Materia orgánica del suelo
Componente de materia orgánica del suelo

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 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 a su capacidad para proporcionar servicios ecosistémicos reguladores . [1] La MOS es especialmente crítica para las funciones y la calidad del suelo . [2]

Los beneficios de la MOS son el resultado de varios 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 de amortiguación y el ciclo y almacenamiento de nutrientes de las plantas . La MOS aumenta la fertilidad del suelo al proporcionar sitios de intercambio de cationes y ser una reserva de nutrientes para las plantas , especialmente nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S), junto con micronutrientes , que la mineralización de la MOS libera lentamente. Como tal, la cantidad de MOS y la fertilidad del suelo están significativamente correlacionadas. [3]

El SOM también actúa como un importante sumidero y fuente de carbono (C) del suelo. Aunque el contenido de C del SOM varía considerablemente, [4] [5] se estima que el SOM contiene habitualmente un 58% de C, y el " carbono orgánico del suelo " (SOC) se utiliza a menudo como sinónimo de SOM, y el contenido de SOC medido a menudo sirve como un indicador del SOM. El suelo representa uno de los mayores sumideros de C de la Tierra y es importante en el ciclo global del carbono y, por lo tanto, para la mitigación del cambio climático . [6] Por lo tanto, la dinámica SOM/SOC y la capacidad de los suelos para proporcionar el servicio ecosistémico de secuestro de carbono a través de la gestión del SOM han recibido considerable atención. [7]

La concentración de materia orgánica del suelo en la mayoría de los suelos de las tierras altas oscila generalmente entre el 1% y el 6% de la masa total de la capa superficial del suelo . Los suelos cuyos horizontes superiores están compuestos por menos del 1% de materia orgánica se limitan principalmente a los desiertos , mientras que el contenido de materia orgánica del suelo en las zonas bajas y húmedas puede llegar al 90%. Los suelos que contienen entre el 12% y el 18% de materia orgánica del suelo se clasifican generalmente como suelos orgánicos . [8]

La materia orgánica del suelo (MOS) se puede dividir en tres géneros: biomasa viva de microbios , detritos frescos y parcialmente descompuestos y humus . La hojarasca superficial , es decir, los residuos vegetales frescos, generalmente se excluyen de la MOS. [9]

Fuentes

La fuente principal de MOS son los detritos vegetales. En los bosques y las 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 alimentan entre sí y, posteriormente, se convierten en presas.

Además de los detritívoros , también hay herbívoros que consumen materia vegetal fresca, cuyos residuos pasan 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 termitas , las hormigas y los milpiés contribuyen tanto a la translocación vertical como horizontal de la materia orgánica. [1]

Otras fuentes de SOM incluyen exudados de raíces de plantas [10] y carbón . [11]

Composición

El contenido de agua de la mayoría de los detritos vegetales varía entre el 60% y el 90%. La materia seca se compone principalmente de carbono, oxígeno e hidrógeno. Aunque estos tres elementos constituyen alrededor del 92% del peso seco de la materia orgánica del suelo, otros elementos presentes son esenciales para la nutrición de las plantas, entre ellos el nitrógeno, el fósforo, el potasio, el azufre, el calcio, el magnesio y muchos micronutrientes . [1]

Los compuestos orgánicos presentes en los detritos vegetales incluyen:

  • Los carbohidratos están compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno y varían en complejidad desde azúcares relativamente simples hasta grandes moléculas de celulosa .
  • Grasas que están compuestas por glicéridos de ácidos grasos, como el butírico , el esteárico y el oleico . También incluyen carbono, oxígeno e hidrógeno.
  • Las ligninas son compuestos complejos de las partes más antiguas de la madera. Son resistentes a la descomposición. Las ligninas están compuestas principalmente de carbono, oxígeno e hidrógeno.
  • Proteínas compuestas de nitrógeno, carbono, hidrógeno y oxígeno; y pequeñas cantidades de azufre, hierro y fósforo. [1]
  • El carbón vegetal es carbono elemental derivado de la combustión incompleta de materia orgánica. Es resistente a la descomposición.

