Definición La materia orgánica del suelo corresponde a la fracción orggáni or nica ca no vi vivi vien entte de dell su suel elo o
Es decir
A la suma de sustancias que qu e co cont ntie iene nen n carbono
orgánico
La MOS se integra de manera exclusiva por
Residuos de plantas y anim an imal ales es no tot otal alme men nte descompuestos
De restos de microorganismos y sustancias que estos producen en su actividad en el su suel elo o
Consiste de sustancias húm úmiicas y no hú húmi mica cass
Definición La materia orgánica del suelo corresponde a la fracción orggáni or nica ca no vi vivi vien entte de dell su suel elo o
Es decir
A la suma de sustancias que qu e co cont ntie iene nen n carbono
orgánico
La MOS se integra de manera exclusiva por
Residuos de plantas y anim an imal ales es no tot otal alme men nte descompuestos
De restos de microorganismos y sustancias que estos producen en su actividad en el su suel elo o
Consiste de sustancias húm úmiicas y no hú húmi mica cass
Clasificación de los compuestos c ompuestos orgánicos orgánicos del suelo
El humus del suelo El material denominado dell su de sue elo
orgánico
“humus
Es una mezcla heterogénea de compue com puest stos os org orgáni ánicos cos com comple plejos. jos. Estos comp mpu uestos se forma man n por la alteración bioquímica de restos vegetales También de animales micr microo oorg rgan anis ismo moss del del suel suelo. o.
En el humus ocurren dos procesos: descomposición y síntesis.
y
Fracciones del humus del suelo El humus del suelo se compone de dos tipos de sustancias: Sustancias no húmicas
Sustancias húmicas.
Sustancias no húmicas
Corresponden restos de animales, plantas y microorganismos no alterados bioquímicamente. Esta fracción contiene compuestos que pertenecen a clases bioquímicas conocidas Carbohidratos, aminoácidos, proteínas, lignina, grasas, ceras, resinas, ácidos orgánicos En esta fracción no se puede reconocer la forma de los organismos originales, pues se ha integrado al suelo. Representa entre 20 –30% de la materia orgánica de los suelos.
Representa entre 20 30% de la materia orgánica de los suelos.
Constituye una serie de sustancias pardas a negras de peso molecular relativamente alto formadas por reacciones secundarias de síntesis
Se forman de manera exclusiva en el suelo y en algunos ambientes similares (compost). Representa 60 – 80% de la materia orgánica de los suelos.
Carbohidratos
Constituyen entre 5 a 25% de la materia orgánica del suelo.
Monosacaridos
Los restos de plantas contribuyen con azucares simples, hemicelulosa, celulosa.
Oligosacaridos
Algunas formas son fácilmente degradadas
poligosacaridos
Se clasifican en: Monosacáridos Monosacáridos (azucares simples).
Oligosacáridos de 2 a 8 monómeros
Polisacáridos mas de 8 monómeros
Monosacáridos Sustancias que producen estos compuestos por hidrólisis (reacción con agua).
No pueden ser fragmentados en moléculas más pequeñas por hidrólisis.
Oligosacáridos
Almidón Polisacárido de reserva de las plantas.
Polímero lineal o ramificado de la glucosa.
Sirve como producto para el almacén de energía en granos de cereal (semillas), tallos, raíces, rizomas y tubérculos.
Presenta dos sub-unidades: la amilosa (cadena lineal α1-4) y la amilopectina (cadena con ramificación α1-6)
Celulosa Constituye un polisacárido estructural de los tejidos vegetales. Presente en las paredes celulares y en los tejidos de sostén mecánico de las plantas. Es un polímero lineal de la celobiosa. La celobiosa esta constituida por dos unidades de glucosa unidas por enlace β1-4.
Polisacáridos
Sustancias pépticas Componentes importantes de las paredes celulares de las plantas.. La pectina esta compuesta de cadenas de ácido galacturónico a menudo esterificadas con un grupo metil (ácido metilgalacturónico)
Ocurren principalmente en la lamina media, donde “cementan” las paredes celulares. La invasión de raíces por Rhizobium y micorrizas se asocia a su degradación.
Ácidos urónicos
Constituyentes de paredes celulares de bacterias y hongos. Presentes también en exoesqueletos de insectos y artrópodos en el suelo. La glucosamina y galactosamina pueden formar polímeros de alto peso molecular como el peptidoglicano y la quitina.
Contribución del los tipos individuales de azucares a la materia orgánica del suelo
Lignina
Es el tercer componente mas común en los residuos vegetales, especialmente leñosos.
Es componente de las paredes celulares.
Su contenido varia con la edad y parte de la planta. La lignina esta compuesta de unidades de fenilpropeno que contienen un anillo bencénico (6C) y una cadena lineal (3C). 500 a 600 unidades condensadas al azar y con enlaces cruzados.
Ejemplos de unidades de fenilpropeno que son los bloques básicos de la lignina
Ejemplos de unidades de fenilpropeno que son los bloques básicos de la lignina
Aminoácidos, péptidos y proteínas
Los aminoácidos son compuestos simples que contienen carbono y nitrógeno. Los α-aminoácidos pueden formar cadenas cortas (péptidos) y muy largas (proteínas)
Las proteínas son moléculas de gran importancia en la célula
Aminoácidos en el suelo
Pueden participar en reacciones enzimáticas (proteínas solubles) o formar membranas (proteínas estructurales).
