TEMA 8 DESCOMPOSICIÓN MATERIA ORGANICA CARBONADA

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Tema 8
Descomposición biológica de la Materia 
Orgánica: Ciclo del Carbono. Celulólisis: 
Microorganismos Celulolíticos. Procesos de 
humificación y deshumificación. Relación C/N.
Ing. Agr. Msc. Susana Krieger
Los procesos microbianos que dominan este ciclo:
 Mineralización-Inmovilización
 Oxido- reducción
 Solubilización-precipitación (carbonatos en suelo y agua)
Ciclo del Carbono
Mineralización e inmovilización
La mineralización es el proceso por el cuál los 
compuestos orgánicos son transformados en moléculas 
inorgánicas de constitución más simple.
Inmovilización es el proceso mediante el cual las 
sustancias orgánicas son asimiladas por los 
microorganismos para integrarlos a su biomasa. 
 La mayor fracción de carbono orgánica que
entra en el suelo esta constituida por residuos
de plantas.
 El carbono se encuentra principalmente
formando parte de los polímeros que
constituyen la pared celular de las plantas
celulosa, hemicelulosa, lignina y sustancias
pépticas.
Materia Orgánica 
 Materia Orgánica fresca: constituida
por aportes de restos vegetales,
células microbianas muerta,
exudados y restos de animales.
Es degradada por la microflora del suelo.
 Materia orgánica nativa o “ humus”:
formada por procesos de degradación
y síntesis. Posee estructura diferente
a la materia orgánica original
y se caracteriza por ser estable.
La materia orgánica que llega al suelo sufre procesos de 
degradación que aseguran la continuidad de los ciclos 
biogeoquímicos
Hongos degradando 
una hoja
Constituyentes de la materia orgánica que cae al suelo 
Fracción soluble en agua:
 Polisacáridos: 10-15%
 Proteínas y ácidos nucleícos: 2-15%
 Acidos alifáticos: 5-20%
Fracción insoluble en agua:
 Celulosa: el constituyente más abundante 15-30%
 Hemicelulosa: 10-15% 
 Lignina: 5- 10% 
Fracción soluble en otros solventes:
 Grasas: 1-5%
 Aceites: 1-5%
 Ceras y resinas: 1-5%
Composición química aproximada de organismos vegetales
superiores e inferiores (% en base seca)
¿Como está formada pared 
primaria de los vegetales?
Fuente: http// www.bionova,org.ar
Celulosa
Está formada por la unión de moléculas de β-glucopiranosa 
mediante enlaces β-1,4-O-glucosídico.
Las cadenas de celulosa se unen formando microfibrillas, las que a su
vez se conectan formando la fibras de celulosa, las cuáles están
separadas por regiones cristalinas alternadas con zonas amorfas.
 La insolubilidad de la celulosa y su alta resistencia mecánica se
debe a la presencia de puentes hidrógeno inter e intramoleculares
y a fuerzas de Van der Waals.
 Los aportes de celulosa al suelo varían mucho con la región, el 
clima y los cultivos.
 La calidad del residuo determinará su descomposición:
 El volumen y tipo de rastrojo (maíz, sorgo, trigo)
 La relación C/N
 La época del año
Degradación de la celulosa
La celulasa cataliza la conversión de la celulosa insoluble 
en mono, di, tri o tetrasacáridos.
 C1 (exoenzima) ataca los extremos de la cadena de 
celulosa.
 CX Es de acción B 1-4 glucanasa (exoenzima) ataca los
polímeros parcialmente degradados.
 b-glucosidasa (endoenzima) que hidroliza la celobiosa,
celotriosa y otros polisacáridos con formación de glucosa
La glucosa es degradada :
Celulolíticos aerobios a CO2, agua y eventualmente 
ácidos urónicos.
Celulolíticos anaerobios CO2 , hidrógeno, metano, 
etanol, ácido acético y otros ácidos orgánicos como 
fórmico, butírico, láctico y succínico. 
Degradación hemicelulosas
 Hemicelulosas: son largas cadenas de azúcares simples diferentes 
de la glucosa, o de ácidos urónicos derivados de los azúcares 
simples Glicanos (manano, xilano, galactanos y otros)
 Endoenzimas que rompen al azar las uniones en el
interior de la cadena
 Exoenzimas que liberan un solo monosacárido del
extremo terminal de la cadena.
 Glicosidasas que degradan azúcares
Cuando los restos vegetales son incorporados al suelo la fracción 
hemicelulósica desaparece al principio a alta velocidad, pero 
luego el proceso se hace más lento. 
Degradación de las pectinas
Las sustancias pécticas incluyendo a las protopectinas, 
acido pectínico y ácido péctico son constituyentes 
importantes de las paredes vegetales.
Las pectinas son polisacáridos formados por cadenas de 
ácidos poliurónicos, principalmente residuos del ácido α-
D-galacturónico unidos por uniones glucosídicas α-1,4.
Degradación de la lignina
Es un polímero de fenil-propano
La descomposición de la lignina es muy lenta. Es un Importante 
precursor de sustancias húmicas.