Descomposición

Los detritos vegetales, por lo general, no son solubles en agua y, por lo tanto, son inaccesibles para las plantas. Constituyen, sin embargo, la materia prima de la que derivan los nutrientes de las plantas . Los microbios del suelo los descomponen mediante procesos bioquímicos enzimáticos , obtienen de la misma la energía necesaria y producen los compuestos minerales que las raíces de las plantas son propensas a absorber. [12] La descomposición de compuestos orgánicos específicamente en compuestos minerales, es decir, inorgánicos, se denomina " mineralización ". Una parte de la materia orgánica no se mineraliza y, en cambio, se descompone en materia orgánica estable que se denomina " humus ". [1]

La descomposición de los compuestos orgánicos se produce a velocidades muy diferentes, según la naturaleza del compuesto. La clasificación, de rápida a lenta, es la siguiente:

  1. Azúcares , almidones y proteínas simples.
  2. Proteínas
  3. Hemicelulosas
  4. Celulosa
  5. Ligninas y grasas

Las reacciones que ocurren se pueden incluir en uno de tres géneros:

  • Oxidación enzimática que produce dióxido de carbono , agua y calor. Afecta a la mayor parte de la materia.
  • Una serie de reacciones específicas libera y mineraliza los elementos esenciales nitrógeno , fósforo y azufre .
  • Los compuestos resistentes a la acción microbiana se forman por modificación de los compuestos originales o por síntesis microbiana de otros nuevos para producir humus . [1]

Los productos minerales son:

ElementoProductos minerales
CarbónCO 2 , CO 3 2- , HCO 3 - , CH 4 , C
NitrógenoNH 4 + , NO 2 − , NO 3 − , N 2 (gas), N 2 O (gas)
AzufreS , H2S , SO32− , SO42− , CS2​
FósforoH2PO4− , HPO42−​​​​​
OtrosH2O , O2 , H2 , H + , OH− , K + , Ca2 + , Mg2 + , etc.

Humus

A medida que los detritos vegetales se descomponen, se forman algunos compuestos resistentes a los microbios, entre ellos ligninas modificadas, aceites, grasas y ceras. En segundo lugar, se sintetizan algunos compuestos nuevos, como los polisacáridos y los poliurónidos . 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 . De esta manera, también se protege a otros nutrientes de la mineralización.

Sustancias húmicas

Las sustancias húmicas se clasifican en tres 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 peso molecular medio, es soluble en álcalis e insoluble en ácidos y tiene cierta resistencia a la acción microbiana.
  • La humina es el género que contiene la materia de mayor peso molecular, de color más oscuro, insoluble en ácidos y álcalis y con mayor resistencia a la acción microbiana. [1]

Función en el ciclo del carbono

El suelo tiene una función crucial en el ciclo global del carbono , y se estima que el depósito global de carbono del suelo es de 2500 gigatoneladas . Esto es 3,3 veces la cantidad del depósito atmosférico, de 750 gigatoneladas, y 4,5 veces la cantidad del depósito biótico, de 560 gigatoneladas. El depósito de carbono orgánico , que se presenta principalmente en forma de SOM, representa aproximadamente 1550 gigatoneladas del depósito global total de carbono, [13] [14] y el carbono inorgánico del suelo (SIC) representa el resto. El depósito de carbono orgánico existe en equilibrio dinámico entre ganancias y pérdidas; por lo tanto, el suelo puede servir como sumidero o fuente de carbono a través del secuestro o las emisiones de gases de efecto invernadero , respectivamente, dependiendo de factores exógenos. [15]

Véase también

  • Material biótico  : cualquier material que se origina a partir de organismos vivos.
  • Detritus  : material orgánico particulado muerto
  • Inmovilización (ciencia del suelo)  : conversión de compuestos inorgánicos en compuestos orgánicos en el suelo.Páginas que muestran descripciones de wikidata como alternativa
  • Mineralización (ciencia del suelo)  : en la ciencia del suelo, descomposición u oxidación de los compuestos químicos en la materia orgánica.Páginas que muestran descripciones de wikidata como alternativa
  • Materia orgánica  – Materia compuesta de compuestos orgánicos
  • Carbono del suelo  : carbono sólido almacenado en los suelos globales
  • Ciencia del suelo  : estudio del suelo como recurso natural en la superficie de la Tierra.

