8 diciembre, 2017
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Importancia de la materia orgánica y la actividad biológica en el suelo

Sintetización de la materia orgánica para el crecimiento del cultivo

La materia orgánica juega un papel fundamental en los agroecosistemas, y es que, sin ellan los suelos no contarían con los recursos necesarios para el mantenimiento de los cultivos; provee de forma orgánica recursos minerales y nutricionales, que una vez descompuestos, forman el alimento esencial para el crecimiento de las plantas.


En dicho sentido, el desgaste del carbono de los suelos se ha producido principalmente por efectos de la erosión, oxidación del carbono por laboreo excesivo, quema de rastrojos y ausencia de microorganismos orgánicos que intervengan en el desarrollo de la vida química del suelo.


Así, la materia orgánica es el elemento interviniente que incide en los procesos biológicos de las plantas, en donde mediante un complejo proceso de descomposición química, le permite finalmente adquirir propiedades nutritivas.



¿Qué es la Materia orgánica y de dónde se origina?


Cuando se habla de materia orgánica, o MOS, se hace referencia a todos aquellos compuestos que derivan de la descomposición química de restos animales y vegetales, las cuales sirven para nutrir al suelo y los cultivos de minerales para el desarrollo biológico de las plantas.


A propósito de ello, la FAO explica:




Los organismos del suelo (biota), incluyendo los microorganismos, usan los residuos de las plantas y los animales y los derivados de la materia orgánica como alimentos. A medida que descomponen los residuos y la materia orgánica, los nutrientes en exceso (nitrógeno, fósforo y azufre) son liberados dentro del suelo en formas que pueden ser usadas por las plantas (disponibilidad de nutrientes). Los productos de deshecho producidos por los microorganismos contribuyen a la formación de la materia orgánica del suelo. Los materiales de desecho son más difíciles de descomponer que el material original de las plantas y los animales, pero pueden ser usados por un gran número de organismos. (FAO, 2017, pág. 2)



Sin embargo, para que el material orgánico resulte benéfico para el cultivo, es necesario que los organismos encargados de la degradación los sinteticen biológicamente.


En este sentido, la degradación de los residuos de plantas y animales, forma parte de un proceso esencial, en el cual, el carbono es reciclado a la atmósfera como dióxido de carbono, y el nitrógeno es transformado en una forma aprovechable por las plantas como amonio y nitrato.




La materia orgánica de los suelos corresponde a compuestos orgánicos carbonados de diferentes características (...) El contenido de carbono orgánico de los diferentes suelos está determinado principalmente por el clima y por el tipo de cantidad de arcilla. El contenido de carbono determina el grado de acumulación de carbono orgánico en el suelo (materia orgánica) a través de dos (2) factores: cantidad y precipitación y temperatura. (Sierra, 2015, pág. 9)



Por su parte, elementos asociados como el fósforo, azufre y varios microelementos son liberados en forma disponible para las plantas superiores. Posteriormente, parte del carbono es asimilado en los tejidos microbianos (biomasa microbiana), y otra parte es convertido en sustancias húmicas.


Véase: Las bondades de usar Humus de Lombriz en tus Cultivos

En consecuencia, la materia orgánica resulta fundamental para la fertilidad del suelo y crecimiento de las plantas, porque incorpora elementos nutricionales y favorece las características físicas del suelo, mejorando la capacidad de retención del agua, aumentado la capacidad de intercambio catiónico, y mejorando la capacidad amortiguadora de pH. De esta manera, se reestablece la fertilidad del suelo para el próximo cultivo.



Tipos de Materia Orgánica


La materia orgánica se clasifica es:

- Materia orgánica no-transformada o activa: es la biomasa vegetal, animal y microbiana en estado fresco. También corresponde a la fracción más lábil de la materia orgánica, pues representa todos los residuos orgánicos frescos en estado material y sin estado de descomposición.


- Materia orgánica semistranformada: compuesta por restos orgánicos en proceso de transformación, poco parecidos al material original. También representa el estado intermedio entre la materia moderadamente transformada, donde la biomasa es susceptible de ser atacada por los microorganismos. Representa alrededor del 40% del carbono total del suelo.