La degradan hongos imperfectos, basidiomycetes y algunas 
especies de Nocardia y Streptomyces.
Degradación de la lignina
Podredumbre 
parda en madera
Poria spp.
Degradación materia orgánica de origen vegetal
Abril 2013. Fauba
HUMIFICACIÓN
La humificación es el proceso de formación del humus 
(transformación de la materia orgánica). Es responsable de la 
acumulación de la materia orgánica en el suelo.
Si se llega a la destrucción total de los compuestos orgánicos se 
producen productos inorgánicos sencillos (CO2, NH3, H20 ) y se 
habla de mineralización.
Siempre se dan las dos procesos con mayor o menor intensidad.
En la transformación de los restos orgánicos se pueden diferenciar tres etapas
sucesivas.
 Transformación química inicial, es una alteración que sufren los restos
vegetales antes de caer al suelo. Consiste en pérdida de sustancias
orgánicas y elementos minerales.
 Acumulación y destrucción mecánica: hay una destrucción mecánica
por la acción de los animales que reducen su tamaño y lo mezclan con la
fracción mineral.
 Alteración química. Los restos orgánicos en el suelo pierden
rápidamente su estructura celular y se alteran a un material amorfo que va
adquiriendo un color cada vez más negro, con una constitución y
composición absolutamente distintos de los originales. Poco a poco los
restos transformados se van desintegrando e integrando totalmente con la
fracción mineral.
Humus
Es insoluble en agua, tiene color castaño, soluble en bases 
diluidas, relación C/N : 10/1.
 Formado por fracción soluble: ácidos húmicos y ácido fúlvicos.
 Fracción insoluble: huminas ( fracción mas estable del complejo, 
son la últimas en degradarse).
El humus se une a las partículas de arcilla que envuelven a las 
partículas de arena y limo produciendo agregación.
Deshumificación
El humus no se acumula permanentemente, sino
que luego de un tiempo se alcanza un equilibrio
entre la cantidad de humus que se acumula y el que
se degrada.
La deshumificación es llevada a cabo por bacterias y 
hongos del suelo.
Los factores que afectan la humificación son :
 Relación C/N : < a 25 estimula rápida mineralización 
de la materia orgánica nativa ( ej. abono verde) 
mientras que paja de cereal estimulan la humificación.
 Tipos de suelo, labores culturales, vegetación, 
actividad biológica del suelo y el clima.
 La relación C/N es un parámetro que evalúa la calidad 
de los restos orgánicos de los suelos, es decir, 
determina el grado de mineralización de la materia 
orgánica del suelo. 
 Los microorganismos necesitan del carbono como 
fuente de energía y del nitrógeno para incorporarlo a su 
protoplasma y ambos los toman de los restos vegetales. 
El C en los restos vegetales es aproximadamente el 
60%. El N es elemento minoritario, y por él compiten las 
raíces de las plantas y los microorganismos
Relación Carbono Nitrógeno
 Cuando los restos orgánicos caen al suelo, se produce una intensa 
actividad microbiana, debido a la abundancia de restos fácilmente 
atacables. Después disminuye la actividad al ir quedando los restos 
más estables. La relación C/N disminuye poco a poco por la 
mineralización. 
 Cuanto más baja es la relación C/N de la materia orgánica del suelo, 
mayor es su tasa de mineralización. 
 Si la relación C/N es alta la actividad microbiana va a serescasa. 
Cuando la transformación de la materia orgánica termina, la relación 
C/N suele encontrarse aproximadamente en 10:1.
CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA DEL SUELO
 El contenido de materia (M.O.) de los suelos es muy variable. Un 
típico suelo de pradera (Molisol) puede contener 5 a 6 % de 
M.O. en los 15 cm. superiores, mientras que un suelo arenoso 
aproximadamente 1%. 
 En tanto que un suelo pobremente drenado a menudo tiene 
contenidos de M.O. próximos al 10 % o más y los suelos 
tropicales (Oxisoles) son conocidos por su bajos contenidos de 
M.O. 
 El nivel de M.O. en los suelos es proporcional al contenido de 
nitrógeno 
La relación C/N de la materia orgánica generalmente cae en el 
rango de 10 a 12 :1
La perdida de la fertilidad de un suelo puede 
ocurrir:
 Procesos climatológicos
 Tratamientos mecánicos
 Tratamientos químicos
 Pérdida de nitrógeno
Para conservar la fertilidad se necesita la incorporación permanente 
de materia orgánica fresca.
La aplicación de abonos orgánicos contribuye a evitar la perdida de 
humus del suelo que son sometidos a una intensa explotación.
Bibliografía
1. Alexander M. 1981. Introducción a la Microbiología del
suelo. Editorial AGT S.A. 2º Edición. New York. USA.
2. Frioni, Lilian. 2011. Microbiología: Básica, Ambiental y
Agrícola.1ª edición. Orientación Gráfica Editora.
Buenos Aires. Argentina.
3. Labrador, Juana. 2008. Manejo del suelo en los
sistemas agrícolas de producción ecológica. SEAE.
España