UNIVERSIDAD SAN PEDROFACULTAD DE INGENIERA ESCUELA DE AGRONOMIA

MANEJO Y CONSERVACION DE AGUA Y SUELOS I

ING. MANUEL RISCO CAMPOS.

CLASE N 12

LA MATERIA ORGANICA DEL SUELO

LA MATERIA ORGANICA DEL SUELOCONCEPTOLa materia orgnica, considerada como una mezcla compleja y variada de sustancias orgnicas, desempea un importante papel en los suelos agrcolas. A pesar de que la misma constituye solo una pequea fraccin de la mayora de los suelos, es un componente dinmico que ejerce una influencia dominante en muchas propiedades y procesos del suelo

Materia Orgnica en general:Materia Orgnica en general: involucra micro y meso-organismos que habitan el suelo, races de las plantas, todo material proveniente de organismos muertos y sus productos de transformacin, des- composicin y resntesis en el suelo.

CICLOS DE NUTRIENTES

A travs de un complejo entramado de ciclos (carbono, nitrgeno, azufre, fsforo), los elementos circulan dentro del ecosistema, siendo su destino final preferentemente la materia orgnica. En esta dinmica, el componente vivo del suelo, tiene una enorme importancia a la hora de determinar el movimiento de nutrientes y su distribucin adems de la velocidad a la que los nutrientes son reciclados.

ORIGEN

El origen de la materia orgnica puede ser clasificado como: primario u original que representa los residuos vegetales y uno secundario que esta representado por los residuos animales

COMPOSICIN DE LOS RESIDUOS DE LAS PLANTAS

Los tejidos de las plantas verdes estn constituidos en su mayor parte por agua, el contenido de humedad vara de 60 a 90%, siendo 75% un valor tpico. Si estos tejidos se secan, quitndoles toda el agua, el anlisis de la mate- ria seca que queda muestra que, en base a peso, la mayor parte (al menos 90 a 95 %) est constituida por carbono, oxgeno e hidrgeno

Velocidad de descomposicin de los distintos compuestos (de rpido a muy lento)

Azcares, almidones y protenas simplesProtenas complejasHemicelulosaCelulosaGrasas y cerasLignina y compuestos fenlicos

TRANSFORMACIN DE LA MATERIA ORGNICA MEDIO AERBICOLa descomposicin: un proceso de oxidacin. En un suelo bien aireado todos los compuestos que se encuentran en los residuos vegetales son sujetos a oxidacin. Debido a que la fraccin orgnica de los materiales vegetales est mayormente compuesta por carbono e hidrgeno, la oxidacin de los compuestos orgnicos en el suelo puede representarse como:

MEDIO ANAERBICO

Cuando los poros del suelo llenos de agua impiden la difusin del O2 desde la atmsfera hacia el suelo, la pro- visin de oxgeno puede agotarse. Los organismos aerbicos no pueden funcionar sin oxgeno suficiente, por lo que los organismos anaerbicos o facultativos se vuelven dominantes. En condiciones de poco oxgeno, o anaerbicas, la descomposicin se produce mucho ms lentamente que cuando el oxgeno es abundante. Por esto los suelos mojados, anaerbicos, tienden a acumular grandes cantidades de materia orgnica parcialmente descompuesta.

INFLUENCIA DEL CLIMA

TemperaturaEl efecto de la temperatura en los procesos de produccin de materia orgnica (crecimiento vegetal) y de destruccin de materia orgnica (descomposicin microbiana) ante los incrementos de esta variable climtica. En los suelos clidos, la mineralizacin es acelerada, por lo que la liberacin de nutrientes es rpida pero la acumulacin residual de materia orgnica es menor que en los suelos ms fros. Por lo tanto, a medida que nos trasladamos desde los climas ms clidos hacia los ms fros, el contenido de materia orgnica aumentar.HumedadLa humedad del suelo tambin ejerce una influencia importante en la acumulacin de materia orgnica en los suelos. En condiciones comparables, el contenido materia orgnica de los suelos aumenta a medida que crece la humedad efectiva. Sin embargo, al establecer esta correlacin con la precipitacin, se debe recordar que el nivel de materia orgnica, en cualquier suelo, est influenciado tanto por la temperatura como por la humedad y tambin por otros factores

