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QUIMICA DE SUELOS
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• COMPOSICIÒN DE LA MATERIA ROGRANICA
• La m. o. del suelo es la sustancia muy compleja,
  de naturaleza variable y de origen diverso.
  contiene un sinnúmero de materiales muy variantes
  y de origen diverso los materiales son los
  siguientes
• -CARBOHIDRATOS incluye azucares, almidones,
  celulosa, constituye el 1 al 28 de la m. o.
• -Proteínas, aminoácidos, y otros derivados
  nitrogenados
• -Grasas, aceites y ceras.
• Alcoholes, aldehídos, cetonas y otros derivados
  oxidados inestables.
• -Ácidos orgánicos (ácido acético, que puede
  alcanzar un miliequivalente por cada 100 g de
  suelo.
• -Minerales como acido, fósforo,azufre,hierro,magne
  sio y potasio.
• -Productores diversos de gran actividad biológica
  como hormonas, enzimas, antibióticos así como
  otras sustancias muy activas en pequeñas
  concentraciones.

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LA MATERIA ORGÁNICA Origen y ciclo de la materia
orgánica La materia orgánica del suelo está
formada por una acumulación de residuos
en distintos grados de descomposición y en parte
re-sintetizados, gracias a la acción
de Edafología y Climatología Forestal. Tema 7.-
Los componentes del suelo los organismos del
suelo. Se puede dividir en dos grandes grupos la
materia orgánica fresca (materia orgánica no
humificada) y el humus
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- La materia orgánica fresca es la materia prima
para la formación de sustancias húmicas y está
integrada por 1.-Biomasa vegetal (mayoritaria)
senescente (necromasa) procedente de la parte
aérea de la vegetación y raíces y de restos,
deyecciones y secreciones de animales. Constituye
una fuente de energía para las comunidades
saprofitas que la consumen. 2.-Biomasa
microbiana, masa de microorganismos y microfauna
menores de 5 x 10-3 micras.
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- Humus Es una sustancia amorfa formada por un
complejo de productos orgánicos de naturaleza
coloidal originado por un doble proceso de
descomposición y síntesis de los despojos
orgánicos del suelo. Presenta uniones débiles con
la fracción mineral y están originados por la
acción microbiana y procesos abióticos. Suponen
de un 60 al 80 de la materia orgánica (MO) del
suelo.
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El proceso de humificación implica tanto la
descomposición del material original como la
mayor omenor síntesis de esta descomposición.
Parte del material de partida es mineralizado
directamente (mineralización directa). En el
humus se integra, asimismo, una mayor o menor
cantidad de nitrógeno incorporado por los
organismos fijadores. El humus es, pues, un
complejo de compuestos orgánicos más o menos
polimerizado que, lentamente, sufre una
mineralización progresiva sin perjuicio de que
algunos iones finales vuelvan a ser reincorporado
al humus en un proceso de síntesis.
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La materia orgánica del suelo puede presentarse
de varias formas puede estar íntimamente
mezclada con la fracción mineral del horizonte
superficial (A) puede estar acumulada en un
horizonte profundo (Bh) o puede formar capas
discretas sobre la superficie (O, H)
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(No Transcript)
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El humus es una sustancia químicamente muy
compleja. Son sustancias de alto peso molecular
con una estructura amorfa. Sus componentes
esenciales son los ácidos fúlvicos, los ácidos
húmicos y la humina. Todos estos compuestos están
formados por núcleos aromáticos unidos entre sí
por cadenas alifáticas y por grupos funcionales
de carácter ácido. Es una serie continua de
manera que los ácidos fúlvicos son los compuestos
más sencillos, incluso solubles en agua, que
pueden evolucionar, en determinadas condiciones,
en el sentido ácidos húmicos humina por
polimerización progresiva de los núcleos con
disminución de la importancia relativa de las
cadenas alifáticas.
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Los ácidos húmicos se pueden dividir en
fracciones más o menos polimerizadas ácidos
himatomelánicos, ácidos húmicos pardos y ácidos
húmicos grises, que son los de mayor grado de
polimerización de este grupo. Los grupos
carboxilicos COOH proporcionan una carga
superficial negativa que confiere propiedades
coloidales. Es bastante estable y tiene una gran
capacidad de cambio. Los ácidos fúlvicos tienen
la capacidad de unirse a hidróxidos de hierro y
aluminio haciéndose más solubles (pseudosolubles)
y fáciles de mover en el suelo.
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La marcha bioquímica de descomposición y sístesis
de residuos orgánicos y, por consiguiente, las
proporciones relativas de ácidos fúlvicos, ácidos
húmicos y humina dependerá de las características
de los despojos que caen al suelo y de las
condiciones ambientales en que se realizan los
procesos de descomposición.
