La fase sólida está formada principalmente por materiales inorgánicos y materia orgánica en diferente etapa de descomposición. La materia orgánica es la fracción orgánica del suelo que incluye residuos vegetales y animales en diferentes estados de descomposición, tejidos y células de organismos que viven en el suelo y sustancias producidas por los habitantes del suelo. Esta fracción se determina en general en suelos que pasan por un tamiz con malla de 2.0 mm.
El humus es la fracción más o menos estable de la materia orgánica del suelo, la que se obtiene después que se ha descompuesto la mayor parte de las sustancias vegetales o animales agregadas al suelo. Generalmente es de color negro. El humus está compuesto por los restos posmortem de vegetales y animales que, depositados en el suelo, son sometidos constantemente a procesos de descomposición, transformación y síntesis.
El edafón lo forman los organismos vivientes del suelo, es decir, la flora y fauna del suelo.
La composición bioquímica de los restos vegetales y animales varía dentro de un amplio rango, los tejidos verdes son más ricos en carbohidratos y proteínas, los tejidos leñosos contienen compuestos fenólicos (ligninas) y celulosas. Las bacterias tienen alto contenido de proteínas, los líquenes contienen muchos carbohidratos. Entre los componentes orgánicos de los restos vegetales y animales están los carbohidratos, proteínas, poli péptidos, ácidos nucleídos, grasas, ceras. Resinas, ligninas, etc.
El proceso de humificación consiste en la degradación o descomposición de la materia orgánica como proteínas, carbohidratos, etc. que por procesos de síntesis y polimerización producen nuevos agregados químicos que se llaman ácidos húmicos. Tienen estructura aromática compleja y variable, son compuestos de masa molecular entre 10 000 y 50 000 g/mol.
Los ácidos húmicos se clasifican en tres grupos: ácidos fúlvicos, ácidos húmicos y huminas de acuerdo a su solubilidad en diferentes solventes como agua, bromuro de acetilo, alcohol etílico y el hidróxido de sodio en solución.
Los ácidos fúlvicos representan la fracción de humus extraíble por álcali, que no precipita por ácidos y que tiene color amarillento rojo. Generalmente son compuestos fenólicos de peso molecular bajo.
Los ácidos húmicos se extraen con hidróxido de sodio y que puede precipitar por ácidos como el ácido clorhídrico. Generalmente son polímeros de alto peso molecular que forman coloides esferoidales, su capacidad de intercambio catiónico se debe a la presencia de la función ácido orgánico (-COOH) y de la función hidroxilo. La fracción de los ácidos húmicos soluble en etanol se denomina ácido himatomelánico, que es de color marrón rojizo.
Los ácidos húmicos pardos son más difíciles de flocular y son más pobres en nitrógeno que los ácidos húmicos grises.
Las huminas representan la fracción que sólo es soluble en solución de hidróxido de sodio caliente.
Los restos vegetales y animales son polímeros de compuestos orgánicos que durante el proceso de transformación son degradados hasta sus constituyentes básicos y como se forma nitrógeno, fósforo y azufre le llaman proceso de mineralización. Por el proceso de humificación y mediante síntesis microbiológica se producen nuevos compuestos químicos de masa molecular grande y de color oscuro, que constituyen la fracción edáfica del suelo.
Funciones de la materia orgánica en el suelo
La importancia de agregar materia orgánica para mejorar la fertilidad del suelo la conocen los agricultores desde hace miles de años. Generalmente, la materia orgánica del suelo regula los procesos químicos, biológicos y físicos que en él ocurren.
En los procesos químicos la materia orgánica interviene en:
- El suministro de elementos químicos (mediante la mineralización) como el nitrógeno, fósforo, azufre, potasio, calcio y magnesio y micronutrientes disponibles para las plantas.
- La estabilización de la acidez del suelo.
- La capacidad de cambio catiónico de los suelos. La capacidad de intercambio de la materia orgánica es alta, varía entre 100 y 400 cmol(+)/kg. (centimoles de carga positiva por kilogramo de suelo).
- La capacidad de intercambio aniónico, donde se acumulan nitratos, fosfatos y sulfatos.
- La regularización de los niveles de disponibilidad de nutrimentos principales y de elementos químicos menores.
- Los fenómenos de adsorción que inactivan a los plaguicidas.
La materia orgánica también afecta propiedades físicas del suelo como:
- En la estructura del suelo, favorece la formación de agregados, disminuye la plasticidad y la agregación global del suelo.
- En el uso del agua mejora la infiltración, reduce la evaporación, mejora el drenaje y la estructura lo que favorece la aireación, favorece el calentamiento y a través de los coloides orgánicos ayuda a retener el agua.
- En el color del suelo favorece o dificulta la absorción de la energía solar.
Determinación del contenido total de materia orgánica
La determinación de la materia orgánica se basa en la cuantificación del carbono por combustión seca, en la que se determina la cantidad de dióxido de carbono desprendido o por combustión húmeda que se basa en la reducción del dicromato de sodio o de potasio y luego se determina por titulación la cantidad de dicromato no reducida. En suelos derivados de calizas o que tienen alto contenido de carbonatos es necesaria su destrucción mediante un ácido inorgánico como el ácido clorhídrico.
El contenido porcentual total de materia orgánica en los primeros centímetros del suelo es alto y decrece a medida que aumenta su profundidad, lo que indica una disminución regular de carbono orgánico. Generalmente la materia orgánica del suelo contiene en promedio el 58 % de carbono.
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