Referencias

  1. ^ abcdefg Weil, Ray R.; Brady, Nyle C. (2016). La naturaleza y las propiedades de los suelos (15.ª ed.). Upper Saddle River, Nueva Jersey: Pearson . ISBN 978-0133254488. Recuperado el 17 de diciembre de 2023 .
  2. ^ Beare, Mike H.; Cabrera, Miguel L.; Hendrix, Paul F.; Coleman, David C. (1994). "Aggregate-protected and unprotected organic matter pools in traditional and no-tlagage soils" (Depósitos de materia orgánica protegidos y no protegidos por agregados en suelos convencionales y sin labranza). Revista de la Sociedad Americana de Ciencias del Suelo . 58 (3): 787–95. doi :10.2136/sssaj1994.03615995005800030021x . Consultado el 17 de diciembre de 2023 .
  3. ^ Tiessen, Holm; Cuevas, Elvira; Chacón, Prudencio (1994). "El papel de la materia orgánica del suelo en el mantenimiento de la fertilidad del suelo" (PDF) . Nature . 371 (6500): 783–85. doi :10.1038/371783a0 . Consultado el 17 de diciembre de 2023 .
  4. ^ Périé, Catherine; Ouimet, Rock (2008). "Relaciones entre carbono orgánico, materia orgánica y densidad aparente en suelos de bosques boreales". Revista Canadiense de Ciencias del Suelo . 88 (3): 315–25. doi : 10.4141/CJSS06008 .
  5. ^ Jain, Terri; Graham, Russell T.; Adams, David L. (1997). "Relaciones de carbono a materia orgánica en suelos de bosques de coníferas de las Montañas Rocosas". Revista de la Sociedad Americana de Ciencias del Suelo . 61 (4): 1190–95. doi :10.2136/sssaj1997.03615995006100040026x . Consultado el 24 de diciembre de 2023 .
  6. ^ "La restauración de los suelos podría eliminar hasta '5.500 millones de toneladas' de gases de efecto invernadero cada año". Carbon Brief . Londres, Reino Unido. 2020-03-16 . Consultado el 24 de diciembre de 2023 .
  7. ^ Ontl, Todd A.; Schulte, Lisa A. (2012). "Almacenamiento de carbono en el suelo". The Nature Education Knowledge Project . Cambridge, Massachusetts . Consultado el 24 de diciembre de 2023 .
  8. ^ "Materia orgánica en el suelo: descripción general de la composición, distribución y contenido". Ocean Agro LLC . Nandesari Vadodara, India. 2018. Consultado el 25 de diciembre de 2023 .
  9. ^ Bot, Alexandra; Benites, José (2005). «La importancia de la materia orgánica del suelo: clave para un suelo resistente a la sequía y una producción sostenida de alimentos. Capítulo 1. Introducción». Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura . Roma, Italia . Consultado el 25 de diciembre de 2023 .
  10. ^ Mergel, A.; Timchenko, A.; Kudeyarov, V. (1998). "El papel de los exudados de las raíces de las plantas en la transformación del carbono y el nitrógeno del suelo". En Box, James E. Jr. (ed.). Demografía de las raíces y su eficiencia en la agricultura sostenible, los pastizales y los ecosistemas forestales. Avances en las ciencias de las plantas y el suelo. Vol. 82. Dordrecht, Países Bajos: Springer . págs. 43–54. doi :10.1007/978-94-011-5270-9_3. ISBN 978-94-010-6218-3. Recuperado el 31 de diciembre de 2023 .
  11. ^ Skjemstad, Jan O.; Reicosky, Donald C.; Wilts, Alan R.; McGowan, Janine A. (2002). "Carbón vegetal en suelos agrícolas de Estados Unidos". Revista de la Sociedad Americana de Ciencias del Suelo . 66 (4): 1249–55. Código Bibliográfico :2002SSASJ..66.1249S. doi :10.2136/sssaj2002.1249 . Consultado el 31 de diciembre de 2023 .
  12. ^ Ochoa-Hueso, Raul; Delgado-Baquerizo, Manuel; King, Paul TA; Benham, Merryn; Arca, Valentina; Power, Sally Ann (febrero de 2019). "El tipo de ecosistema y la calidad de los recursos son más importantes que los impulsores del cambio global en la regulación de las primeras etapas de la descomposición de la hojarasca". Soil Biology and Biochemistry . 129 : 144–52. doi :10.1016/j.soilbio.2018.11.009. hdl : 10261/336676 . S2CID  92606851 . Consultado el 9 de junio de 2024 .
  13. ^ Batjes, Niels H. (1996). "Carbono total y nitrógeno en los suelos del mundo". Revista Europea de Ciencias del Suelo . 47 (2): 151–63. doi :10.1111/j.1365-2389.1996.tb01386.x.
  14. ^ Batjes, Niels H. (2016). "Valores de propiedades del suelo armonizados para modelado a gran escala (WISE30sec) con estimaciones de existencias globales de carbono en el suelo". Geoderma . 269 : 61–68. Bibcode :2016Geode.269...61B. doi :10.1016/j.geoderma.2016.01.034.
  15. ^ Lal, R. Secuestro de carbono en el suelo para mitigar el cambio climático. Geoderma, 123(1): 1–22 (2004).
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