lípidos, proteínas, polisacáridos, etc. Siendo la mayoría muy inestables. Horizonte “H”. Restos orgánicos enterrados: restos orgánicos frescos conservando su morfología. Materia orgánica particulada: Son los residuos de plantas parcialmente transformados, de tamaños entre 2 milímetros y 50 micras. Frecuentemente se encuentra debajo de la capa de hojarasca en los suelos de los bosques. Restos inestables que se degradan en poco tiempo (de días a años). Constituyente principal del Horizonte "O".
  • 56. Materia orgánica estabilizada: Restos orgánicos muy transformados en los cuales no es posible distinguir macroscópicamente rasgos morfológicos. Son relativamente estables (durante años y décadas). De tamaño siempre menor de 50 micras. Se encuentra íntimamente asociada con la fracción mineral del suelo. Materia orgánica ocluida: Restos orgánicos incluidos en el interior de los agregados estructurales. Materia orgánica disuelta: Sólo una pequeña parte de la materia orgánica se encuentra soluble en la solución del suelo.
  • 57. Humus: materia orgánica transformada y alterada ▪ Constituye un conjunto muy complejo de compuestos orgánicos amorfos de color oscuro sometidos a un constante proceso de transformación por la acción de los microorganismos bajo condiciones aerobias y anaerobias. ▪ Desde el punto de vista químico en el humus se encuentran sustancias heredadas del material original estabilizadas en el suelo, compuestos transformados por procesos pedogenéticos y compuestos sintetizados por los microorganismos. ▪ Dentro de él se definen un grupo de sustancias llamadas sustancias húmicas.
  • 58. ▪ La humificación es el proceso de la transformación de la materia orgánica y formación del humus ▪ La transformación de la materia orgánica puede llegar a la destrucción total de los compuestos orgánicos dando lugar a productos inorgánicos sencillos como CO2, NH3, H20, etc., y se habla, en este caso, del proceso de mineralización. ▪ Dependiendo de las características del suelo y de la naturaleza de los restos vegetales aportados dominará la humificación o la mineralización aunque siempre se dan las dos procesos con mayor o menor intensidad. ▪ La humificación es responsable de la acumulación de la materia orgánica en el suelo mientras que la mineralización conduce a su destrucción.
  • 59.
  • 60. 1) Transformación química inicial, es una alteración que sufren los restos vegetales antes de caer al suelo. Las hojas son atacadas por los microorganismos, en el mismos árbol, y se producen importantes transformaciones en su composición y estructura. Consiste en pérdida de sustancias orgánicas y elementos minerales P, N, K, Na que pueden entrar en el sistema edáfico como nutrientes.
  • 61. 2) Acumulación y destrucción mecánica. La hojarasca, ramas, tallos, etc, se acumulan sobre el suelo y se van destruyendo mecánicamente, fundamentalmente por la acción de los animales que reducen su tamaño, lo mezclan con la fracción mineral y lo preparan para la posterior etapa.
  • 62. 3) Alteración química. En esta etapa se produce una intensa transformación de los materiales orgánicos y su mezcla e infiltración en el suelo. Los restos orgánicos en el suelo pierden rápidamente su estructura celular y se alteran a un material amorfo que va adquiriendo un color cada vez más negro, con una constitución y composición absolutamente distintos de los originales. Poco a poco los restos transformados se integran totalmente con la fracción mineral, formando parte del plasma basal del suelo.
  • 63. ▪ Los restos vegetales están constituidos por dos tipos de tejidos: el parénquima y el leñoso. ▪ El parénquima se encuentra en las hojas, las ramas y tallos jóvenes y en las raíces finas y consiste fundamentalmente de celulosa y proteínas (sustancias lábiles). ▪ El tejido leñoso representa la corteza de las ramas,tallos, troncos y raíces que protegen a las partes blandas de los restos y las nervaduras,el peciolo y la vaina de las hojas,las paredes leñosas de los conductos por los que circula la savia y el agua y que están constituidos por lignina (muy resistente a la degradación edáfica). ▪ Básicamente los restos vegetales están constituidos por una media del 58% de C junto a cantidades muy variables de H, O, N, S, P y en los suelos la materia orgánica está unida a cationes del tipo de Ca, Mg,Cu, Mn, Zn, Al y Fe.
