MATERIA ORGANICA

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MATERIA ORGANICA
Dr. Ing. Agr. Alejandro Oscar Costantini
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Dos processos que acontecem no solo, três são
praticamente exclusivos dele

• Formação de minerais argilosos secundários.
• Formação de húmus.
• Formação de complexos húmico-argilosos.

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MATÉRIA ORGÂNICA componente essencial do solo

• Favorece a transmissão de ar e água no solo.
• É fonte é reservatório de nutrientes para plantas
  e organismos.
• Atenua os processos de compactação.
• Reduz os efeitos negativos do uso de
  agroquímicos.
• Estabiliza as partículas inorgânicas reduzindo o
  perigo de erosão.
• Ciclagem de carbono atmosférico.

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Términos Precisos

• Materia orgánica en general comprende micro y
  meso organismos del suelo, raíces de plantas,
  todo material que provenga de organismos muertos
  y sus productos de transformación,
  descomposición y resíntesis.

• Materia orgánica en sentido restringido MO,
  igual al anterior excluyendo los organismos vivos
  y raíces. Aprox. 15 de la MO.

• Residuo orgánico restos de plantas y animales
  sin descomponer y sus productos de descomposición
  parcial.

• Biomasa edáfica materia orgánica presente como
  tejido microbiano vivo.

• Edafón conjunto de organismos que habitan el
  suelo.

• Humus Producto de la transformación,
  descomposición y resíntesis de moléculas
  orgánicas en las cuales no quedan vestigios
  microscópicamente visibles de los tejidos o
  células originales.

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(No Transcript)
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Composição média dos resíduos de plantas que se
adicionam ao solo
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Composição elementar da matéria orgânica do solo
Substancias Húmicas 60-90 Sustancia não
Húmicas 40-10
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Tasa de descomposición compuestos orgánicos
Descomposición rápida Descomposición lenta

• Azúcares, almidón y aminoácidos.
• Proteínas
• Hemicelulosa
• Celulosa
• Lípidos (ceras, grasas)
• Lignina

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Descomposición de Compuestos Orgánicos en el Suelo
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Ciclo do C na biosfera
Porta, 1994
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CICLO del CARBONO
ATMÓSFERA
1 t/ha COSECHA
3 t/ha FOTOSINTETIZADAS
GRANO
2 t/ha RESPIRADAS
RESIDUOS (TALLOS Y RAÍCES)
2 t/ha AGREGADAS AL SUELO
SUELO
30 cm
60 t/ha
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Transformações da MO.
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DECOMPOSIÇÃO Partição e separação dos resíduos
orgânicos incorporados ao solo nos seus
componentes orgânicos básicos por ação mecânica
da mesofauna. Participação de enzimas
extracelulares liberadas por vegetais e
microorganismos heterótrofos. MINERALIZAÇÃO
Oxidação de unidades orgânicas básicas por meio
de enzimas intracelulares.
AEROBIOSE CO2, NO3-, SO4-2, H2O, resíduos
resistentes, grande quantidade de energia
ANAEROBIOSE CH4, H2, R- COOH, NH3, R-NH2,
R-SH, H2S e resíduos resistentes
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Descomposición de la MO

• Acción mecánica de la mesofauna del suelo sobre
  los residuos orgánicos, particionandolos y
  separándolos en sus componentes orgánicos
  básicos.
• Mezcla con los componentes del suelo (arcillas,
  microorganismos)
• Modificaciones químicas muy leves

Materiales orgánicos frescos
M.O. en proceso de descomposición
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O processo de decomposição e mineralização de
restos orgânicos, é um processo exotérmico. A
decomposição e mineralização libera 4-5 calorias
por grama de material. Como resultado destes
processos no solo produzem-se 5 frações de
diferente estabilidade biológica

• Resíduos carbonados de baixo peso molecular.
• Resíduos precursores do húmus.
• Lignina e produtos resistentes.
• Material orgânico adsorvido nos colóides do solo.
• Biomassa do solo (incluindo células e produtos de
  síntese microbiana).

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(No Transcript)
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Magnitud del proceso de mineralización
CO2
60-80
Residuos orgánicos 100g
3-8 Biomasa
10-30 Complejo Húmico arcilloso
3-8 Compuestos no húmicos
HUMUS
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Razão C/N aproximada das substâncias húmicas 8 -
15
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Substâncias húmicas
Stevenson, 1982
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Estructura de las sustancias húmicas

• Son compuestos altamente polimerizados cuyo
  peso molecular puede ir de 10.000 a más de
  100.000, su estructura aromática es complicada y
  muy variable.

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Estructura de las sustancias húmicas
Grupos funcionales
Grupos funcionales
núcleo
núcleos
puente
Monómero
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(No Transcript)
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Humificacón biológica y abiológica

• Humificación biológica
• Con participación de microorganismos
• Mayor velocidad
• Humus muy polimerizado
• Color oscuro
• Levemente ácido
• Adecuada saturación de bases
• C/N lt a14
• Alto peso molecular
• Baja solubilidad

• Humificación abiológica
• Sin participación de microorganismos
• Menor velocidad
• Menos polimerizado
• Mas claro
• Muy ácido
• Escasa saturación de bases
• C/N 15-30
• Menor peso molecular
• Más soluble

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Humedad
Factores que influencian la humificación
Temperatura
Aireación
Acidez
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Fraccionamiento químico de la materia orgánica
Materia Orgánica
Fraccionamiento densimétrico
Materia Orgánica humificada
Materia Orgánica no humificada
Tratamiento con álcali
Fracción Soluble
Insoluble HUMINAS
Tratamiento con ácido
Precipitado ACIDOS HÚMICOS
No precipitado ACIDOS FÚLVICOS
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(No Transcript)
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Complexos Húmico - Argilosos

• Posíveis formas de união
• Interposição entre películas de sesquióxidos
  entre a fração orgânica e o material silicatado.
• Interposição de cátions.
• Interação dipolo dipolo.
• Pontes Hidrogênio.
• Forças de van der Waals.