- Materia orgánica transformada: Es aquella formada por el humus en el sentido estricto de la palabra, y, está relacionada con el complejo mineral arcillo-húmicos que intervienen en el crecimiento biológico de las plantas. Diversos investigadores señalan que esta materia se encuentra en el 50% de la materia orgánica total. Igualmente es difícilmente atacable por la flora bacteriana ya que es materia transformada y contiene los minerales necesarios para la fotosíntesis de las plantas. (Sierra, 2015)



Cómo la materia orgánica forma la estructura del suelo


La materia orgánica, considerada como una mezcla compleja y variada de sustancias orgánicas, desempeña un importante papel en los suelos agrícolas. A pesar de que la misma constituye solamente una pequeña fracción de la mayoría de los suelos, es un componente dinámico que ejerce una influencia dominante en muchas propiedades y procesos del suelo. Frecuentemente un efecto lleva a otro, de modo que la adición de materia orgánica a los suelos, resulta una cadena compleja de múltiples beneficios. (Sierra, 2015, pág. 35)

Cuando los residuos vegetales son incorporados al suelo varios compuestos orgánicos se descomponen. La descomposición es un proceso biológico donde el colapso físico y la transformación bioquímica de las moléculas de los complejos orgánicos de los materiales muertos se convierten en moléculas simples e inorgánicas, las cuales son transformadas en humus.


Los residuos de los cultivos contienen principalmente compuestos complejos de carbono que se originan en las paredes celulares. Estas cadenas de carbono, con cantidades variables de oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre adjuntos, son las bases para los azúcares simples y los aminoácidos. (FAO, 2017)


Así mismos, la descomposición sucesiva del material muerto y la materia orgánica modificada resulta en la formación de una materia orgánica más compleja llamada humus.


El humus afecta las propiedades del suelo; tal es así que cuando su color que se vuelve más oscuro; se incrementa la agregación y la estabilidad de los agregados, los cuales sirven para aumentar la capacidad de intercambio catiónico, aportando nitrógeno, fósforo y otros nutrientes durante su lenta descomposición.


También cumple una función importante en la estructura del suelo.: sin humus, los suelos con altos contenidos de limo o arcilla se compactarían fácilmente al ser labrados, provocando la erosión y perdida de la gamma nutricional necesaria para la fertilización y desarrollo agrícola. En dicho sentido, Sierra comenta:




Los polisacáridos son las sustancias que realmente unen las partículas de suelo; la materia orgánica más resistente mantiene unidos los microagregados mientras que los ácidos fúlvicos ligan los macroagregados. Los azúcares, los aminoácidos y los fosfolípidos son las fuentes de nitrógeno, fósforo y azufre para los microorganismos y el crecimiento de las plantas. La actividad de excavación de las lombrices aporta canales para la entrada de aire y el paso del agua, lo cual tiene un importante efecto sobre la difusión del oxígeno en la zona radical y en el drenaje. (Sierra, 2015, pág. 45)



En dicho sentido, la presencia de lombrices que aporten masa microbiana capaz de descomponer la materia orgánica del suelo incide favorablemente en la fertilidad del suelo, afectando la capacidad de intercambio catiónico y de carbono.


Las lombrices de tierra que habitan en las raíces crean numerosos canales a lo largo y a lo ancho de la superficie del suelo, cuando los residuos son conservados en la superficie del suelo incrementando la porosidad general. Los canales largos verticales creados por las lombrices que excavan en profundidad contribuyen a incrementar sensiblemente la infiltración del agua bajo condiciones de intensas lluvias o en condiciones de suelos saturados. Las lombrices mejoran la agregación del suelo. (Sierra, 2015)


Por su parte, la presencia de materia orgánica puesta en forma de mulch ayuda a la retención de la humedad del suelo, necesaria para el crecimiento radicular. En dicho sentido, la materia orgánica sirve como coadyudante de la fertilidad edáfica, por lo que representa una de las variables a tomar en cuenta para el rendimiento y mejoramiento de la productividad agrícola.



Formas de incrementar la materia orgánica en el suelo


- Evitar el proceso erosivo del suelo por efecto del mal manejo del riego.


- Aplicar estiércol anualmente o cada dos años


- Incorporar abonos verdes


- Incorporar los residuos vegetales de las cosechas (Sierra, 2015, pág. 9)


Véase: Aprende a Diagnosticar la Fertilidad del Suelo Agrícola



Descomposición y Biodegradación


La materia orgánica de la naturaleza se transforma mediante conversiones biológicas.  Así, pese a que todos los seres vivos somos materia orgánica, los microorganismos especialmente cumplen una función determinante para el cambio geoquímico de la fertilidad del suelo.


La acción de los organismos y microorganismos es necesaria para la obtención de energía y nutrientes.