Lípidos del suelo
Grupo variado de compuestos incluyen desde moléculas simples hasta complejas. Los ácidos grasos moléculas simples.
constituyen
Esteroles, terpenos, hidrocarburos polinucleares, clorofila, grasas, ceras y resinas son moléculas pesadas
Lípidos en el suelo
Representan de 2 a 6% del humus del suelo.
las
Ácidos nucleicos del suelo
Los ácidos nucleicos son el almacén de información genética de las células, provienen de las plantas, animales y microorganismos del suelo.
Los ácidos nucleicos constituyen moléculas muy complejas y de alto peso molecular, por ello suelen ser estables en el suelo. Representan menos de 1% del humus del suelo.
Tasa de descomposición de los compuestos orgánicos del suelo Los compuestos orgánicos varían ampliamente en su tasa de descomposición. La siguiente lista es propuesta: • • • • • • •
Azucares, almidón y aminoácidos (rápida) Proteínas simples (solubles) Proteínas estructurales. Hemicelulosa Celulosa Grasas, ceras, etc. Lignina. (lenta)
Actividad de descomposición de los microorganismos Las condiciones que favorecen la rápida descomposición de los residuos vegetales y la multiplicación de los microorganismos incluyen: Residuos vegetales con bajo contenido de lignina y tamaño de partícula pequeño. Adecuado nitrógeno disponible o residuo con baja relación C/N.
pH del suelo cercano a neutro para permitir diversas poblaciones microbianas activas. Adecuada humedad y aireación del suelo, y Temperatura calidad del suelo con óptimo de 3 0 a 4 5 C. °
Sustancias húmicas Fracciones húmicas del suelo Acido fúlvico: Material amarillo de bajo peso molecular. Soluble en agua y en ácidos diluidos.
Acido húmico: Material pardo oscuro a negro. Puede ser extraído del suelo por álcali diluido (NaOH 0.5M) y es insoluble en ácidos. Su peso molecular es mayor.
Humina: Fracción de la materia orgánica del suelo que no puede ser extraída del suelo con álcali diluido. Es de alto peso molecular e insoluble.
Formación de sustancias húmicas Celulosa y otras sustancias no ligninas
Lignina Ataque por microorganismos
Aldehídos fenólicos y ácidos Posterior utilización por microorganismos y oxidación a CO2
Utilización por microorganismos
Polifenoles enzimas fenoloxidasas
Quinonas compuestos amino
Ácidos húmicos
compuestos amino
Ácidos fúlvicos
Estructura del ácido fúlvico
Estructura del ácido húmico
Formación del humus (Alteración vegetal) La lignina es utilizada en forma incompleta por los microorganismos, y el residuo se vuelve parte del humus del suelo. La lignina es modificada por hidroxilación y oxidación del metoxilo (-OCH3) a carboxilo (-COOH), el cual reacciona con compuestos amino para producir ácidos húmicos que son oxidados a ácidos fúlvicos.
Comparación de las propiedades químicas de los materiales húmicos y la lignina
Polimerización de compuestos cíclicos en melanina
Formación de humus en el suelo
Los compuestos fenólicos liberados durante la descomposición de la lignina pasan por conversión enzimática a quinonas las cuales se condensan con compuestos amino para producir humus
Polifenoles son sintetizados por hongos a partir de fuentes de carbono diferentes a la lignina, tales como celulosa.
Los polifenoles son luego oxidados enzimáticamente a quinonas que se condensan con compuestos amino para producir humus.
Formación de quinonas a partir de azucares simples
Mineralización del humus del suelo
El humus del suelo puede descomponerse por la actividad microbiana y transformarse en sustancias inorgánicas, proceso conocido como mineralización.
Coeficiente de mineralización de la MOS estimada para diferentes regiones del Perú
Factores que afectan la mineralización de la MOS
Las condiciones que afectan la mineralización incluyen:
Temperatura Adecuada humedad aireación del suelo pH del suelo.
Influencia de la materia orgánica en las propiedades del suelo
Efecto en el color del suelo. Incrementa el calor especifico. Disminuye el albedo.
Influencia en las propiedades físicas:
Incrementa la granulación y mejora la estructura del suelo. Disminuye la densidad aparente.
Disminuye la plasticidad y la cohesión Incrementa la retención de agua.
Influencia de la materia orgánica en las propiedades del suelo Alta capacidad de intercambio catiónico :2-30 veces mayor que los coloides minerales.
Representa 20-90% de la adsorción en suelos minerales.
Incrementa retención nutrientes.
la de
Provisión y disponibilidad de nutrientes: Cationes fácilmente reemplazables.
Incrementa eficiencia de fertilizantes.
la los
Provee N, P, S y micronutrientes en forma orgánica.
Liberación de elementos de minerales por ácidos orgánicos
Estimula desarrollo raíces.
de
el las
Proporciona calor para la germinación y el brotamiento.
FUENTES DE MATERIA ORGANICA
Estiércoles
Manejo del estiércol
Cantidad de residuos producidos Algodón • Espárrago • Fríjol • Maíz • Papa • Vid •
8
10 TM/Ha 15 25 TM/Ha 4 8 TM/Ha 10 12 TM/Ha 6 10 TM/Ha 12 15 TM/Ha –
–
–
–
–
–
Residuos agroindustriales
Compost
Volteo de compost
MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO
Restos vegetales, animales microbianos
MINERALIZACIÓN Más o menos rápida
NH3; CO2; PO43+
MINERALIZACIÓN MINERALIZACIÓN lenta lenta DESHUMIFICACIÓN DESHUMIFICACIÓN
Monómeros intermediarios
Síntesis de compuestos Húmicos coloidales HUMIFICACIÓN Repolimerización
