La materia orgánica es la fracción más pequeña de todos los componentes que conforman el suelo, sin embargo, es la que más influencia tiene en la fertilidad de nuestros suelos.

Los componentes del suelo. De donde procede la materia orgánica de los suelos.

Qué es y cómo se forma la materia orgánica.

Composición de la materia orgánica.

El ciclo de la materia orgánica.

Factores que influyen en los procesos de degradación de la materia orgánica.

El suelo: la materia orgánica.

Los componentes del suelo. De donde procede la materia orgánica de los suelos.

Como ya hemos visto en anteriores artículos el suelo es una mezcla de materiales orgánicos, inorgánicos y una gran cantidad de macro y microorganismos, cuya función es actuar como medio de soporte a las plantas, así como almacén de agua y nutrientes. Los suelos agrícolas debemos considerarlos como un sistema dinámico en constante evolución. El principal constituyente de la materia orgánica de los suelos son los residuos de las plantas; a los restos de las partes aéreas y radiculares de árboles, arbustos y plantas herbáceas tenemos que añadirle los cadáveres de la micro fauna y microflora que habita los suelos, principalmente hongos y bacterias, y los cadáveres y deyecciones de los animales superiores e inferiores. Estos últimos se consideran como materia orgánica secundaria ya que estos restos evolucionan muy rápidamente y apenas dejan residuos duraderos de materia orgánica.

Qué es y cómo se forma la materia orgánica.

Podemos definir a la materia orgánica como el conjunto de todos los compuestos orgánicos, vivos o muertos, que se encuentran en el suelo. La materia orgánica es uno de los factores que más influencia tiene en los suelos agrícolas y su mayor o menor presencia está relacionada con diversas propiedades del suelo:

  • Propiedades físicas: densidad aparente, textura, estructura, porcentaje de aireación, capacidad de infiltración y retención de agua, temperatura, color del suelo, etc.
  • Propiedades químicas y biológicas: cantidad de la microbiología, capacidad de esta microfauna y microflora para inmovilizar y liberar nitrógeno, fósforo, azufre, etc., poder de retener de forma intercambiable los cationes calcio, magnesio, potasio y sodio (Capacidad de Cambio del Suelo) y capacidad tampón para resistir los cambios de pH.

Composición de la materia orgánica.

Como hemos comentado, la microbiología de los suelos es la encargada de degradar la materia orgánica que llega a los suelos y es el contenido en humedad de esta materia lo que desencadena la actividad microbiana. Pero los residuos de plantas y animales que llegan al suelo serán susceptibles de ser degradados en mayor o menor medida en función de su composición. La composición de la materia orgánica que llega a los suelos es la siguiente:

  • Glúcidos o hidratos de carbono.
    • Monosacáridos. Son los glúcidos más simples y están compuestos por moléculas sencillas con la fórmula general (CH2O)n. Pueden tener de 3 a 7 átomos de carbono y químicamente son polialcoholes, es decir, cadenas de carbono con un grupo -OH unido a cada carbono (ribosa, glucosa, fructosa, etc.).
    • Oligosacáridos. Son cadenas de monosacáridos de hasta 20 moléculas unidas mediante enlaces glicosídicos (sacarosa, lactosa, maltosa, etc.).
    • Polisacáridos. Cadenas de más de 20 monosacáridos unidos por enlaces glicosídicos (glucógeno, celulosa, hemicelulosa, almidón, quitina, pectina, etc.).
  • Lípidos. Grasas, aceites esenciales, ceras, etc.
  • Compuestos nitrogenados. Proteínas, aminoácidos, aminas, purinas, pirimidinas, ácidos nucleicos, etc.
  • Glucósidos. Es una molécula formada por la unión de un glúcido, generalmente un monosacárido, a otro compuesto de diferente naturaleza química a través de su carbono anomérico mediante un enlace O-glucosídico. Muchas plantas almacenan los productos químicos más importantes para su metabolismo en forma de glucósidos inactivos para que en el momento en que estos productos químicos sean necesarios producir su hidrólisis enzimática y generar azúcares esenciales (salicina, hesperidina, quercetina, cumarina, etc.).
  • Ácidos orgánicos. Ácidos carboxílicos, cítrico, málico, tartárico, oxálico, salicílico oleico, linolénico, etc.
  • Ligninas. Compuesto muy abundante en las plantas leñosas, es el segundo biopolímero más abundante en la tierra después de la celulosa.
  • Taninos. Incluidos dentro del grupo de los polifenoles, son sustancias con gran poder antioxidante (galatotaninos, elagiotaninos, proantocianidinas, profisetinidinas, florotaninos, etc.).
  • Resinas. Sustancia pastosa insoluble en agua y soluble en alcohol y en aceites esenciales que se encuentra principalmente en las coníferas (trementina).
  • Pigmentos. Son sustancias que absorben ciertas longitudes de onda del espectro luminoso y reflejan otras (clorofila, carotenos, xantofilas, antocianinas, etc.).
  • Compuestos minerales. Aniones y cationes.

El ciclo de la materia orgánica.