  • 64. Secuencia de Resistencia a la alteración creciente Azúcares, almidones, proteínas Celulosas Hemicelulosas Ligninas, ceras, resinas, taninos
  • 65. El papel de los microorganismos en los procesos de humificación - mineralización ▪ Los microorganismos necesitan del carbono como fuente de energía (oxidan el C y lo devuelven a la atmósfera como CO2) y el nitrógeno para incorporarlo a su protoplasma y ambos los toman de los restos vegetales. Las plantas y los microorganismos entran en competencia por el C y el N por lo que puede ser un factor limitante. ▪ Para el desarrollo de los organismos a partir del material parental se necesita el aporte externo de N y C. Las bacterias, los hongos y las algas que son capaces de desarrollarse en este ambiente tan hostil son llamados colonizadores primarios
  • 66. ▪ Relación C/N. evalúa la calidad de los restos orgánicos ▪ C/N = 100 se dice que la razón es alta (pinocha y paja). Como contienen poco nitrógeno la actividad biológica es limitada. Se trata de una vegetación acidificante. ▪ Cuando C/N ≤30 los restos contienen suficiente nitrógeno para soportar una intensa actividad microbiana. En este caso la vegetación es mejorante.
  • 67. Es un parámetro que evalúa la calidad de los restos orgánicos de los suelos. Cuando los restos orgánicos tienen una relación C/N de alrededor de 100, o mayor, se dice que la razón es alta.
  • 68. Cuando se incorporan los restos orgánicos al suelo se produce un intensa actividad microbiana, debido a la abundancia de restos fácilmente atacables. Después disminuye la actividad al ir quedando los restos más estables que sólo pueden ser descompuestos por los organismos más agresivos. Al principio actúan hongos, después las bacterias y por último los actinomicetos.
  • 69. 1) Degradación de la moléculas. Las macromoléculas de los restos orgánicos (celulosa, almidón, pectina, lignina, proteínas, glucosa, grasas, ceras, etc.) se fragmentan a formas más sencillas, más cortas. Los polímeros se transforman en monómeros. A esta etapa se le llama despolimerización enzimática o humificación directa. 2) Oxidación de los compuestos aromáticos con formación de quinonas (compuestos orgánicos con una base aromática,pe, benzeno) 3) Condensación, polimerización y fijación de nitrógeno, formando aminoácidos y péptidos, para originar los ácidos húmicos. En esta fase los compuestos orgánicos sencillos se reorganizan, conservando sus estructuras orgánicas para dar nuevo polímeros más estables. Es la fase de polimerización biológica o humificación indirecta (imprescindible la actuación de las bacterias).
  • 70. Se establecen tres grupos desde el punto de vista de su estabilidad/inestabilidad: ▪ Fracción lábil biodegradable: carbohidratos, aminoácidos y proteínas ▪ Fracción moderadamente estable frente a la biodegradación: ácidos fúlvicos y húmicos. ▪ Fracción recalcitrante, altamente estable frente a la biodegradación: huminas (fracción de las sustancias húmicas que no son solubles en medio alcalino ni ácido) y carbón. El humus se separa en una serie de fracciones al tratarlo con una serie de reactivos extractantes.
  • 71. ▪ Son sustancias muy activas,estables (relativamente) de comportamiento coloidal y de composiciones muy heterogéneas y complejas. ▪ Representan del orden del 60-80% de la materia orgánica. ▪ Constituyen grupos heterogéneos que no están definidos por una composición determinada sino que se establecen en base a su comportamiento frente a determinados reactivos (solubles o insolubles/precipitados).
  • 72. ▪ Mediante los reactivos alcalinos, como la NaOH, se separan las huminas (que son insolubles) de los ácidos fúlvicos y húmicos, que son solubles. ▪ A su vez, lo soluble se separan mediante tratamiento ácido, generalmente HCl; los ácidos fúlvicos son solubles en HCl mientras que los húmicos son insolubles. ▪ El comportamiento frente al calcio diferencia dos fracciones de ácidos húmicos: ácidos húmicos pardos, solubles en calcio y ácidos húmicos grises, insolubles en calcio.