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Condiciones ambientales Las condiciones
climáticas (temperatura y cuantía y reparto de
las precipitaciones) junto con las condiciones
especificas del suelo (aireación o saturación de
agua, riqueza de bases) determina qué
microorganismos (bacterias, hongos,
actinomicetos) pueden participar en la
descomposición y síntesis y qué velocidad que van
a tener estos procesos. La influencia de los
grupos de microorganismos en la formación del
humus se discutirá en el próximo tema con mayor
detenimiento.
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Calidad de los despojos originales Dadas unas
ciertas condiciones ambientales, la calidad del
humus depende del tipo de vegetación que vive
sobre el suelo. Fundamentalmente, las
condiciones que definen la calidad de los
despojos son Contenido en nitrógeno. Los
residios vegetales dan humus de mejor calidad
cuanto más baja es la relación C/N, esto es,
mayor la riqueza en nitrógeno, ya que este
elemento es el que con más facilidad se encuentra
deficitario en los suelos.
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Contenido en compuestos orgánicos solubles. Es
positiva la presencia de compuestos solubles ya
que favorecen la presencia de una microflora muy
abundante que favorece los procesos de
descomposición Riqueza en cationes metálicos.
Contribuye a amortiguar la acidez del suelo y
permite unas condiciones bióticas mejores para la
presencia de actinomicetos y bacterias, que son
los microorganismos que dan lugar a un humus de
mayor calidad. Para evaluar la calidad del humus
se suelen emplear varios criterios Criterios
morfológicos Criterios fisicoquímicos Criterios
Microbiológicos
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- Criterios Microbiológicos Un análisis de los
microorganismos descomponedores y sintetizadores
presentes permiten estimar la calidad del humus
presente.
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Tipos de humus Los conceptos anteriores llevan a
establecer 6 tipos distintos de humus,en los
cuatro primeros no va a existir un periodo de
encharcamiento prolongado, mientras que en los
dos últimos el encharcamiento es prolongado o
continuo. Mull cálcico En este tipo la relación
C/N en el horizonte superficial es inferior a 12
y el tanto de saturación es superior a 75. Se
forma en condiciones de clima templado-cálido y
con abundancia de Calcio que proporciona pH
superiores a 7. La actividad de la microflora es
muy intensa y predominan los compuestos
más polimerizados (humina y ácidos húmicos
grises). Los residuos vegetales se transforman
con rapidez con lo que no existe más que
eventualmente una capa de MO fresca sobre el
suelo no incorporada a la parte mineral.
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Mull forestal En este tipo la relación C/N en el
horizonte superficial está comprendido entre 12 y
15 y el tanto de saturación oscila entre 25 y 75.
Se forma cuando existen condiciones favorables
para la actividad microbiana pero algo inferiores
al caso anterior clima templado o cálido, roca
caliza muy lavada o roca silícea rica en cationes
y generalmente vegetación de frondosas. El pH del
suelo oscila entre 5,5 y 6,5.
Los residuos se transforman con rapidez y sólo en
ocasiones se aprecia una capa de MO fresca no
incorporada a la fracción mineral. Predominan los
compuestos más polimerizados (humina y ácidos
húmicos grises).
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Moder
En este tipo la relación C/N en el horizonte
superficial está comprendido entre 15 y 25 y el
tanto de saturación oscila entre 15 y 25. En los
climas templados corresponde normalmente a suelos
con un pH entre 4,5 y 5,5 y responde
esencialmente a los formados bajo roca madre
silícea y bajo bosque de coníferas o bajo bosque
de frondosas cuando la roca madre es pobre en
cationes o/y el clima es muy lluvioso. En climas
fríos el moderse presenta sólo bajo vegetación de
praderas en los que la descomposición de los
restos orgánicos es fácil a pesar de las bajas
temperaturas. Suele aparecer ya una capa de 2 a
5 cm de MO fresca.
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Mor En este tipo la relación C/N en el horizonte
superficial es superior a 25 y el tanto de
saturación es inferior a 15. Es el tipo de humus
de más lenta evolución ya que la actividad de los
microorganismos más activos en la descomposición
(bacterias y actinomicetos) está muy atenuada. Se
suelen distinguir dos orígenes del humus mor En
clima frío, la falta de temperatura reduce la
actividad microbiana y las dificultades para la
alteración química de los minerales hace que
su incorporación al suelo sea muy escasa con la
que la elevada acidez restringe aún más la
actividad de bacterias y actinomicetos. Es el mor
de tipo zonal. En clima templado el mor sólo
puede ser causado por una extrema acidez (pH lt
4). Para ello es necesario que la roca sea muy
pobre en cationes, al igual que los restos
vegetales (vegetación acidificante), la
pluviosidad sea elevada y facilite el lavado de
cationes y el suelo sea permeable para favorecer
el flujo de agua. Es el mor intrazonal. En este
caso la mineralización es muy lenta y existe una
espesa capa (5 a 20 cm) de restos orgánicos
incompletamente transformados. Debajo de ella el
horizonte húmico presenta materia orgánica y
mineral yuxtapuesta, pero no unidas. Hay una gran
abundancia de ácidos fúlvicos.
