Factores que influyen en la tasa de descomposición de materia orgánica en el suelo

El suelo es la capa más superficial de la corteza terrestre con la que tenemos contacto diariamente. Una definición más específica es la capa de material orgánico y mineral en la superficie de la tierra que sirve como medio natural para el crecimiento de las plantas terrestres.

La edafología (del griego edafos que significa suelo) es la ciencia que estudia el suelo y su relación con las plantas. El edafólogo es el profesional encargado del estudio del suelo. La pedología es la rama de la geología que estudia la estructura, formación y clasificación de los suelos.

INTRODUCCIÓN

Siempre que se habla de fertilidad de un suelo se toma en cuenta principalmente la cantidad de macro y micronutrientes que el suelo puede proveer a las plantas, dejando en segundo plano un aspecto muy importante acerca de la fertilidad del suelo: la cantidad de materia orgánica (MO).

La materia orgánica representa, aproximadamente, el 5% en el volumen de un suelo ideal. A pesar de ser un porcentaje relativamente pequeño, su presencia es altamente importante en el crecimiento de las plantas. La adición de residuos orgánicos al suelo, provenientes de plantas y animales y su posterior descomposición por los microorganismos, establecen dos procesos que determinan el nivel al cual se acumula materia orgánica en los suelos.

Las plantas son la principal fuente de materia orgánica, ya que parte de sus hojas, tallos, flores, frutos y generalmente todo el sistema radical, se quedan en el suelo cuando el cultivo es cosechado. Estos residuos generalmente son frescos, es decir, poseen aproximadamente entre 60 a 90% de humedad, lo cual depende del tipo de residuo orgánico. Esto significa que entre el 40 a 10% de materia seca podría incorporarse al suelo y su composición es muy variada: carbohidratos, grasas, aceites, lignina y proteínas, son los principales constituyentes y ellos son fuentes de carbono, hidrógeno y oxígeno, así como también, en el caso de las proteínas, de nitrógeno, azufre, hierro, fósforo, los cuales pudieran ser aprovechables por las plantas una vez que los microorganismos descomponen estos compuestos.

DESARROLLO

MATERIA ORGÁNICA

La materia orgánica es uno de los componentes del suelo, en pequeña porción, formada por los restos vegetales y animales que por la acción de la microbiota del suelo son convertidos en una materia rica en reservas de nutrientes para las plantas, asegurando la disponibilidad de macro y micronutrientes. Cuando son agregados restos orgánicos de origen vegetal o animal, los microorganismos del suelo transforman los compuestos complejos de origen orgánico en nutrientes en forma mineral que son solubles para las plantas; pero este proceso es lento, por lo tanto la materia orgánica no representa una fuente inmediata de nutrientes para las plantas, sino más bien una reserva de estos nutrientes para su liberación lenta en el suelo.

EXPRESIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA

La cantidad de materia orgánica en los suelos generalmente se expresa como porcentaje en base al peso del suelo. En la práctica, es difícil en el laboratorio separar el material orgánico e inorgánico de un suelo, por lo que una estimación del contenido de materia orgánica se obtiene indirectamente a través del análisis de un elemento que es constituyente de todas las sustancias orgánicas en el suelo: el carbono (C).

Es decir, conociendo la cantidad de carbono orgánico (C2) presente en una muestra de suelo, indirectamente se puede estimar cuál es su porcentaje de materia orgánica.

Componentes de la materia del suelo orgánico

Como se ha dicho, los componentes del suelo orgánico son materiales de origen orgánico, como tejidos animales y vegetales, más los derivados de su descomposición parcial. También es materia orgánica la cantidad de materia acumulada en el suelo, que constituye su biomasa. De allí que esa materia orgánica se puede agrupar de la manera siguiente:

• Vegetales y animales vivos: Son los que viven en el suelo, incidiendo directamente en la estructura, capacidad de retención de agua y nutrientes. De igual forma, influyen en los efectos bioquímicos que causan los suelos sobre los vegetales. Estos componentes, fundamentalmente las raíces de las plantas y la biomasa microbiana, suman un 5% de la materia orgánica del suelo. La fauna o microorganismos desarrollados a partir de restos o de enmiendas orgánicas, es también componente importante en este grupo.
• Materia orgánica muerta: Representa el otro 95% de la materia orgánica del suelo. Favorece la fertilidad química y la fertilidad física del suelo. Se encuentra en este grupo la materia orgánica fresca como restos animales y vegetales, partes de cultivos enterrados, compost, estiércol y basura.