Estos organismos son llamados consumidores y están formados por: microorganismos, tales como las bacterias, y los invertebrados grandes como las lombrices de tierra y los insectos.


Su principal función en el suelo cultivado es ayudar a descomponer los residuos de los cultivos mediante su ingestión y mezcla con el mineral madre del suelo; en el proceso reciclan energía y nutrientes de las plantas.


En efecto, son capaces de transformar una gran cantidad de materia orgánica en materia orgánica procesada. La cual es indispensable para el desarrollo bioquímico del suelo y la biosfera del ecosistema. Muchas de las transformaciones y descomposiciones tienen lugar en el suelo, donde se realidad el mayor porcentaje de energía y materia transformada para la reutilización.


Así, claros ejemplos de microorganismos agonistas que sirven en la actividad biológica del suelo en función de la materia orgánica para la generación del humus son:




Los actinomicetos, las bacterias Gram son microorganismos positivos que forman micelios ramificados, degradan los restos vegetales y animales, polímeros complejos e hidrocarburos y mantienen el suelo suelto y desmenuzado.  La disponibilidad de nutrientes y de oxígeno determina el número y los tipos de actinomicetos de un suelo. (FAO, 2017, p 10)



Otro grupo de organismos aerobios, los hongos, degradan la materia orgánica del suelo (de los compuestos simples a los polímeros complejos).


Algunos hongos son depredadores de protozoos o nematodos, limitando su población en el suelo. Otros son microparásitos, atacan a otras especies de hongos.


Por su parte, las algas sirven para la fertilidad del suelo, pero de forma poco significativa. Sin embargo, son excelentes en los cultivos de arroz donde se encuentran en pequeñas cantidades y aportan grandes cantidades de nutrientes, favoreciendo la rentabilidad agrícola.


Igualmente, los microorganismos protozoos, son ideales durante las transformaciones bioquímicas, desempeñando un papel importante como consumidores de bacterias, regulando el tamaño y la composición de su población.


Por su parte, la descomposición de la materia orgánica es un proceso biológico que ocurre naturalmente. Su velocidad es determinada por tres factores principales: 1) la composición de los organismos del suelo, 2) por el entorno físico (oxígeno, humedad y temperatura) y, 3) la calidad de la materia orgánica. Estos factores interactúan entre si de forma tal que los organismos y las interacciones entre ellos estructuran la red alimenticia del suelo.




La energía necesaria para todas las redes alimenticias es generada por los productores primarios: plantas, líquenes, musgos, bacterias fotosintéticas y algas que usan la luz del sol para transformar el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera en carbohidratos. (FAO, 2017, P 17)



Compostaje de materia orgánica para el suelo sembrado


Los microorganismos se alimentan del carbono de la materia orgánica. Digieren y excretan un producto terminado que comprende el nitrógeno en forma estable. Esta masa excretada y rica en nitrógeno es aquello que comúnmente se conoce como compost (Jurge y Ralph) 1007


Te presentamos las fuentes de materia orgánica de origen vegetal ricas en nitrógeno y carbono, ideales para implementar en el suelo sembrado:








































































Material Carbono Nitrógeno C/N
Turba 41 0,7 59
Aserrín no tratado 40 0,1 400
Sarmiento de vides 45 0,4 112
Residuos de cosecha 40 0,3 113
Abonos verdes 36 2,5 14
Orujo de uva y escobajo 47 1,7 27
Tierra de hoja 28 0,8 35
Paja de cereales 40 0,5 80
Hojas de árboles 40 2,0 20
Heno Mixto 40 2,0 20

Beneficios de la materia orgánica del suelo


El desarrollo de los cultivos se sustenta en la fertilidad del suelo para proporcionar los nutrientes y minerales (carbono y fósforo) para el adecuado crecimiento de las plantas. Así, la disponibilidad de los nutrientes en el suelo fértil es esencial para el éxito de la producción agrícola.


Sin embargo, la disponibilidad de la fertilización edáfica depende la composición del sistema biótico del suelo y para ello, el proceso de descomposición de la materia orgánica sembrada es determinante, como se ha venido mencionando recurrentemente.