FACTORES QUE CONTROLAN LAS VELOCIDADES DE DESCOMPOSICIN Y MINERALIZACINEl tiempo necesario para completar los procesos de descomposicin y mineralizacin (transformacin de sustancias orgnicas en inorgnicas) puede variar desde das hasta aos, dependiendo mayormente de dos factores generales:1. Las condiciones ambientales del suelo.2. La calidad de los residuos agregados como fuente de alimento para los organismos.Las condiciones ambientales que conducen a una rpida descomposicin y mineralizacin incluyen un pH casi neutro, humedad del suelo suficiente y buena aireacin (alrededor de 60% del espacio poroso del suelo lleno con agua) y temperaturas clidas (25 a 35C).

La importancia de la materia orgnica en el suelo La materia orgnica tiene funciones muy importantes en la gnesis y fertilidad del suelo y en general, en el desarrollo de una agricultura acorde con las necesidades de preservar el medio ambiente y a la vez, ms productiva. Se citan a continuacin los efectos de la materia orgnica sobre las caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas del suelo

Propiedades fsicas.Caracteriza al suelo un color oscuroEstructura: Muy buena, estable, las sustancias tienen un poder aglomerante, grumosa estable, de elevada porosidad y permeabilidad.Tiene gran capacidad de retencin de agua, dificultando la accin de los agentes erosivosLa temperatura es mayor debido a los colores oscuros absorben ms radiaciones.Los restos vegetales y animales depositados protegen de la erosin hdrica y elica. La materia orgnica adsorbe plaguicidas y otros contaminantes y evita que estos percolen hacia los acuferos.

Propiedades fsicas de MOSEstabilizador estructural.

Retentor de agua.

Baja solubilidad.

Facilita la infiltracin del agua.

Mejora la aireacin

Propiedades qumicas y fisicoqumicas .Las sustancias hmicas tienen propiedades coloidales, debido a su tamao y carga (retienen agua, hinchan, contraen, fijan soluciones en superficie y dispersan).Capacidad de cambio. La materia orgnica fija iones, evita que se produzcan prdidas de nutrientes.La capacidad de cambio es de 3 a 5 veces superior a la de las arcillas.Influye en el pH. Produce compuestos orgnicos que tienden a acidificar el suelo.Es un agente de alteracin por su carcter cido. Descompone los minerales.

Propiedades qumicas de MOSAlta Capacidad de Intercambio Catinico (CIC).

Alta capacidad tampn.

Capacidad de quelatar metales.

Accin sobre herbicidas.

Disponibilidad de nutrientes para las plantas

Propiedades biolgicasAporte de nutrientes a los microorganismos y fuente de energaLa supresin puede ser bitica o abitica y depende de diversos factores, como: la disponibilidad de oxgeno, drenaje, pH, microorganismos patgenos, presencia del nitrgeno, etc.La materia orgnica puede proporcionar actividad enzimtica.Tambin tiene un papel importante en la absorcin de pesticidas aplicados al suelo.Puede servir de vehculo de diversos microorganismos de inters.Entre ellos, los inculos de Rhizobium, Azotobacter, de hongos vesculo-arbusculares, ectomicorrizas y agentes de control biolgicos (tipo Trichoderma.

Efectos AmbientalesAccin sobre pesticidas.

Secuestro de carbono.

Control de erosin.

Factores que determinan la cantidad de materia orgnica Hemos hablado de la importancia de conocer el porcentaje de materia orgnica de los suelos, pero definiremos algunos de los Factores que intervienen en el contenido de materia orgnica en los suelos.

Climatologa El clima va a condicionar el tipo de vegetacin, la produccin de biomasa y la actividad microbiana en el suelo, por lo que est directamente relacionado con el contenido de materia orgnica. Se relaciona con la gnesis y las caractersticas del suelo, introduciendo conceptos como el rgimen de humedad y el rgimen de temperatura. Podemos hablar de contenidos elevados de materia orgnica en zonas tropicales, donde los aportes son continuos, debido a la humedad y la temperatura, tambin se incrementan los procesos de mineralizacin. En climas fros, la materia orgnica se acumula, los contenidos son muy bajos.