Clasificación del suelo

Existen diferentes sistemas de clasificación. Mencionaremos los tipos de suelos según tiempo de evolución, el clima, el material precursor y la vegetación:

Tipos de suelo según el tiempo de evolución

Entisoles: suelos poco desarrollados.

Inceptisoles: suelos inmaduros.

Tipos de suelo según el clima

Desierto entre Moctezuma y Sahuaripa, Sonora, México.

Aridisoles: suelos secos desérticos.

Gelisoles: suelos que siempre están congelados.

Oxisoles: suelos de las áreas tropicales.

Tipos de suelo según el material precursor

Los bosques tropicales se caracterizan por suelos ricos en materia orgánica.

Andisoles: suelos volcánicos.

Histosoles: suelos ricos en materia orgánica.

Vertisoles: suelos oscuros arcillosos.

Tipos de suelos según la vegetación

Las praderas se caracterizan por tener suelos tipo molisoles.

Molisoles: suelos de praderas.

Alfisoles: Suelos de bosques deciduos.

Ultisoles: suelos de bosques arcillosos rojos.

Espodosoles: suelos arenosos de coníferas.

Vea también Ecosistema

DESCOMPOSICIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA

La descomposición o mineralización de los residuos orgánicos por los microorganismos del suelo es netamente un proceso oxidativo:

Una vez oxidada, lo que queda de la materia orgánica ha sido definida como humus, que es un material oscuro, heterogéneo y coloidal y responsable en gran parte de la capacidad de intercambio catiónico (CIC) de los suelos.

De la energía liberada, una parte es usada por los microorganismos y el resto se queda entre los residuos o es disipada como calor. Los nutrimentos liberados son esenciales para el crecimiento de las plantas y absorbidos a través de su sistema radical.

Los microorganismos del suelo que descomponen la materia orgánica comprenden principalmente a las bacterias, hongos, actinomicetos y protozoos. La descomposición de la materia orgánica tiene lugar por distintas poblaciones de microorganismos. Los compuestos de bajo peso molecular son descompuestos principalmente por levaduras saprófitas que son los colonizadores primarios. Los colonizadores secundarios utilizan materiales más complejos, como los polisacáridos. Los colonizadores terciarios metabolizan los polímeros más complejos, como la lignina. Entre algunos de los microorganismos que descomponen la materia orgánica en el suelo tenemos: Streptomyces spp., Methanomonas methanica, Clostridium disolvens, Clostridium werneri, Clostridium amyloliticum, Aspergillus niger, Aspergillus clavatus, Penicillium sp., Fusarium sp.

DISTRIBUCIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA EN EL SUELO

En primer lugar, la materia orgánica se concentra mayormente en los primeros centímetros del suelo y disminuye drásticamente con la profundidad, esto debido a que la mayor parte de los restos orgánicos solo son depositados en la superficie del suelo.

Existen factores que determinan la distribución de la MO en el perfil del suelo:

• A) Tipo de vegetación: Las raíces de las gramíneas son fuente importante de MO la cual se concentra en la horizonte «O», mientras que en suelos boscosos, la mayor fuente de materia son las hojas y restos de tallos que se concentran en el horizonte «O», las raíces no son buena fuente de MO ya que éstas perduran por varios años a diferencia de las raíces de las gramíneas.

• B) El drenaje: suelos con alto contenido de humedad y poca aireación tienen mayor concentración de MO debido a que en ausencia de oxígeno la mineralización de ésta es reducida.

• C) Condiciones climáticas: climas secos y con altas temperaturas reducen el crecimiento de las plantas y aceleración su descomposición, mientras que climas húmedos y con buena humedad retardan la mineralización de la materia orgánica, conservando su contenido en el suelo.

• D) La topografía: también es importante en la distribución de la MO En suelos con pendiente elevada, la escorrentía de las aguas causa erosión del suelo, arrastrando la materia orgánica de la superficie y distribuyéndola a otras partes del terreno.

