El documento describe la materia orgánica del suelo, incluyendo su composición, fuentes, funciones y contenido. La materia orgánica del suelo proviene principalmente de restos vegetales y animales, y está compuesta de sustancias húmicas y no húmicas. Proporciona nutrientes para las plantas, mejora la estructura del suelo, y aumenta su capacidad de retención de cationes e intercambio iónico. El contenido de materia orgánica depende de factores como el clima, la vegetación, el tiempo y las pr

1. MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO

2. Deposición atmosférica Materia orgánica del suelo lixiviación Muerte radicular Fotosíntesis Descomposición Biomasa microbiana Subproductos de excreción y muerte restos

4. Término Definición Residuos orgánicos Biomasa del suelo. Humus Tejidos vegetales y animales no descompuestos y sus productos de descomposición parcial Materia orgánica presente en los tejidos vivos de los microoganismos del suelo. Totalidad de los compuestos orgánicos del suelo excepto los dos anteriores

5. Término Definición Sustancias no húmicas Tejidos vegetales y animales no descompuestos y sus Compuestos pertenecientes a clase bioquímicas conocidas como carbohidratos, grasas, ceras, resinas, aminoácidos y ácidos orgánicos. El humus contiene, si no todos, la mayoría de los compuestos bioquímicos sintetizados por los organismos vivos.

6. Término Definición Sustancias húmicas Compuestos de peso molecular relativamente elevado, de color desde marrón a negro formadas por reacciones secundarias de síntesis. Se usa como nombre genérico para describir el material coloreado o sus fracciones que se obtiene en base a propiedades de solubilidad. Estos compuestos se distinguen en el suelo o el medio ambiente en que son distintos a los biopolímeros de los microorganimos y las plantas superiores (incluyendo la lignina)

7. Término Definición Humina Ácido húmico Ácido fúlvico Ácido himatomelánico La fracción del humus insoluble en álcali El material de color oscuro que puede extraerse del suelo mediante diferentes reactivos y que es insoluble en ácido diluido. El material coloreado que permanece en disolución después de eliminar todo el ácido húmico por acidificación. La porción de ácido húmico soluble en alcohol.

8. Sustancias no húmicas Sustancias húmicas Fraccionamiento en función de la solubilidad Soluble en ácido Soluble en álcali Insoluble en ácido Soluble en álcali Insoluble en ácido Insoluble en álcali ÁCIDO FÚLVICO ÁCIDO HÚMICO HUMINA HUMUS

9. Funciones de la Materia Orgánica del Suelo

16. Funciones Agregado suelo arenoso

19. Contenido de Materia Orgánica en el Suelo

20. Contenido de Materia Orgánica Se mide como %C o %N Histosoles: 100% Suelos Minerales: 0.5 – 5% Mollisol: 5% Psamment: 1%

22. Contenido de Materia Orgánica Tiempo Supuesta evolución de la materia orgánica del suelo 110 años textura fina 1500 textura arenosa 250 0 500 1000 1500 2000 Año N total (%) 0,08 0,06 0,04 0,00 Bosque Cultivo Promedio Extremo Futuro

23. Contenido de Materia Orgánica Tiempo Supuesta evolución de la materia orgánica del suelo 250 0 500 1000 1500 2000 Año N total (%) 0,08 0,06 0,04 0,00 Bosque Cultivo Promedio Extremo Futuro

25. Contenido de Materia Orgánica Clima

26. Contenido de Materia Orgánica Clima Mayor cantidad en zonas húmedas Desiertos, semidesiertos, trópicos Contenidos mínimos, pero abundancia de SH

27. Contenido de Materia Orgánica Clima

28. Contenido de Materia Orgánica Clima Efecto de la montmorillonita en la descomposición de gelatina

30. Contenido de Materia Orgánica Organismos Influencia de las prácticas agrícolas en el nivel de materia orgánica del suelo 0,20 0,16 0,14 0,10 Años de cultivo 0 20 40 60 N (%)

31. Contenido de Materia Orgánica Organismos Acumulación de N y C orgánico en los primeros 23 cm de un antiguo campo de cultivo de Rothamsted, que no se trabaja desde 1882.

32. Contenido de Materia Orgánica Organismos Responsables de la mineralización. realizada por los microorganismos del suelo. D eficit de oxígeno, acumula ción de depósitos de turba. = F río extremo o la acidez

33. Contenido de Materia Orgánica Organismos

34. Contenido de Materia Orgánica Material original (textura) Influencia del tamaño de partícula en la materia orgánica del suelo

36. Contenido de Materia Orgánica Topografía Los suelos húmedos y con drenaje impedido contienen grandes cantidades de materia orgánica.

37. Contenido de Materia Orgánica Topografía Los suelos de las pendientes orientadas al norte en el hemisferio norte, son más frías y húmedas, contienen mayores cantidades de materia orgánica que los suelos orientados al sur, más cálidos y secos.

