La materia orgánica del suelo (MOS) es el componente de materia orgánica del suelo , que consiste en detritos de plantas y animales en diversas etapas de descomposición , células y tejidos de los microbios del suelo y sustancias que sintetizan los microbios del suelo. La MOS proporciona numerosos beneficios a las propiedades físicas y químicas del suelo y su capacidad para proporcionar servicios ecosistémicos regulatorios . [1] La MOS es especialmente crítica para las funciones y la calidad del suelo . [2]
Los beneficios de la MOS resultan de una serie de factores edáficos complejos e interactivos ; Una lista no exhaustiva de estos beneficios para la función del suelo incluye la mejora de la estructura del suelo , la agregación, la retención de agua, la biodiversidad del suelo , la absorción y retención de contaminantes , la capacidad amortiguadora y el ciclo y almacenamiento de nutrientes de las plantas . La MOS aumenta la fertilidad del suelo al proporcionar sitios de intercambio catiónico y ser una reserva de nutrientes para las plantas , especialmente nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S), junto conmicronutrientes , que la mineralización de la MOS libera lentamente. Como tal, la cantidad de MOS y la fertilidad del suelo están correlacionadas significativamente.
La MOS también actúa como un importante sumidero y fuente de carbono del suelo (C). Aunque el contenido de C de la MOS varía considerablemente, [3] [4] Se estima que la MOS contiene un 58% de C, y "carbono orgánico del suelo" (SOC) se utiliza a menudo como sinónimo de MOS, y el contenido de SOC medido a menudo sirve como un proxy para SOM. El suelo representa uno de los mayores sumideros de C en la Tierra y es importante en el ciclo global del carbono y, por lo tanto, para la mitigación del cambio climático . [5] Por lo tanto, la dinámica de la MOS / COS y la capacidad de los suelos para proporcionar el servicio ecosistémico de secuestro de carbono a través del manejo de la MOS han recibido una atención considerable recientemente.
La concentración de MOS en los suelos generalmente varía del 1% al 6% de la masa total de la capa superficial del suelo para la mayoría de los suelos de tierras altas . Los suelos cuyos horizontes superiores consisten en menos del 1% de materia orgánica se limitan principalmente a los desiertos , mientras que el contenido de MOS de los suelos en áreas bajas y húmedas puede llegar al 90%. Los suelos que contienen de 12% a 18% de COS se clasifican generalmente como suelos orgánicos . [6]
Se puede dividir en 3 géneros: la biomasa viva de microbios , detritos frescos y parcialmente descompuestos y humus . La hojarasca de la superficie de las plantas , es decir, detritos vegetales frescos, generalmente se excluye de la MOS. [7] [8]
Fuentes
La fuente principal de MOS son los detritos vegetales. En bosques y praderas , por ejemplo, diferentes organismos descomponen los detritos frescos en compuestos más simples. Esto implica varias etapas, la primera es principalmente mecánica y se vuelve más química a medida que avanza la descomposición. Los descomponedores microbianos están incluidos en la MOS y forman una red alimentaria de organismos que se aprovechan unos de otros y posteriormente se convierten en presas.
También hay otros herbívoros que consumen materia vegetal fresca, cuyo residuo pasa luego al suelo. Los productos del metabolismo de estos organismos son las fuentes secundarias de MOS, que también incluye sus cadáveres. Algunos animales, como las lombrices de tierra, las hormigas y los ciempiés contribuyen a la translocación vertical y horizontal de la materia orgánica. [9]
Otras fuentes de MOS incluyen los exudados de las raíces de las plantas [10] y el carbón vegetal . [11]
Composición
El contenido de agua de la mayoría de los detritos vegetales oscila entre el 60% y el 90%. La materia seca consiste en materia orgánica compleja que se compone principalmente de carbono, oxígeno e hidrógeno. Aunque estos tres elementos constituyen aproximadamente el 92% del peso seco de la materia orgánica en el suelo, otros elementos son muy importantes para la nutrición de las plantas, como nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, calcio, magnesio y muchos micronutrientes . [9]
Los compuestos orgánicos en los detritos vegetales incluyen:
- Carbohidratos que se componen de carbono, hidrógeno y oxígeno, y varían en complejidad desde azúcares bastante simples hasta las grandes moléculas de celulosa .
- Grasas compuestas por glicéridos de ácidos grasos, como butírico , esteárico y oleico . También incluyen carbono, oxígeno e hidrógeno.
- Las ligninas que son compuestos complejos, forman las partes más antiguas de la madera y también están compuestas principalmente de carbono, oxígeno e hidrógeno. Son resistentes a la descomposición.
- Proteínas que incluyen nitrógeno además de carbono, hidrógeno y oxígeno; y pequeñas cantidades de azufre, hierro y fósforo. [9]
- Carbón vegetal , que es carbono elemental que se deriva de la combustión incompleta de materia orgánica. Es resistente a la descomposición.
