Autora: María del Pilar Romera Pérez - Ingeniera Técnica Agrícola e Ingeniera Agrónoma
Colaborador: Luis Guerrero - Ingeniero Técnico Agrícola
I.- TÉCNICAS ACTUALES DE LA AGRICULTURA Y PRINCIPALES CONSECUENCIAS DE SU EJECUCIÓN
II.- SISTEMAS ALTERNATIVOS DE PRODUCCIÓN AGRÍCOLA EN SINTONÍA CON EL AMBIENTE
CAPÍTULO II.- CANALES DE COMERCIALIZACIÓN DE PRODUCTOS ECOLÓGICOS
IV.- PUNTOS DE VENTA DE LOS PRODUCTOS ECOLÓGICOS
V.- EL CONSUMO DE PRODUCTOS ECOLÓGICOS Y MEDIDAS PARA EL DESARROLLO DEL MERCADO
CAPÍTULO III.- IMPORTANCIA DE LA MATERIA ORGÁNICA EN LA AGRICULTURA ECOLÓGICA
I.- DESARROLLO HISTÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN DEL HUMUS DEL SUELO
II.- NATURALEZA DE LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO
2.- BIOQUÍMICA DEL PROCESO DE FORMACIÓN DEL HUMUS
2.1.- Modificación de la composición química de los restos vegetales
2.2.- Descomposición de las sustancias húmicas por microorganismos
2.3.- Papel de los animales en las transformaciones de las sustancias orgánicas del suelo
III.- PAPEL DE LA MATERIA ORGÁNICA EN LA FORMACIÓN DEL SUELO Y EN LA CREACIÓN DE SU FERTILIDAD
CAPÍTULO III.- IMPORTANCIA DE LA MATERIA ORGÁNICA EN LA AGRICULTURA ECOLÓGICA
II.- NATURALEZA DE LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO
2.- BIOQUÍMICA DEL PROCESO DE FORMACIÓN DEL HUMUS
La fuente principal de materias húmicas del suelo son los restos orgánicos de origen vegetal y animal.
En el suelo los restos orgánicos se someten a cambios por los procesos, por ejemplo, de oxidación parcial e hidrólisis de las sustancias orgánicas de que están formados (hidratos de carbono, taninos, grasas, etc.), lo cual es posible por la acción del agua, luz, aire y reacción ácida o básica del suelo. Algunos cambios se operan bajo la influencia de los fermentos de los tejidos, cuya acción en las plantas muertas adquiere un caracter unilateral, oxidante, lo que contribuye a la formación de productos de condensación de tinte oscuro.
Sin embargo, los responsables del proceso de humificación de los restos orgánicos son en total los microoorganismos y animales que habitan en el suelo. Sólo como resultado de la actividad de los más diversos representantes de la microflora y fauna que transforman los restos orgánicos, se efectúa este proceso de importancia excepcional en el ciclo total de materias en la naturaleza en el proceso de formación del suelo y su fertilidad.
2.1.- Modificación de la composición química de los restos vegetales
La composición química de los restos orgánicos, así como las condiciones del medio suelo, son determinantes en el proceso de humificación, ya que influyen en la actividad de los microorganismos.
Tabla 11: composición química aproximada de organismos vegetales superiores inferiores (en % del peso seco).
|
Objeto de estudio |
Ceras grasas resinas |
Proteínas |
Celulosa |
Hemicelulosas hidratos y carbohidratos |
Lignina |
|
Hierbas leguminosas vivaces: Raíces Hojas |
10-12 - |
10-15 12-20 |
20-25 15 |
25-30 10-12 |
10-15 5 |
|
Hierbas gramineas vivaces |
5-12 |
5-10 |
25-30 |
25-30 |
15-20 |
|
Árboles de hoja ancha: Hojas Madera |
3-5 - |
4-10 0,5-1 |
15-25 40-50 |
10-20 20-30 |
10 20-25 |
|
Coníferas: Hojas Madera |
20-25 - |
5-7 0,1-1 |
20 45-50 |
15-20 15-25 |
15 25-30 |
|
Musgos |
- |
5-10 |
15-25 |
30-60 |
No hay |
|
Líquenes |
- |
3-5 |
5-10 |
60-80 |
8-10 |
|
Algas |
- |
10-15 |
5-10 |
50-60 |
No hay |
|
Bacterias |
- |
40-70 |
No hay |
Mucosidad |
|
Fuente: Kononova (1982).