38. Composición de la Materia Orgánica del Suelo

39. Composición C onstituyentes principales : C 52-58% O 34-39% H 3,3-4,8% N 3,7-4,1% P y S

40. Composición carbohidratos proteínas grasas ...

41. Composición L ípidos : 2% en humus de suelos forestales 20% de los suelos de turbas. P roteínas : entre el 15 y el 45% C arbohidratos : entre 5 y el 25%.

42. Composición S ustancias húmicas : entre el 33 y el 75% bosque pradera

43. Sustancias no húmicas

44. Sustancias no húmicas C arbohidratos entre el 5 y el 25% de la materia orgánica Restos vegetales: azúcares, hemicelulosa y celulosa b acterias , actinomicetos hongos nuevo s polisacáridos y carbohidratos.

45. Sustancias no húmicas C arbohidratos

49. Sustancias no húmicas C arbohidratos

50. Sustancias no húmicas Lípidos S ustancias diversas : ácidos grasos esteroles terpenos clorofila grasas ceras (2-6%) resinas

51. Sustancias no húmicas Lípidos En suelos aeróbicos, los lípidos proceden mayoritariamente de remanentes de tejidos vegetales y animales.

53. Sustancias no húmicas Lípidos Las ceras y materiales relacionados pueden ser las responsables del la repulsión del agua por ciertas arenas

56. Sustancias Húmicas

57. Sustancias Húmicas Las sustancias húmicas son moléculas constituidas por largas cadena enrolladas o macromoléculas bi o tridimensionales entrecruzadas C arga negativa por ionización de grupos funcionales de carácter ácido.

60. Sustancias Húmicas Ácidos húmicos (%) Ácidos fúlvicos (%) Carbono 58,8-58,7 40,7-50,6 Hidrógeno 3,2-6,2 3,8-7,0 Oxígeno 32,8-38,3 39,7-49,8 Nitrógeno 0,8-4,3 0,9-3,3 Azufre 0,1-1,5 0,1-3,6

61. Sustancias Húmicas Fuente H/C O/C N/C Ácidos fúlvicos del suelo Promedio de muchas muestras 1,4 0,74 0,04 Promedio de muchas muestras 0,83 0,70 0,06 Promedio de muchas muestras 0,93 0,64 0,03 Ácidos húmicos del suelo Promedio de muchas muestras 1,0 0,48 0,04 Promedio de muchas muestras 1,1 0,50 0,02 Promedio en suelos neutros 1,1 0,47 0,06 Ácido húmico de Aldrich 0,8 0,46 0,01 AH/AF del Amazonas 0,97 0,57 0,04

62. Sustancias Húmicas Grupo funcional Estructura Grupos ácido Carboxilo Enol Fenol Quinona Grupos neutros Alcohol Éter Cetona Aldehído Ester Grupos básicos Amina Amida

63. Sustancias Húmicas L os ácidos húmicos de diferentes suelos poseen una estructura polimérica en forma de anillos, cadenas y clusters. El tamaño de estas macromoléculas varía entre 60 y 500 Å

64. Sustancias Húmicas turbo-arenoso faeozem podzol

66. Sustancias Húmicas

67. Sustancias Húmicas

68. Sustancias Húmicas

69. Sustancias Húmicas Contribución relativa (%) Grupo de suelos CIC media (cmol/kg) m.o. Arcilla Entisoles Psamments 5,26 74,9 25,1 Aquipsamments 3,84 86,8 15,2 Quartipsamments 5,63 75,7 24,3 Familia ácida 3,83 78,7 21,3 Familia no ácida 4,21 95,4 4,6 Familia fosfatídica 10,58 77,4 22,6 Inceptisoles Aquepts y Umbrepts 8,17 69,2 30,8 Mollisoles Aquolls 12,93 66,4 33,6 Espodosoles Aquods 5,53 95,5 3,5 Todos los suelos 6,77 76,1 23,9

70. Sustancias Húmicas Complejante o ligando: Cualquier compuesto, en forma de partícula o disuelto, orgánico o inorgánico que puede formar una combinación química con un catión inorgánico Complejación

72. Sustancias Húmicas Complejo: Un único agente complejante puede contener uno o varios centros de complejación. U n centro de complejación se define como el lugar exacto del agente complejante al que se fija el metal. Complejación

73. Sustancias Húmicas Complejo: El metal ser fijado por un o (centro unidentado) o por varios (centros polidentados) átomos donadores de electrones (quelato) . Complejación