• E) Cambio de vegetación natural por vegetación de cultivo: cuando un suelo es virgen, toda su vegetación es incorporada nuevamente al suelo, pero en caso de que se elimine esa vegetación del terreno para cultivar, ésta última no regresa en su totalidad al suelo sino que es consumida por el hombre. Esta situación provoca una disminución del contenido de materia orgánica.

Referencias

1. Queensland Government. How soils form. 14 de Marzo de 2016. qld.gov.au/environment.
2. Scharf, R. CHARACTERIZATION OF THE ASHEPOO-COMBAHEE-EDISTO (ACE) BASIN, SOUTH CAROLINA. webapp1.
3. United States Department of Agriculture.Soil Formation and Classification. nrcs.usda.gov. 
4. Soil-net.com. Soil Formation – Introduction. soil-net.com. 
5. the-compost-gardener.com. What is Soil? the-compost-gardener.com. 

INFLUENCIA DE LA MATERIA ORGÁNICA SOBRE ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS SUELOS

• a. Mejora la agregación y estabilidad de los agregados del suelo reduciendo la susceptibilidad a la escorrentía y erosión.

• b. Aumenta la capacidad de retención de humedad de los suelos, particularmente en aquellos de textura arenosa.

• c. Tiene influencia sobre el color de los suelos, estando generalmente asociados los colores oscuros con mayor contenido de materia orgánica.

• d. Es responsable en un alto porcentaje de la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC), especialmente en los suelos ácidos tropicales. La reducción en el contenido de materia orgánica en el suelo, generalmente causa una disminución en su CIC.

• e. En la mineralización de la materia orgánica se liberan cantidades apreciables de nitrógeno, azufre, fósforo y algunos micronutrientes esenciales para el crecimiento y producción de las plantas. Esta liberación es relativamente lenta y evita fuertes pérdidas de nutrimentos por lavado como ocurre con los fertilizantes comerciales de alta solubilidad.

• f. Algunos óxidos amorfos en el suelo pueden formar complejos con la materia orgánica disminuyendo la fijación del fósforo hacia formas no aprovechables por las plantas.

Día mundial del suelo

La Organización de las Naciones Unidas para la alimentación y la agricultura (FAO por sus siglas en inglés) estableció el 5 de diciembre como el día del suelo.

«El propósito es resaltar la importancia del suelo como un componente crítico del sistema natural y su contribución vital al bienestar de la humanidad.»

CONCLUSIÓN

La materia orgánica si bien no supone una fuente mera e inmediata de nutrimentos, es de suma importancia para una buena conformación del suelo. La materia orgánica en los suelos está compuesta de restos orgánicos de origen vegetal y animal que, por acción de las bacterias, hongos, protozoos y actinomicetos presentes en el suelo, es transformada, en parte, en una sustancia coloidal de coloración oscura conformada por moléculas o polímeros de elevado peso molecular y de resistencia a degradación que le confiere a los suelos buenas características. El segundo producto de la acción de los microorganismos son los macro y micronutrientes derivados de los compuestos orgánicos que luego son mineralizados. Este proceso de mineralización es lento y por lo tanto representa solo una reserva de nutrimentos para las plantas a largo plazo.

La importancia de la materia orgánica en cuanto a fertilidad de los suelos radica en que la presencia de ésta en el suelo mejora las propiedades físicas del mismo, como disminución de la densidad aparente de suelos muy compactos, mejora de la conductividad hidráulica, una mejor segregación de los agregados del suelo. Las mejoras químicas que aportan la MO a los suelos es el aumento de la capacidad de intercambio catiónico (CIC), buena disponibilidad de los macro y micronutrientes a largo plazo; aunque también significa un aumento de la conductividad eléctrica (salinidad) del suelo. La materia orgánica, en el plano práctico, es desplazada a segundo lugar debido a que no significa un aporte masivo e inmediato de nutrientes. Generalmente en la práctica en tema de fertilidad y manejo del suelo se prefiere la fertilización química y el uso de maquinaria agrícola por su rapidez y bajo costo, además de que en grandes extensiones de terreno la aplicación de fertilizantes es una tarea fácil usando maquinaria agrícola, dejando los abonos orgánicos a las pequeñas parcelas.