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Estrutura dos complexos húmico-argilosos e
formação de agregados do solo.
Bonneau, 1987
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Organismos del Suelo
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(No Transcript)
35
(No Transcript)
36
(No Transcript)
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Definição

• Animais que participam direta ou indiretamente
  dos processos de ciclagem de nutrientes que
  ocorrem no solo.
• Verdadeiros Animais do Solo?apresentam
  mobilidade limitada (redução de asas), redução
  visual, respiração cutânea, desenvolvimento de
  órgãos tácteis, baixa resistência à dessecação,
  pouca pigmentação, tamanho reduzido.

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Classificação da fauna do solo, com base na sua
ocorrência no ambiente do solo, incluindo
horizontes minerais e orgânicos (Hole, 1981).
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Funcionalidade

• Quanto ao hábito alimentar
• -saprófagos
• - predadores
• - herbívoros
• - fitófagos
• - onívoros
• - micrófagos

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• Quanto ao estágio de vida
• -larvas
• -pupas
• -adultos
• -ninfas

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Funções da MO

• Nas propriedades físicas
• Favorece a agregação e estruturação.
• Aumenta a retenção hídrica.
• Porosidade e arejamento a MO tende a equilibrar
  el sistema poroso.
• Regime térmico.
• Ação contra a erosão.

• Nas propriedades físico-químicas
• Aumenta a capacidade de troca de cátions.
• Aumenta a capacidade tampão.
• Aumenta a estabilidade coloidal como gel.
• Tende a acidificar os solos.
• Influencia nos processos redox.

• Nas propriedades bioquímicas
• Fonte de nutrientes. Através da mineralización
  liberan-se em forma
• inorgânica N - P S entre outros.
• Fonte de energia para processos microbianos.

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Conteúdo de MO nos solos

• É muito variável segundo regiões, e numa mesma
• região segundo o uso do solo. Intervêm nesta
  variação
• um amplo leque de fatores.
• De maneira aproximada pode-se dar a seguinte
  classificação
• para as condições do Pampa Argentino

lt 0,8 muito pobre 0,8 1,7 pobre 1,7 3,0
mediano 3 -4 bom gt 4 muito bom
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Causas de variação do conteúdo de Matéria Orgânica
44


pp
Tº
Alvarez e Lavado, 1998
Mapa de solos 1500.000
45
Conteúdo de MO em alguns solos da Argentina
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Biomassa microbiana

• Pequena fração da matéria orgânica total do solo.
• Fundamental nas transformações químicas
• Fonte de nutrientes para as plantas devido ao
  rápido turnover
• Sua medição pode mostrar mudanças que acontecem
  no solo bem antes do que elas se apresentarem
  medindo carbono orgânico total

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Fonte Echeverria et al., 1993
48
LC
SD
LR
BLOQUE 1
LC
SD
LR
BLOQUE 2
LC
SD
LR
BLOQUE 3
Lugar Marcos Juárez, Córdoba Solo Argiudol
típico Cultivo 6 anos de monocultura de
milho Amostragem 0-5 y 5-15 cm.
49
Costantini, 1997
50
Costantini et al., 1996
51
Costantini et al., 2009
52
Cosentino et al. 1998
53
El efecto del clima

• precipitações

Relação entre o CO dos solos pampianos de 0-50 cm
com as precipitações médias anuais. Temperatura
média da área 14-16.
Alvarez e Lavado, 1998
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El efecto del clima

• temperatura

Relação entre o CO dos solos pampianos de 0-50 cm
com a temperatura média anual. Precipitação da
área 800-1000 mm.
Alvarez e Lavado, 1998.
55
El efecto del clima

• temperatura

SALIDAS
Relação entre a temperatura do solo a 10 cm e a
respiração microbiana em experimentos do Pampa
Ondulado.
56
Fonte Costantini, 2003
57
Fonte Costantini, 2003
58
Comparações com as testemunhas
Fonte Costantini, 2003
59
Como seqüestrar carbono com um rolo compressor!!
10 kg C m-2
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Fonte Costantini, 2003
61
Costantini et al, 2009
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(No Transcript)
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APORTES
SAÍDAS

Emissão de C-CO2
DECOMPOSIÇÃO
MINERALIZAÇÃO
C-resíduos vegetais
Carbono orgânico do solo
EROSÃO
C-Erodido
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APORTES
SAÍDAS

Emissão de C-CO2
gt
lt
DECOMPOSIÇÃO
MINERALIZAÇÃO
C-resíduos vegetais
Carbono orgânico do solo
gt
EROSÃO
C-Erodido
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Casanovas et al, 1995
66
CONTEÚDO DE CARBONO (t/ha) 0-20 cm

• História agrícola
• área agrícola
• condição climática
• (t0 e precipitações)

Mineralização Erosão hídrica
Modelo Century Levantamento 1970
Álvarez R, 2001
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EROSÃO HIDRICA
Pampa Ondulado
4.6 milhões de has.
Superfície erodida 1.6 milhões de ha.
35 da superfície
PERDA DO HORIZONTE A
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Variação do conteúdo de MO no Pampa ondulado
Extratado de Casas, 2000
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Conclusões
Manter ou acrescentar a MOS resulta da realização
de um conjunto de boas práticas tendentes a
lograr o melhor balanço entre os aportes e saídas
de carbono.
Balanço de MO Aporte-C Saídas-C