74. Sustancias Húmicas CH 3 -CH-C NH 2 O O - M + R O O - C OH CH 3 -CH-C NH 2 O O - R O O C O M COO - O O O R R OH OH COOM + O O O R R OH OH Fe O Fe OH OH Fe O Fe O O M Fe O Fe OH OH Fe O Fe F OH Complejante Catión Ejemplo de complejo Ligandos inorgánicos simples OH - M M(OH) 2 0 Cl - M MCl + M Centro complejante de un compuesto fúlvico M Centro complejante de un polisacárido M Centros de complejación superficial del oxohidróxidos de Fe(III) M Fluoruro F - Ligando bidentado orgánico

75. Sustancias Húmicas Fe 3+ > Cu 2+ > Ni 2+ > Co 2+ > Zn 2+ > Fe 2+ > Mn 2+ R-C= O : - H : R- S - H : : R- O : : - H R- N - H : - H C=C- O - > - N H 2 > - N = N - > = N > -C OO - > - O - > C= O enolato amino azo anillo carboxilo éter carbonilo

76. Sustancias Húmicas Formación de complejos de Cu con ácidos fúlvicos

77. Sustancias Húmicas La complejación de las sustancias húmicas con metales puede resultar tanto beneficiosa como dañina en lo que respecta al movimiento de los metales en suelos y aguas.

80. Sustancias Húmicas Con ácidos de bajo peso molecular (acéticos, oxálicos, fumárico, etc) algunos minerales (magnesita, calcita, siderita, etc.) reaccionan formando las sales correspondientes.

81. Sustancias Húmicas L os ácidos fúlvicos o húmicos se forma n fulvatos y humatos que son los compuestos más característicos de las sustancias húmicas. L os grupos funcionales carboxilo pierden su protón y se unen a Na + , K + , Mg 2+ o Ca 2+ . Muchas de las sustancias húmicas se encuentran en el suelo mezcladas con hidróxidos de Fe y Al.

82. Sustancias Húmicas complejo arcillo-húmico

83. Sustancias Húmicas complejo arcillo-húmico

84. Sustancias Húmicas FUERZAS DE van der WAALS + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + -

85. Sustancias Húmicas ENLACE POR PUENTES CATIÓNICOS O O O O Si Si Si R-C M 2+ O O

86. Sustancias Húmicas ENLACE DE HIDRÓGENO R-C O O Al O O H H +

87. Sustancias Húmicas O O O O Si Si Si R-C Fe O O H O H O O O + ENLACE POR ÓXIDOS HIDRATADOS

88. Sustancias Húmicas adsorción en el espacio interlaminar de las arcillas

89. POSIBLES MECANISMOS DE UNIÓN DE LAS PARTÍCULAS DEL SUELO PARA FORMAR AGREGADOS UNIONES SILICATO – SILICATO Cara - cara: Puentes canónicos: Cara - ---M n+ ---Cara Borde - cara: Lugares positivos del borde con negativos de la cara Borde Al-OH 2 + --- - Cara

90. POSIBLES MECANISMOS DE UNIÓN DE LAS PARTÍCULAS DEL SUELO PARA FORMAR AGREGADOS UNIONES CUARZO-(COLOIDES ORGÁNICOS E INORGÁNICOS)-CUARZO Enlaces entre superficies de cuarzo de silicatos alumínicos hidratados y grupos activos de otros constituyentes del agregado. Granos de cuarzo contenidos en una matriz de limo y silicato estabilizado principalmente por: - Partículas de silicato orientadas - Silicatos, sesquióxidos, o complejos ácidos húmicos -Sesquióxidos deshidratados irreversiblemente -Compuestos húmicos deshidratados irreversiblemente. -Microagregados de tamaño limo estabilizados por humatos de hierro. - Coloides orgánicos y silicatos unidos por los mecanismos citados en A y B.

92. POSIBLES MECANISMOS DE UNIÓN DE LAS PARTÍCULAS DEL SUELO PARA FORMAR AGREGADOS UNIONES SILICATO - POLÍMEROS ORGÁNICOS - SILICATO Cara - polímero orgánico: - Puente de hidrógeno entre hidroxilo del polímero u oxígenos de las caras internas o externas del silicato. Cara Si-O - --- - HO-R-OH - --- - Puente catiónico entre cara externa y carboxilo y otro grupo polarizable del polímero Cara externa - ---M n+ --- - OOC-R-COO - --- - Atracciones de van der Waals entre cara y polímero