Un suelo fértil tiene que poseer necesariamente un adecuado contenido de materia orgánica que oscila entre un 2% para suelos arenosos y hasta un 6% para suelos húmicos. (FAO, 2017, p 15)



En dicho sentido, la materia orgánica representa una de las técnicas y estrategias a implementar en todo cultivo que produce efectos positivos sobre la producción agrícola rápidamente. Tal es así que los beneficios de la materia orgánica en el suelo sembrado o cultivado son numerosos, pues genera efectos físicos, químicos y biológicos a los cultivos que se ven reflejados en la rentabilidad y calidad agrícola de los productos. Así, entre los principales beneficios de la materia orgánica y la actividad biológica en el suelo cultivado, se encuentran:



Físicas:


- Mejora la estructura del suelo a través de la formación de agregados estables


- Disminuye la densidad aparente del suelo


- Disminuye los efectos adversos de la maquinaria agrícola sobre la vida en el suelo


- Contribuye a reducir la erosión del suelo causada por el sol, la falta de agua y la compactación, en medida que tiene una conductividad térmica más baja que la fracción mineral aledaña


- Ayuda a mantener la temperatura y masa biótica


- Contribuye al aumento de la conductividad hidráulica del suelo como consecuencia de los espacios vacíos que se forman en la interfase entre las partículas orgánicas y las minerales



Químicas:


- Influye en la disponibilidad de nitrógeno que las raíces puedan encontrar en la masa biótica, ya que la generación de nitrógeno depende principalmente de la descomposición orgánica generada en la previa


- Ayuda a la nutrición fosfórica de las plantas en medida que favorece el desarrollo de microorganismos fosfosobulizadores. Los cuales actúan sobre los fosfatos insolubles en el suelo, enriqueciéndolo y generando una previa más fértil y nutrida para la alimentación del cultivo


- Aumenta la disponibilidad de micronutrientes en las plantas, tales como: hierro, Manganeso, Zinc y Cobre


- Impulsa la capacidad de intercambio catiónico


- Contribuye a la absorción de moléculas de agua por encima de minerales pesados la obstaculizan cómo: hidroxílicos, aminoácidos, amídicos y cetónicos



Biológicas:


- Almacenamiento de energía metabólica


- Fuente de macronutrientes (Nitrógeno, Potasio y Sodio )


- Estabilidad ecosistémica (aumenta la capacidad de recuperación de los ecosistemas perturbados)


- Juega un papel determinante en el crecimiento vegetal, pues puede inhibir o impulsar su desarrollo


- Estimula el desarrollo y actividad de microorganismos proveyendo de energía y nutrientes necesarios para la vida


- Favorece la presencia de lombrices para mejorar la estructura y fertilidad del suelo



El Rastrojo: Ideal para la generación de humus de materia orgánica


La agricultura actual busca la forma de elaborar un sistema sostenible que garantice la rentabilidad y producción agrícola. En dicho sentido, su carácter sostenible estriba en la capacidad para reutilizar todos los recursos de forma "ahorrativa".


El rastrojo es la biomasa no cortada que queda luego de la cosecha. Este es comúnmente utilizado en la agricultura convencional para la elaboración de capas abultadas de mulch o acolchados. Por su parte, son ideales para proteger el suelo de la erosión hídrica del agua y el sol, garantizando la humedad.


Su implementación en los cultivos es ideal para conservar el suelo húmedo, bajar la temperatura y favorecer la transformación de la materia orgánica no transformada en transformada. Ayuda,


- El rastrojo baja la energía cinética de la lluvia


- Disminuir el escurrimiento superficial del agua


- Favorecer la infiltración del agua


- Disminuir la evaporación directa del agua desde el suelo


- Generar coloides orgánicos por descomposición


- Mejorar la estructura y estabilidad de los agregados


- Evitar el encostramiento superficial de los suelos


- Evitar las temperaturas altas y bajas en el suelo


- Aportar elementos nutritivos a las plantas y mejorar la fertilidad del suelo a través de su descomposición



Bibliografía


Anónimo. (3 de 1 de 2017). MATERIA ORGANICA DEL SUELO. Obtenido de http://www.sap.uchile.cl/descargas/Sistemas_agricolas/Materia_Organica_suelo.pdf


Céspedes, C. y Paz, M. (2015). RELEVANCIA DE LA MATERIA ORGÁNICA. Boletines, 30-47.


FAO. (5 de 1 de 2017). Conservación de los recursos naturales para una Agricultura sostenible. Obtenido de Materia orgánica y actividad biológica : http://www.fao.org/ag/Ca/Training_Materials/CD27-Spanish/ba/organic_matter.pdf


Sierra, C. (2015). La materia orgánica y su efecto en las caracteristicas Físico-Químicas y Biológicas del Suelo. 7-21.

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