  • 73. Constituyen una serie de compuestos sólidos o semisólidos, amorfos, de color amarillento y naturaleza coloidal, fácilmente dispersables en agua y no precipitables por los ácidos, susceptibles en cambio de experimentar floculación en determinadas condiciones de pH y concentración de las soluciones de cationes no alcalinos.
  • 74. Se presentan como sólidos amorfos de color marrón oscuro, generalmente insolubles en agua y en casi todos los disolventes no polares, pero fácilmente dispersables en las soluciones acuosas de hidróxidos y sales básicas de los metales alcalinos, constituyendo un hidrosol que puede experimentar floculación mediante el tratamiento de los ácidos o los demás cationes.
  • 75. Los compuestos húmicos no extraíbles con reactivos alcalinos o huminas,constituyen un grupo de sustancias relativamente diferentes entre sí, cuyo origen puede ser por herencia o por neoformación. Las huminas se hallan retenidas en los agregados minerales del suelo por uniones muy firmes.
  • 76. ▪ Mor: Materia orgánica muy poco transformada. Acumulación de restos orgánicos frescos. De suelos de climas fríos. Suelos ácidos ▪ Moder: Mayor transformación de la materia orgánica (Fúlvicos y precursores).Moderada transformación. ▪ Mull: Máxima alteración de la materia orgánica. Materia orgánica evolucionada (ácidos húmicos,coloración del horizonte muy oscura).
  • 77. ▪ La materia orgánica es estabilizada dentro del suelo por procesos fisicoquímicos ▪ Frecuentemente es protegida del ataque de los microorganismos mediante su asociación con los minerales del suelo, preferentemente la arcilla y óxidos de Fe, como una simple asociación o formando complejos organominerales.
  • 78. Causas de la formación de complejos OM: a) En las superficies de las arcillas predominan las cargas negativas y atraen a los cationes orgánicos. b) Uniones de la materia orgánica a los grupos hidroxilos de los bordes del mineral que se encuentran débilmente coordinado y que pueden ser protonizados o disociados dependiendo del pH. c) Aparte de los filosilicatos, los óxidos de Fe y Al presentan superficies cargadas positivamente que atraen a las moléculas de materia orgánica.
  • 79. ▪ Confiere al suelo un determinado color oscuro ▪ Da lugar a una buena estructura, estable. Las sustancias húmicas tienen un poder aglomerante, las cuales se unen a la fracción mineral y dan buenos flóculos en el suelo originando una estructura grumosa estable, de elevada porosidad y mayor permeabilidad. ▪ Facilita el drenaje del agua en el suelo y evita el encharcamiento ▪ La temperatura del suelo es mayor debido a que los colores oscuros absorben más radiaciones que los claros. ▪ Protege al suelo de la erosión (capa vegetal y mejor estructura ligante). ▪ Protege al suelo de la contaminación.La materia orgánica adsorbe plaguicidas y otros contaminantes.
  • 80. ▪ Las sustancias húmicas tienen propiedades coloidales, debido a su tamaño y carga (retienen agua, hinchan, contraen, fijan soluciones en superficie,dispersan y floculan). ▪ La materia orgánica reacciona con la solución del suelo y con las raíces. ▪ Capacidad de cambio. La MO fija iones de la solución del suelo, los cuales quedan débilmente retenidos y evita por tanto que se produzcan pérdidas de nutrientes en el suelo. ▪ La capacidad de cambio es de 3 a 5 veces superior a la de las arcillas - buena reserva de nutrientes (N, P y S). ▪ Influye en el pH. Produce compuestos orgánicos que tienden a acidificar el suelo. Es un agente de alteración por su carácter ácido. Descompone los minerales. ▪ Influye en el estado de dispersión/floculación del suelo. ▪ Aporte de nutrientes a los microorganismos y fuente de energía.