RelieveLas formas del relieve varan a lo largo del tiempo, y estas variaciones influyen en las caractersticas de los suelos que se desarrollan en estas zonas. En funcin del grado de inclinacin de una ladera, su longitud, orientacin y posicin, tendrn mayor o menor repercusin los procesos de meteorizacin, transporte o erosin, De esta forma, podemos hablar de suelos ms profundos en zonas llanas, as como de contenidos de materia orgnica ms altos en zonas planas y de ladera mas bajos

VegetacinEs el factor determinante a la hora de cuantificar la cantidad y calidad de la necromasa que se aporta al suelo. Variar en funcin del ecosistema en el que nos encontremos y tendr una especial incidencia en el contenido de materia orgnica en el suelo.

Organismos del sueloIntervienen en los procesos de alteracin de la materia orgnica y en su interaccin con la materia mineral. Podemos hablar de microflora, bacterias, hongos, actinomicetos, alga, micro fauna, en el caso de nematodos, protozoos. etc. y macro fauna, refirindonos a los artrpodos, anlidos, moluscos y mamferos.

Textura del sueloLos suelos con textura arcillosa se caracterizan por una mayor retencin de agua y nutrientes, lo que favorece la produccin de biomasa y por consiguiente un mayor contenido de materia orgnica. Aunque si los contenidos de arcilla son muy elevados podemos encontrarnos problemas de aireacin que dificulten la descomposicin de esa materia orgnica, que tender a acumularse si el suelo est permanentemente saturado de humedad, dando lugar a un suelo orgnico, como es el caso de las turberas.

Composicin mineralgica de las arcillas En funcin de la composicin de las arcillas se va a producir un mecanismo de absorcin de las molculas orgnicas, que va a actuar como coraza protectora frente a la accin de los microorganismos.

Uso del sueloLas tcnicas de laboreo suponen en general una prdida de materia orgnica en el suelo, debido a la extraccin por parte del cultivo, escasez de aportes, prdida por erosin o por una mayor entrada de oxgeno debido al labrado.En la actualidad se tiende a llevar a cabo tcnicas de mnimo laboreo con el fin de conseguir un mayor almacenamiento de carbono.

El humus en el suelo Cuando se dice "la materia orgnica de un suelo" nos refiriendo al humus que contiene.En un suelo hay ms materia orgnica que no es humus: restos de hojas a medio descomponer, insectos, hongos y bacterias, el compost recientemente incorporado, etc. Qu es el humus? Para entenderlo, un ejemplo. Cuando cae una hoja al suelo esa hoja es inmediatamente atacada por hongos y bacterias e inician su descomposicin. El resultado es: Un porcentaje de la hoja se convierte en nutrientes minerales (nitrgeno, fsforo, potasio, etc.) que pueden ser tomados directamente por las races. Y otra parte de esa hoja se transforma en humus

La descomposicin de restos orgnicos y residuos metablicos da origen a lo que se denomina humus, formado por un complejo de macromolculas en estado coloidal constituido por protenas, azcares, cidos orgnicos, minerales, etc., en constante estado de degradacin y sntesis.El humus al descomponerse produce una serie de productos coloidales que, en unin con los minerales arcillosos, originan los complejos organominerales. Estos coloides son de carga negativa, lo que les permite absorber H+ y cationes metlicos (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) e intercambiarlos en todo momento de forma reversible.La materia orgnica presenta afinidad por los metales pesados.

HOJARASCA DEL SUELO

HUMUS: material orgnico que se encuentra en el suelo con tamao de 20 micras y la materia orgnica en disolucin (menor de 0.45 micras)Ac. Hmicos: soluble en solucin alcalina pero que precipita cuando se acidifica.Ac. Flvicos: soluble en solucin alcalina y permanece soluble cuando se acidifica.Huminas: insoluble en solucin alcalina.

El contenido de MOS aumenta con la humedad y disminucin de temperatura.

Suelos de textura fina presentan mayor contenido que los suelos de textura liviana.

Suelos hmedo tiene mayores contenidos

Tipos de HumusAerobiosisMull clcico: se forma en un medio biolgicamente activo, donde la descomposicin de los restos frescos es rpida. Son saturados en bases. Tienen buena estructura,aireacin, agregacin y son estables a pH > 7. C/N = 10. Hz A 1 espeso y oscuro.