Descomposición
Los detritos vegetales en general no son solubles en agua y, por lo tanto, son inaccesibles para las plantas. Constituye, sin embargo, la materia prima de la que se derivan los nutrientes vegetales . Los microbios del suelo lo descomponen a través de procesos bioquímicos enzimáticos , obtienen la energía necesaria de la misma materia y producen los compuestos minerales que las raíces de las plantas pueden absorber. [12] La descomposición de compuestos orgánicos específicamente en compuestos minerales, es decir, inorgánicos, se denomina " mineralización ". Una porción de materia orgánica no se mineraliza y en cambio se descompone en materia orgánica estable que se denomina " humus ". [9]
La descomposición de compuestos orgánicos ocurre a velocidades muy diferentes, dependiendo de la naturaleza del compuesto. La clasificación, de tasas rápidas a lentas, es:
- Azúcares, almidones y proteínas simples.
- Proteínas
- Hemicelulosas
- Celulosa
- Ligninas y grasas
Las reacciones que ocurren pueden incluirse en uno de los 3 géneros:
- Oxidación enzimática que produce dióxido de carbono, agua y calor. Afecta a la mayor parte del asunto.
- Una serie de reacciones específicas libera y mineraliza los elementos esenciales nitrógeno, fósforo y azufre.
- Los compuestos resistentes a la acción microbiana se forman mediante la modificación de los compuestos originales o mediante la síntesis microbiana de otros nuevos para producir humus . [9]
Los productos minerales son:
Elemento | Productos minerales |
---|---|
Carbón | CO 2 , CO 3 2− , HCO 3 - , CH 4 , C |
Nitrógeno | NH 4 + , NO 2 - , NO 3 - , N 2 (gas), N 2 O (gas) |
Azufre | S, H 2 S, SO 3 2− , SO 4 2− , CS 2 |
Fósforo | H 2 PO 4 - , HPO 4 2− |
Otros | H 2 O, O 2 , H 2 , H + , OH - , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , etc. |
Humus
A medida que se descomponen los detritos vegetales, se forman algunos compuestos resistentes a microbios, como ligninas, aceites, grasas y ceras modificadas. En segundo lugar, se sintetizan algunos compuestos nuevos, como polisacáridos y poliuronidas . Estos compuestos son la base del humus . Se producen nuevas reacciones entre estos compuestos y algunas proteínas y otros productos que contienen nitrógeno, incorporando así nitrógeno y evitando su mineralización . Otros nutrientes también están protegidos de esta manera de la mineralización.
Sustancias húmicas
Las sustancias húmicas se clasifican en 3 géneros según su solubilidad en ácidos y álcalis, y también según su estabilidad:
- El ácido fúlvico es el género que contiene la materia que tiene el peso molecular más bajo, es soluble en ácidos y álcalis y es susceptible a la acción microbiana.
- El ácido húmico es el género que contiene la materia intermedia que tiene un peso molecular medio, es soluble en álcalis e insoluble en ácidos y tiene cierta resistencia a la acción microbiana.
- Humin es el género que contiene la materia que tiene el mayor peso molecular, es de color más oscuro, es insoluble en ácidos y álcalis y tiene la mayor resistencia a la acción microbiana. [9]
Función en el ciclo del carbono
El suelo tiene una función crucial en el ciclo global del carbono , y la reserva global de carbono del suelo se estima en 2.500 gigatoneladas . Esto es 3,3 veces la cantidad de la reserva atmosférica a 750 gigatoneladas y 4,5 veces la piscina biótica a 560 gigatoneladas. La reserva de carbono orgánico , que se presenta principalmente en forma de MOS, representa aproximadamente 1,550 gigatoneladas de la reserva de carbono global total, [13] [14] y el carbono inorgánico del suelo (SIC) representa el resto. La reserva de carbono orgánico existe en equilibrio dinámico entre ganancias y pérdidas; Por lo tanto, el suelo puede servir como sumidero o fuente de carbono, mediante el secuestro o las emisiones de gases de efecto invernadero , respectivamente, dependiendo de factores exógenos. [15]
Ver también
- Material biótico
- Detrito
- Humificación
- Humus
- Inmovilización (ciencia del suelo)
- Mineralización (ciencia del suelo)
- Materia orgánica
- Ciencia del suelo
Referencias
- ^ Brady, NC y Weil, RR La naturaleza y propiedades de los suelos. Prentice Hall, Inc., Upper Saddle River, Nueva Jersey, EE. UU., 1999.
- ^ Beare, MH; Hendrix, PF; Cabrera, ML; Coleman, DC (1994). "Piscinas de materia orgánica protegidas y desprotegidas de agregados en suelos de labranza convencional y sin labranza" . Revista de la Sociedad de Ciencias del Suelo de América . Descarga gratuita de PDF. 58 (3): 787. doi : 10.2136 / sssaj1994.03615995005800030021x . Consultado el 13 de julio de 2016 .
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