Propiedades y Formación de la Materia Orgánica en el Suelo

Propiedades de la Materia Orgánica del Suelo

Propiedades Físicas

• El humus proporciona color oscuro al suelo, lo que disminuye el efecto albedo y, por lo tanto, favorece la transformación de energía lumínica en energía térmica.
• El humus tiene mayor capacidad de retención de agua que la arcilla, lo que juega un papel fundamental en la economía del agua del suelo.
• La materia orgánica influye en el ciclo de energía de los ecosistemas, ya que regula la variación de temperatura. Los residuos orgánicos tienen un valor calorífico de 4 o 5 kcal/g, de los que una pequeña parte es usada por los organismos del suelo y el resto puede permanecer en los residuos o liberarse en forma de calor.
• La materia orgánica favorece la formación de estructuras. Las moléculas orgánicas producidas por los microorganismos se unen a la arcilla y favorecen la formación y estabilidad de los agregados.
• El humus favorece la porosidad del suelo, lo que mejora su aireación y permeabilidad.
• Se favorece la penetración de raíces.
• Los restos orgánicos en la superficie protegen el suelo de la erosión hídrica y eólica.
• Dificulta la formación de costra superficial.

Propiedades Químicas

• Debido a su tamaño y a que son moléculas cargadas eléctricamente, la materia orgánica tiene carácter coloidal y capacidad para reaccionar con el suelo y con las raíces. Es más importante el calcio que el magnesio, ya que el calcio es necesario para la saturación de los coloides húmicos. El humus mejora el poder de retención de cationes del suelo.
• El humus actúa como agente cementante de arcilla y limo, formando y estabilizando agregados.
• El humus tiene una elevada capacidad de intercambio catiónico (CIC), lo que permite la formación de depósitos de iones minerales que pueden pasar al suelo y ser utilizados por las plantas. La CIC es de 3 a 5 veces mayor que la de la arcilla.
• Los suelos con una elevada proporción de materia orgánica presentan gran capacidad amortiguadora del pH. Esto es gracias al catión H+. La materia orgánica actúa como reguladora de la acidez del suelo.
• La materia orgánica altera los minerales debido a su carácter ácido. En cambio, el humus presenta cierta acidez, pero no actúa como agente acidificante del suelo.
• La mineralización de la materia orgánica produce minerales solubles, asimilables por las plantas, ya sean cationes o aniones.
• La materia orgánica tiene CO2, que favorece la solubilidad de algunos minerales, facilitando así su absorción por las plantas.
• La materia orgánica protege el suelo de contaminantes, como los fertilizantes, evitando que lleguen a acuíferos.

Propiedades Biológicas

• La materia orgánica proporciona nutrientes y energía a los microorganismos.
• La materia orgánica proporciona nutrientes y hormonas que favorecen el desarrollo de las plantas. A veces tienen efecto depresivo, como las sustancias alopáticas.
• La materia orgánica favorece el crecimiento de las raíces primarias y secundarias.
• Favorece los procesos de intercambio de fluidos, ya que influye en la porosidad y estructura del suelo.
• Estimula la absorción de nutrientes por las plantas y favorece la micorrización.
• Aumenta la actividad enzimática del suelo y la biotransformación.
• El humus regula el estado de óxido-reducción del suelo gracias a los ácidos húmicos. Cuando el oxígeno es insuficiente, se lleva a cabo la respiración radicular por humatos.
• La materia orgánica mantiene la proporción de CO2 que acidifica la solución del suelo y se encarga de solubilizar los minerales.

Materia Orgánica Estable y Humificación

La materia orgánica estable es el conjunto de sustancias que resisten el ataque microbiano. Los mecanismos de protección son:

• Protección bioquímica (humificación): contribuye a la materia orgánica utilizando su parte más resistente y la combina para crear compuestos aún más resistentes. Esto se logra mediante la degradación parcial de la biomasa lábil y por síntesis o reorganización de los compuestos más resistentes.
• Exclusión biótica:
  • Protección química (complejos órgano-minerales).
  • Protección física (inclusión en agregados): compuestos orgánicos en microagregados (partículas minerales que forman una unidad). No hay unión entre la partícula orgánica y la parte mineral.

La humificación incluye reacciones de oxidación, condensación y polimerización, e implica procesos biológicos y de síntesis microbiana. El resultado son componentes orgánicos de peso molecular alto, característicos de ambientes edáficos. Las sustancias húmicas se clasifican en ácidos húmicos y huminas.

Tipos de Huminas

• Microbiana: formada por cuerpos microbianos.
• Heredada: próxima a la materia orgánica fresca.
• Neoformada: resulta de procesos de inmovilización por los cationes. No es extraíble con reactivos alcalinos.
• Estabilizada: resulta de la evolución lenta de los ácidos húmicos que provoca la polimerización de los núcleos aromáticos y un descenso de su solubilidad en los reactivos de extracción.

Tiempo Mínimo de Formación de Horizontes en Clima Mediterráneo

Se detallan los tiempos mínimos de formación de distintos horizontes bajo clima mediterráneo:

• Horizonte Móllico:
  • Tiempo mínimo de formación: >200 años.
  • Características: más de 18 cm de espesor, rico en materia orgánica, estructura bien desarrollada y rico en nutrientes.
• Horizonte Cámbico:
  • Tiempo mínimo de formación: 200-1000, 1000-2000 años.
  • Características: formación de estructura, descarbonatación, cambio de color, óxidos de hierro.
• Horizonte Cálcico:
  • Tiempo mínimo de formación: 1000-2000, 2500-7500 años.
  • Características: acumulación de carbonatos de calcio y magnesio en horizontes subsuperficiales, estadios iniciales.
• Horizonte Gypsico:
  • Tiempo mínimo de formación: 70-300 años.
  • Características: acumulación de yeso en horizontes subsuperficiales.
• Horizonte Espódico:
  • Tiempo mínimo de formación: >100, 1000-3000 años.
  • Características: migración y acumulación en profundidad de materia orgánica, hierro o aluminio.
• Horizonte Árgico:
  • Tiempo mínimo de formación: 2000-5000, <10000 años.
  • Características: iluviación y acumulación de arcilla en horizontes subsuperficiales, estadios iniciales.

Factores Formadores del Suelo

La acción de los factores formadores determina la dirección, la velocidad y la duración de los procesos de formación. Existen otros factores de importancia secundaria o local, como la hidrología, la actividad humana y la transformación geológica.

Conceptos Clave en la Hidrología del Suelo

• Potencial hídrico: es la energía potencial del agua o energía libre de las moléculas del agua para realizar un trabajo.
• Capacidad de campo: se refiere al contenido en agua de un suelo después de 48 horas del riego o lluvia abundante. Se supone que transcurrido este tiempo empieza un drenaje lento del agua contenida en el suelo.
• Punto de marchitamiento: es el contenido de agua por debajo del cual las plantas mesofílicas no son capaces de extraer el agua del suelo. Viene a corresponder al límite inferior del agua retenida por fuerzas capilares absorbible por las raíces.
• Velocidad de infiltración: puede medirse con un infiltrómetro de doble anillo, anillo simple monitorizado o con simulador de lluvia.