Mull forestal: presenta un hz. A1 de menor espesor, ms claro. Su estructura es menos estable, pH aprox. 5.5. Alta polimerizacin. AF/AH>1

Moder: Presencia de Hz. O seguido por Hz. A1 oscuro, mala estructura, no hay complejo Ac-humus. Poca polimerizacin. Mor: zonas biolgicamente poco activas. Mineralizacin de MO lenta. Humificacin lenta.Hay poca produccin de Ac.F y Ac. H de bajo peso molecular y son arrastrados en profundidad

Anaerobiosis:Turbas: se forman en medio saturado en agua casi permanentemente, por lo cual la descomposicin y humificacin son procesos lentos.

Anmor: el suelo se encuentra temporariamente saturado de agua. Es una mezcla de arcilla y materia orgnica transformada

Humificacin:Proceso de formacin del humus (transformacin de la materia orgnica). Es responsable de la acumulacin de la materia orgnica en el suelo Si se llega a la destruccin total de los compuestos orgnicos se producen productos inorgnicos sencillos (CO2, NH3, H20 etc) y se habla de mineralizacin.Siempre se dan las dos procesos con mayor o menor intensidad.

Residuos Mineralizacin TransformacinNH3, Ac. Orgnicos, fosfatos, sulfatos, CO2MineralizacinAlto % en protena, bajo en lignina se descomponen ms rpido y en mayor cantidad

En la transformacin de los restos orgnicos se pueden diferenciar tres etapas sucesivas.Transformacin qumica inicial, es una alteracin que sufren los restos vegetales antes de caer al suelo. Consiste en prdida de sustancias orgnicas y elementos minerales.Acumulacin y destruccin mecnica: hay una destruccin mecnica por la accin de los animales que reducen su tamao y lo mezclan con la fraccin mineral.Alteracin qumica. Los restos orgnicos en el suelo pierden rpidamente su estructura celular y se alteran a un material amorfo que va adquiriendo un color cada vez ms negro, con una composicin absolutamente distintos de los originales.

Relacin C/N. Es un parmetro que evala la calidad de los restos orgnicos de los suelos.Los microorganismos necesitan del carbono como fuente de energa (oxidan el C y lo devuelven a la atmsfera como CO2) y del nitrgeno para incorporarlo a su protoplasma y ambos los toman de los restos vegetales. El C en los restos vegetales es aproximadamente el 60%. El N es elemento minoritario, y por l compiten las races de las plantas y los microorganismos. Llega a ser un factor limitante.

Cmo s la cantidad de humus que tiene mi suelo? Tomando en la mano un poco de tierra, por la estructura que tiene y el color, se puede ver ms o menos si es rica en materia orgnica o no. Para esto hay que tener alguna experiencia viendo suelos, claro est. Pero el mtodo ms preciso es llevando una muestra de suelo a analizar a un laboratorio. Te dirn el valor exacto. Por ejemplo: este suelo tiene un 1,7% de materia orgnica. Quiere decir que por cada 100 kilos de tierra, hay 1,7 kilos de humus (repito que decir materia orgnica es decir humus

Contenido de nutrientes minerales del suelo Todas las plantas necesitan tomar del suelo 13 elementos minerales. Son los nutrientes minerales esenciales. De tal manera que si en un suelo no hubiese nada, cero gramos, de cualquiera de ellos, la planta morira

Macronutrientes Estos los toma en grandes cantidades, sobre todo los 3 primerosNitrgeno ( N ) Fsforo ( P ) Potasio ( K ) Calcio ( Ca ) Magnesio ( Mg )Azufre ( S ) Micronutrientes u oligoelementos.Estos los toman las plantas en pequesimas cantidades. Hierro ( Fe )Zinc ( Zn )Manganeso ( Mn )Boro ( B )Cobre ( Cu )Molibdeno ( Mo )Cloro ( Cl )

Cmo se sabe la cantidad de cada uno de estos nutrientes que tiene un suelo? Mediante un anlisis de la tierra hecho en un laboratorio que analicen suelos.Tus plantas las puedes fertilizar con dos tipos de abonos:Abonos orgnicos.Abonos qumicos o minerales

Abono organico Abono qumico

Efectos de la materia orgnica sobre las condiciones del sueloEl empleo de materias orgnicas en agricultura, como mtodo de mantenimiento y recuperacin de la fertilidad de los suelos, es conocido desde tiempos pasados. El descubrimiento de los abonos minerales, inicialmente probados sobre terrenos empobrecidos en elementos minerales, llev a la creencia de que su uso podra sustituir a los aportes orgnicos.La materia orgnica tiene sobre el suelo efectos fsicos, qumicos y biolgicos, todos los cuales, combinados, constituyen lo que podramos definir como el efecto agronmico

Efectos fsicos.