La descomposición de los residuos vistos en el apartado anterior es un proceso biológico en el cual el carbono es recirculado hacia la atmósfera en forma de CO2, perdiéndose parte por incorporación a las estructuras de la microfauna (volviendo al suelo cuando estos mueren) y otra parte por transformación en humus, el nitrógeno se mineraliza a NH4+ y luego se oxida a NO3 y el resto de los nutrientes, como el fósforo, potasio, calcio, magnesio, etc. son convertidos a formas asimilables por las plantas.

Pero los distintos componentes que llegan al suelo son atacados por los microorganismos de distinta manera:

  • Glúcidos o hidratos de carbono. Son los compuestos más abundantes en las plantas y sus principales componentes son el hidrógeno, el oxígeno y el carbono. Son hidrolizados hasta formas de azúcares asimilables por los microorganismos. Caso aparte es la lignina, resistente a la degradación enzimática y microbiana.
  • Proteínas. Son degradas a aminoácidos y posteriormente, estos son transformados en NH3, CO2 y ácidos orgánicos, entre otras sustancias, liberando energía en el proceso. Parte de este nitrógeno es incorporado a las estructuras de la microfauna volviendo al suelo cuando estos mueren.
  • Taninos, grasas y aceites. Son degradados formando compuestos estables, perdiéndose parte en la formación del humus.

Una vez que los tejidos orgánicos llegan al suelo son sometidos inmediatamente a procesos de transformación química y bioquímica y en estos procesos intervienen los animales superiores e inferiores en un primer momento, y todos los microorganismos, tanto los de origen vegetal como animal a posteriori. Vamos a ver como se activa el proceso degradativo de la materia orgánica:

  1. Supongamos un suelo de cultivo en el cual se lleva a cabo un ciclo de una hortícola; en ese momento la relación C/N es baja y los microorganismos se encuentran en su periodo de mínima actividad, por lo que la producción de CO2 es mínima y las cantidades de nitratos máximas.
  2. Terminamos el ciclo e incorporamos los restos de cosecha al suelo; en ese momento y ante la presencia de materia orgánica fresca los microorganismos empiezan a multiplicarse rápidamente al encontrar un sustrato húmedo y rico en azúcares, aminoácidos y ácidos orgánicos.
  3. Pronto se llega al máximo poblacional de microorganismos, lo que se manifiesta en un fuerte desprendimiento de CO2 y energía (calor). En estas condiciones la demanda de nitrógeno por parte de los microorganismos del suelo es muy grande y pronto este desaparece del suelo.
  4. En estos momentos la relación C/N puede haber llegado a valores de 20/1. En estos momentos la materia orgánica del suelo está formada por la población de los microorganismos vivos, los cuerpos de los muertos y diversos compuestos, como vimos en el apartado COMPOSICIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA.
  5. Ahora que las reservas nutritivas y la energía disponible están bajo mínimos es cuando entran en acción las bacterias nitrificadoras y las condiciones vuelven a ser las del punto 1, pero con un enriquecimiento del suelo en humus.

Cuanto mayor sea la aportación de materia orgánica fresca, más tiempo durará este ciclo.

Aportación de materia orgánica al suelo
Aportación de materia orgánica al suelo

Factores que influyen en los procesos de degradación de la materia orgánica.

Edad de la planta. Todos sabemos que los vegetales con el paso del tiempo aumentan su grado de lignificación, es decir, aumenta el porcentaje de celulosa, hemicelulosa y lignina a la misma vez que disminuye el porcentaje de proteína, minerales y sustancias solubles en agua.

Contenido en agua. A mayor contenido en agua de las sustancias orgánicas más apetentes son a los microorganismos.

Tipos de microorganismos. El que en un suelo predominen un tipo de microorganismo u otro de pende de dos factores relacionados con el suelo: el pH y el contenido en oxígeno. En un medio ácido predominarán los hongos (los suelos ácidos son carentes de cationes) mientras que en un medio neutro las bacterias serán las más abundantes; por otro lado, en un medio escaso de oxígeno las bacterias anaerobias o las facultativas predominarán sobre las aerobias.

Disponibilidad de nutrientes. Los microorganismos encargados de la degradación de la materia orgánica necesitan de los mismos macro y micronutrientes que las plantas y de todos ello es el nitrógeno el más importante debido a que las necesidades de este en la síntesis de proteína bacteriana son muy elevadas. Otro factor importante es la relación carbono-nitrógeno (C/N); la relación C/N óptima es de 20-25. Por encima de estos valores se necesitarán aportes adicionales de nitrógeno si no la descomposición de la materia orgánica se ralentizará.

Relación carbono/nitrógeno de los distintos residuos vegetales.

Materia

Relación C/N

Estiércol de vaca

20-25/1

Estiércol de caballo

30/1

Estiércol de ave

10-15/1

Estiércol de ovino

15-20/1

Paja de cereales

70-100/1

Serrín

150/1

Restos de césped

10-20/1

Restos de café

20-1

Cáscaras de fruta

30-40/1

Temperatura. Los climas más cálidos son más tendentes a tener suelos con menos porcentaje de materia orgánica debido a que a mayor temperatura la velocidad de actuación de los microorganismos es mayor, produciéndose la perdida de materia orgánica de forma más rápida.

Humedad. La materia orgánica aumenta a medida que aumenta la humedad de los suelos, ya no porque los microorganismos encuentran un medio de trabajo más apetecible sino porque en climas secos la cubierta vegetal es más escasa y se renueva más lentamente.