Los organismos vegetales contienen en general los mismos grupos de sustancias (ceras, grasas, resinas, proteínas, carbohidratos simples y compuestos, lignina y otras), a pesar de lo cual, la proporción de estos componentes influye considerablemente en la velocidad de humificación. En la siguiente tabla se exponen los datos de la composición química de los organismos vegetales superiores e inferiores.
Lo que más rápidamente se descompone es el almidón, así como la celulosa; las pérdidas menores de hemicelulosa y proteínas pueden atribuirse a una síntesis secundaria en forma de plasma de los microorganismos que participan en el proceso de descomposición. La reducción insignificante de la cantidad de lignina es el resultado de su relativa resistencia a la acción de los microorganismos.
La descomposición de los líquenes y, sobre todo, de musgos, transcurre bastante despacio. Posiblemente, la causa sea el elevado contenido de hemicelulosas en la composición de estas plantas y, en particular, de ácidos urónicos, resistentes al la descomposición.
Tabla 12: modificación de la composición química de los restos vegetales en el proceso de humificación.
|
Objeto de estudio |
Peso (g) |
Sust. extrad. por alco- hol-benzol |
Almidón |
Hemicel |
Celulosa |
Resid. de lignina |
Prot |
|
Hojas de trébol |
1001 27,522
|
23,073 18,64 |
3,00 No hay |
8,07 18,8 |
15,4 23,5 |
4,29 100 |
21,67 43,5 |
|
Raíces de alfalfa |
100 25,2 |
11,24 5,7 |
17,75 2,1 |
11,94 28,4 |
20,97 17,8 |
8,61 97,1 |
13,31 39,1 |
|
Raíces de Agropyrum Tenerum |
100
52,4 |
6,97
25.2 |
No hay |
22,86
40,6 |
25,49
33,0 |
18,43
92,1 |
7,94
37,6 |
|
Agujas de pino |
100
34,9 |
24,47
11,9 |
No hay |
12,68
37,4 |
27,59
12,7 |
15,05
86,03 |
6,67 No deter- minado |
Fuente: Kononova (1982).
1 Muestra tomada para el ensayo.
2 Peso de la masa humificada que quedó al finalizar el ensayo.
3 Contenido de sustancias en los restos vegetales frescos (en % de materia seca, sin cenizas).
4 Contenido de sustancias en el material humificado (en % de la cantidad inicial).
A juzgar por la pérdida de peso (tabla 12), al humificarse los restos de vegetación herbácea, de hojas y de pinaza, se produce la mineralización completa de gran parte de sustancias húmicas que entran en su composición; ésta alcanza el 50-75 % del peso inicial. Estas cifras sirven de base para suponer que la cantidad de sustancias húmicas que pueden formarse en el proceso de humificación constituyen sólo el 50-25 % del peso inicial de los restos vegetales. En otras palabras, el coeficiente de humificación para la vegetación herbácea puede ser tomado igual a 0,5-0,25.
La humificación de los restos de vegetación herbácea se verifica por una compleja asociación de microorganismos:
- Al principio se desarrollan preferentemente los grupos de bacterias no esporógenas, como son muchas de las mucilaginosas y mohos que consumen las materias orgánicas más asequibles como mono y disacáridos, aminoácidos y proteínas.
- Posteriormente estos grupos de microbios se sustituyen por bacterias esporógenas, las cuales pueden aprovechar compuestos más complejos.En el momento de la desaparición de las bacterias no esporógenas, se registra un desarollo intenso de bacterias que descomponen la celulosa.
-Al final del proceso, se observa en el material humificado un abundante desarrollo de actinomicetos, los cuales, por lo visto, no sólo aprovechan los componentes estables de los restos vegetales, sino también las sustancias húmicas recién formadas.
2.2- Descomposición de las sustancias húmicas por microorganismos
La aparición de hongos y colonias de microorganismos sobre el gel de los ácidos húmicos, al igual que en las soluciones de humatos y fulvatos, reflejan que, a pesar de la compleja estructura de las sustancias húmicas, éstas pueden ser utilizadas por los microorganismos.