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Anmoor Se produce cuando el horizonte superficial
está casi siempre saturado de agua pero se seca
en determinados periodos. En este caso la
actividad microbiana es alternante microvida
acuática en el periodo de encharcamiento y
aerobia en el periodo seco. Los organismos se
enquistan en el periodo desfavorable. La
demolición de restos orgánicos es relativamente
importantey hay una cierta mezcla de fracción
mineral y materia orgánica. El horizonte gumífero
suele ser espeso, plástico y muestra manchas de
hierro debido a las alternancias de oxidación y
reducción.
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Turba Se produce en medio saturado de agua de
forma permanente. Aquí, las bacterias anaerobias
destruyen la celulosa sin proporcionar humus. Los
compuestos orgánicos se van acumulandoen capas de
gran espesor compuestas por ligninapoco
transformada que da al conjunto un aspecto
fibroso.
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Papel de la materia orgánica en el suelo La
materia orgánica del suelo juega un papel
fundamental en edafología fundamentalmente por
los siguientes aspectos 1. Condiciona el ciclo
de los elementos nutritivos en una doble
vertiente A través de los procesos de
mineralización directa o progresiva incorpora
al suelo cationes y aniones imprescindibles para
la nutrición vegetal La materia orgánica, al
tener carácter coloidal fija iones de la solución
del suelo, los cuales quedan débilmente
retenidos, están en posición de cambio. Evita por
tanto que se produzcan pérdidas de nutrientes en
el suelo. La capacidad de cambio es de 3 a 5
veces superior a la de las arcillas, es por tanto
una buena reserva de nutrientes. 2. Da lugar a
una buena estructura, estable. Las sustancias
húmicas tienen un poder aglomerante, las cuales
se unen a la fracción mineral y dan buenos
flóculos en el suelo originando una estructura
grumosa estable, de elevada porosidad, lo que
implica que la permeabilidad del suelo sea mayor.
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Tiene una gran capacidad de retención de agua lo
que facilita el asentamiento de la vegetación,
dificultando la acción de los agentes erosivos 4.
Protege al suelo de la erosión. Los restos
vegetales y animales depositados sobre la
superficie del suelo lo protegen de la erosión
hídrica y eólica. Por otra parte, como ya hemos
mencionado, el humus tiene un poder aglomerante y
da agregados que protegen a sus partículas
elementales de la erosión. 5. Protege al suelo de
la contaminación. La materia orgánica adsorbe
plaguicidas y otros contaminantes y evita que
estos percolen hacia los acuíferos. 6. Es un
agente de alteración por su carácter ácido.
Descompone los minerales. 7. Es un aporte de
nutrientes a los microorganismos y fuente de
energía. 8. Influye notablemente en el ciclo de
energía de los ecosistemas. Un suelo que tiene un
4 de MO encierra de 350 a 400 millones de kcal
de energía potencial por ha, lo que equivale al
poder calórico de 20 Tm de antracita.
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(No Transcript)
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LOS COMPLEJOS ORGANO-MINERALES Es notable la
facilidad con la que la materia orgánica tiende a
unirse con la fracción mineral, en particular con
los cationes, arcillas y óxidos de hierro y
aluminio, mediante uniones de tipo físico-químico
formando complejos organominerales cuyas
características se relacionan con la mayor parte
de las propiedades físicas y fisicoquímicas de
los suelos.
Suelos neutros, aireados y biológicamente
activos En estas condiciones, la humificación es
muy intensa, llegando hasta ácidos húmicos o
huminas, poco móviles de elevado peso
molecular. En estas condiciones la arcilla es
estable, existe en el medio cationes de calcio,
magnesio... que actúan como coagulantes y se
obtiene un complejo materia orgánica - Ca -
arcilla que permanece floculado, (es estable) y
favorece la formación de estructura en el suelo.
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- Suelos ácidos y biológicamente poco
activos Ahora la materia orgánica no se
polimeriza, existen muchos compuestos orgánicos
ácidos poco polimerizados, hay poca actividad
microbiana. En estas condiciones la materia
orgánica tiene un fuerte carácter ácido y está
compuestafundamentalmente por ácidos fúlvicos.
Las arcillas son inestables y se descomponen. En
el suelo hay pocos cationes (medio ácido) pero a
estos pH existen Fe y Al en la solución
del suelo y se forman complejos organominerales
del tipo ácidos fúlvicos hidróxidos de Fe
ácidos fúlvicos hidróxidos de Al que son
solubles o pseudosolubles dando lugar al proceso
de podzolización
Todos ellos, pero sobre todo los últimos, tienen
una gran importancia en las propiedades físicas y
químicas de suelo porque tienen propiedades
coloidales.