La mejora fsica del suelo se pone de manifiesto en dos facetas realmente significativas: la estructura y el color.La estructura es de enorme trascendencia en la fertilidad del suelo y depende de la forma de agregacin de las partculas del suelo y estas agregaciones son tanto ms positivas cuanto ms equilibrada es la presencia de materia orgnica, as como se muestra ms resistente a las acciones de los agentes erosivos. Debido a la capacidad que tiene el "humus" par unir las partculas minerales del suelo.

Efectos qumicosLos efectos qumicos de la materia orgnica sobre el suelo se ponen de manifiesto en la facilidad o dificultad de disponer de los nutrientes minerales.El complejo arcillo hmico es regulador del cambio catinico y de l depende la cantidad de elementos puestos a disposicin de la planta.Sobre el pH del suelo la materia orgnica acta como estabilizador produciendo un efecto "tampn.Tambin es de importancia la capacidad de fijacin de ciertos cationes muy inestables formando humatos y quelatos.

Efecto biolgicoEl aporte de materia orgnica es la adicin de alimentos y energa para los microorganismos y dems flora responsable de llevar adelante los ciclos bioqumicos en la naturaleza, bien por la mejora de las condiciones fsico - qumicas del suelo o bien por el aporte de microorganismos beneficiosos. No obstante con la flora que se adiciona al terreno pueden entrar algunos macro y microorganismos indeseables.

Conclusiones.La materia orgnica es fundamental para el buen funcionamiento fsico, qumico y biolgico del suelo, forma parte activa de todos los procesos biolgicos que permiten a un cultivo desarrollarse de forma deseable y por tanto rentable para el agricultor, en consecuencia debe contarse siempre con su presencia en el suelo para obtener del mismo su mayor potencial productivo

Causas determinantes de la disminucin de materia orgnica en los suelosLa materia orgnica est formada por todos los organismos vivos del suelo y por los restos de organismos muertos en diversos estadios de descomposicin. Est compuesto por una mezcla heterognea de sustancias simples y complejas que contienen carbono. Las fuentes de materia orgnica son los residuos de cultivos, abono animal y verde, compost y otros materiales orgnicos. La prdida de materia orgnica obedece a la menor presencia de organismos en descomposicin o un aumento de la descomposicin como resultado de modificaciones en factores naturales o antropognicos.

Cules son las causas de la prdida de materia orgnica?

El contenido de carbono orgnico del suelo depende principalmente del clima, la textura del suelo, la hidrologa, el manejo de las tierras y la vegetacin

ClimaLa materia orgnica disminuye ms rpido cuanto ms alta es la temperatura, de tal forma que, en los climas ms calurosos, los suelos suelen tener menos materia orgnica que en los climas ms fros.

Textura del sueloEn general, los suelos de textura fina tienen ms materia orgnica que los de textura gruesa y retienen mejor los nutrientes y el agua, por lo que renen buenas condiciones para el crecimiento vegetal. Los suelos de textura gruesa se caracterizan por una mejor aireacin y la presencia de oxgeno acelera la descomposicin de la materia orgnica.

Hidrologa (drenaje)

Cuanto ms hmedo sea un suelo, menos oxgeno hay para los procesos de descomposicin de la materia orgnica, que se acumula.

Manejo de las tierras (laboreo)El laboreo aumenta el volumen de oxgeno en el suelo e incrementa la temperatura media de ste, lo que estimula la descomposicin de la materia orgnica. Tambin se produce prdida de materia orgnica debido a la erosin, que reduce la capa superficial arable y el humus. En general, los cultivos aportan menos materia orgnica al suelo que la vegetacin nativa.

Cuidemos los suelos y el agua