En muchos de los trabajos relacionados con el estudio de la función de los microorganismos en la descomposición de las sustancias húmicas, tan sólo se aprecia el aprovechamiento de las impurezas de dichas sustancias por la microfauna del suelo, o bien de sus cadenas laterales. Sin embargo, actualmente se sabe que también pueden utilizar los compuestos de naturaleza aromática.
La descomposición de las sustancias húmicas en el medio suelo está condicionada por dos factores:
- En primer lugar, dichas sustancias están presentes no en forma de preparados purificados, sino en mezcla con otras materias orgánicas, entre ellas las que se descomponen fácilmente por los microorganismos.
- En segundo lugar, las sustancias húmicas se someten en el suelo a la acción de asociaciones de microorganismos, con gran diversidad de funciones inherentes.
En la actualidad, una serie de trabajos hablan sobre la elevación de la intensidad de descomposición de las sustancias húmicas al añadir compuestos orgánicos que se movilizan con facilidad por los microorganismos. Este hecho es de gran importancia en las condiciones del medio suelo, sobre todo cuando existe en éste una gran reserva de material orgánico inerte (por ejemplo, en turbas, cherniziom).
2.3.- Papel de los animales en las transformaciones de las sustancias orgánicas del suelo
La inmensa importancia de la actividad de diversos representantes del mundo animal en el suelo se conoció después de las excelentes investigaciones de Charles Darwin sobre las lombrices de tierra y, de la obra de Müller (1887), Ramann (1888), pertenecientes a la segunda mitad del siglo XIX, período en el que se estableció la tendencia biológica en el estudio del humus del suelo.
La acción de mullir el suelo, el transporte de los restos orgánicos dentro de los límites del perfil y fuera de él, la redistribución de las reservas de sales, el desmenuzamiento y transformación del material humificado, la creación de una estructura hidrorresistente, toman parte activa en todos estos procesos los distintos representantes de la macro, meso y microfauna. A ellos pertenecen ácaros, colémbolos, enquitreidos, lombrices, cochinillas de la humedad, arácnidos, insectos, babosas, caracoles, nematodos, turbelarios, y otros invertebrados. De los vertebrados, juegan un immportante papel en el suelo los roedores, topos y otros animales.
Por la actividad de la fauna se determina en cierta medida la naturaleza del humus del suelo. El humus grueso, moor, se forma en condiciones de humedad excesiva y con reacción ácida del suelo que obstaculiza la actividad de los animales. Por el contrario, en condiciones de reacción neutra y humedad moderada, los animales transforman los restos vegetales intensamente, favoreciendo la formación del mull.
La labor de los insectos en el desmenuzamiento del material vegetal se ha puesto de manifiesto en gran número de investigaciones, pero no es menos importante su papel en la maduración del estiércol, así como en la preparación de todo género de composts, en particular de composts de desperdicios de las poblaciones. El desmenuzamiento de los restos orgánicos gruesos y su transformación en una masa porosa movediza sucede por la participación activa de los animales.
Sin embargo, no hay ningún fundamento para limitar el papel de los animales sólo al desmenuzamiento del material vegetal y su entremezclado con la tierra. Cada vez se acumulan más datos que indican que en el intestino de los animales el material vegetal sufre una transformación, gracias a la presencia de microorganismos y fermentos.
Por otro lado, es también en el intestino de los animales donde se pueden formar sustancias húmicas, al interactuar los productos de descomposición de la lignina y de los compuestos orgánicos nitrogenados que forman parte de los restos vegetales que se están digeriendo. A la condensación de estos componentes contribuyen los fermentos de tipo fenoloxidasas, segregados por el epitelio del intestino.
Los protozoos también participan en la transformación de los restos orgánicos, gracias a la presencia en aquéllos de fermentos tales como celulasas, quitinasas, etc.
Por tanto se puede establecer, que en la población de suelo hay gran número de representantes de invertebrados y protozoos, cuyas complejas relaciones con los microorganismmos, se reflejan sin duda en los procesos provocados por estos últimos.
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