93. resumen de las propiedades de la m.o. Propiedad Aclaraciones Efecto en el suelo Color El color típico de muchos suelos está causado por la materia orgánica. Puede facilitar el calentamiento Retención de agua La materia orgánica puede retener hasta 20 veces su masa en agua Ayuda a prevenir el secado y la contracción. Puede mejorar significativamente la capacidad de retención de humedad de un suelo arenoso. Combinación con minerales de arcilla Cementa las partículas de suelo en unidades estructurales denominadas agregados Permite el intercambio gaseoso. Estabiliza la estructura. Aumenta la permeabilidad. Quelación Forma complejos estables con Cu 2+ , Mn 2+ , Zn 2+ y otros cationes polivalentes Puede aumentar la disponibilidad de micronutrientes para las plantas superiores. Solubilidad en agua La insolubilidad de la m.o. es debida a su asociación con arcillas. También las sales de los cationes divalentes o trivalentes son insolubles. La m.o. aislada es parcialmente soluble en agua. Se pierde poca m.o. por lavado. Capacidad tampón La m.o. tiene capacidad para tamponar en el rango de pH ligeramente ácido, neutro y alcalino. Contribuye a mantener uniforme la reacción del suelo. Mineralización La descomposición de la m.o. da CO 2 , NH 4 + , NO 3 - , PO 4 3- y SO 4 2- . Fuente de nutrientes para las plantas Combinación con otras sustancias orgánicas Afecta a la bioactividad, persistencia y biodegradabilidad de los plaguicidas y otros compuestos de síntesis Modifica las dosis de aplicación de plaguicidas mediante control efectivo.

94. Tipos de humus del suelo

95. Tipos de humus del suelo Tipo de humus: forma morfológica de sustancias húmicas acumuladas de forma natural en el perfil o en la superficie del suelo condicionadas por la dirección general de los procesos formadores y la humificación de la materia orgánica.

96. Tipos de humus del suelo mor : predomina en los bosques de coníferas y de brezos. d eriva de la baja actividad biológica del suelo. (L a mineralización de la materia orgánica es lenta ): H ongos acidófilos I nvertebrados de baja actividad relación C/N siempre mayor de 20, e incluso 30-40

97. Tipos de humus del suelo

98. Tipos de humus del suelo moder : forma de transición característica de los suelos podzólicos, loess y suelos de pradera de montaña. Hongos acidófilos y artrópodos, C/N es igual a 15/25. C omplejos orgánicos lábiles y débilmente enlazados a la fracción mineral del suelo.

99. Tipos de humus del suelo

100. Tipos de humus del suelo mull : característico de kastanozems, phaeozems, rendzinas y otros suelos. Se desarrolla en praderas. mater i a orgánica bien humificada, que se produce en un habitat muy activo desde el punto de vista biológico. pH neutro, relación C/N próxima a 10 capacidad de formación de complejos organominerales estables.

101. Tipos de humus del suelo

102. Tipos de humus del suelo Primer tipo de humus: Característico de los suelos podzólicos, suelos gris-marrón y suelos lateríticos de comunidades forestales. relación AH/AF <1. poca extensión de la condensación de anillos aromáticos y se parecen a los ácidos fúlvicos. formación de quelatos metálicos con cationes polivalentes y capacidad de desplazamiento en profundidad a través del perfil.

103. Tipos de humus del suelo Segundo tipo de humus: característico de phaeozems, rendzinas, tierras negras y suelos marrones. relación AH/AF>1. mayor condensación de anillos aromáticos en los AH, lo que los hace más hidrofóbicos y los incapacita para formar quelatos. Los AH se encuentran fuertemente unidos a la porción mineral del suelo.

104. Tipos de humus del suelo Tercer tipo de humus: característico de los suelos semidesérticos. predomina la fracción fúlvica AH fuertemente enlazados a la fracción mineral del suelo.

105. Formación de las sustancias húmicas

106. Formación de las sustancias húmicas Mecanismos de formación de las sustancias húmicas 1 4 2 3 Ligninas modificadas Transformación por microorganismos azúcares polifenoles Compuestos amino Productos de descomposición de la lignina Quinonas Quinonas Sustancias húmicas Residuos vegetales

107. Formación de las sustancias húmicas Mecanismos de formación de las sustancias húmicas Lignina: Suelos pobremente drenados Sedimentos húmedos Polifenoles: Suelos forestales Azúcar-amino Fluctuaciones bruscas de humedad, temperatura e irradiación

108. Formación de las sustancias húmicas Lignina Unidades de lignina ataque por microorganismos Residuo Utilización posterior por los microorganismos desmetilación, oxidación y condensación con compuestos nitrogenados Ácidos húmicos Ácidos fúlvicos fragmentación

111. Formación de las sustancias húmicas Datos a favor de la Teoría de la Lignina lignina

113. Formación de las sustancias húmicas teoría de los polifenoles Lignina Celulosa u otras sustancias no ligninas ataque por microorganismos Polifenoles Utilización posterior por los microorganismos Ácidos húmicos Ácidos fúlvicos aldehídos fenólicos y ácidos utilización microbiana Quinonas compuestos amino compuestos amino enzimas fenoloxidasas

114. Formación de las sustancias húmicas teoría de la condensación azúcar-amino azúcar + compuesto amino N-glicosamina aminodesoxicetosa reductonas, furfural Productos de fisión (acetol, diacetil) polímeros nitrogenados marrones deshidratación fragmentación compuestos amino compuestos amino