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Humus

El humus tiene un característico color negro o marrón oscuro y es una acumulación de carbono orgánico . Además de los tres horizontes principales del suelo: (A) superficie/capa superior del suelo, (B) subsuelo y (C) sustrato, algunos suelos tienen un horizonte orgánico (O) en la misma superficie. El lecho rocoso duro (R) no es suelo en sentido estricto.

En la ciencia del suelo clásica [1] , el humus es la materia orgánica oscura del suelo que se forma por la descomposición de materia vegetal y animal. Es una especie de materia orgánica del suelo . Es rico en nutrientes y retiene la humedad en el suelo. Humus es la palabra latina para "tierra" o "suelo". [2]

En agricultura , "humus" a veces también se utiliza para describir el abono maduro o natural extraído de un bosque u otra fuente espontánea para su uso como acondicionador del suelo . [3] También se utiliza para describir un horizonte de capa superior del suelo que contiene materia orgánica ( tipo de humus , [4] forma de humus , [5] o perfil de humus [6] ).

El humus tiene muchos nutrientes que mejoran la salud del suelo, siendo el nitrógeno el más importante. La proporción de carbono a nitrógeno (C:N) del humus comúnmente oscila entre 8:1 y 15:1, siendo la mediana aproximadamente 12:1. [7] También afecta significativamente la densidad aparente del suelo. El humus es amorfo y carece de la estructura celular característica de las plantas, microorganismos o animales. [8]

Descripción

Los materiales primarios necesarios para el proceso de humificación son materiales vegetales. La composición del humus varía según la composición de las materias primas y los productos microbianos y animales secundarios. La velocidad de descomposición de los diferentes compuestos afectará a la composición del humus. [9]

Es difícil definir el humus con precisión porque es una sustancia muy compleja que no se comprende del todo. El humus es diferente de la materia orgánica del suelo en descomposición . Este último tiene un aspecto rugoso y tiene restos visibles de la materia vegetal o animal original. El humus totalmente humificado, por el contrario, tiene un aspecto uniformemente oscuro, esponjoso y gelatinoso, y es amorfo; puede decaer gradualmente durante varios años o persistir durante milenios. [10] No tiene forma, estructura o cualidad determinada. Sin embargo, cuando se examina bajo un microscopio, el humus puede revelar pequeños restos de plantas, animales o microbios que han sido degradados mecánicamente, pero no químicamente. [11] Esto sugiere un límite ambiguo entre el humus y la materia orgánica del suelo. Si bien es distinto, el humus es una parte integral de la materia orgánica del suelo. [12]


Hay pocos datos disponibles sobre la composición del humus forestal porque es una mezcla compleja cuyo análisis resulta difícil para los investigadores. En las décadas de 1940 y 1960, los investigadores intentaron utilizar la separación química para analizar compuestos vegetales y húmicos en el suelo forestal, pero resultó imposible. En años más recientes se han realizado más investigaciones, aunque sigue siendo un campo de estudio activo. [13] [14] [15]

Humificación

Los microorganismos descomponen una gran parte de la materia orgánica del suelo en minerales inorgánicos que las raíces de las plantas pueden absorber como nutrientes. Este proceso se denomina " mineralización ". En este proceso se recicla el nitrógeno ( ciclo del nitrógeno ) y los demás nutrientes ( ciclo de los nutrientes ) de la materia orgánica descompuesta. Dependiendo de las condiciones en las que se produce la descomposición, una fracción de la materia orgánica no se mineraliza sino que se transforma mediante un proceso llamado "humificación". Antes de los métodos analíticos modernos, las primeras evidencias llevaron a los científicos a creer que la humificación daba como resultado concatenaciones de polímeros orgánicos resistentes a la acción de los microorganismos, [16] sin embargo, investigaciones recientes han demostrado que los microorganismos son capaces de digerir el humus. [17]

La humificación puede ocurrir naturalmente en el suelo o artificialmente en la producción de compost . La materia orgánica es humificada por una combinación de hongos saprotróficos , bacterias, microbios y animales como lombrices, nematodos, protozoos y artrópodos. [18] [ referencia circular ] Los restos vegetales, incluidos los que los animales digirieron y excretaron, contienen compuestos orgánicos: azúcares, almidones, proteínas, carbohidratos, ligninas, ceras, resinas y ácidos orgánicos. La descomposición del suelo comienza con la descomposición de los azúcares y almidones de los carbohidratos, que se descomponen fácilmente cuando los detritívoros invaden inicialmente los órganos muertos de la planta, mientras que la celulosa y la lignina restantes se descomponen más lentamente. [19] [ página necesaria ] Las proteínas simples, los ácidos orgánicos, los almidones y los azúcares se descomponen rápidamente, mientras que las proteínas, grasas, ceras y resinas crudas permanecen relativamente sin cambios durante períodos de tiempo más largos.

La lignina, que es rápidamente transformada por los hongos de pudrición blanca , [20] es uno de los principales precursores del humus, [21] junto con subproductos de la actividad microbiana [22] y animal [23] . El humus producido por humificación es, por tanto, una mezcla de compuestos y químicos biológicos complejos de origen vegetal, animal o microbiano que tiene muchas funciones y beneficios en el suelo. Algunos consideran que el humus de lombriz ( vermicompost ) es el abono orgánico óptimo . [24]

Estabilidad

Gran parte del humus de la mayoría de los suelos ha persistido durante más de 100 años, en lugar de haberse descompuesto en CO 2 , y puede considerarse estable; Esta materia orgánica ha sido protegida de la descomposición por acción microbiana o enzimática porque está oculta (ocluida) dentro de pequeños agregados de partículas del suelo, o fuertemente absorbida o complejada con arcillas . [25] La mayor parte del humus que no está protegido de esta manera se descompone en 10 años y puede considerarse menos estable o más lábil .

El humus estable aporta pocos nutrientes disponibles para las plantas en el suelo, pero ayuda a mantener su estructura física. [26] Una forma muy estable de humus se forma a partir de la oxidación lenta ( redox ) del carbono del suelo después de la incorporación de carbón vegetal finamente pulverizado a la capa superior del suelo . Se especula que este proceso fue importante en la formación de la inusualmente fértil terra preta do Indio amazónica . [27] [ página necesaria ] Sin embargo, un trabajo reciente [28] sugiere que las moléculas orgánicas complejas del suelo pueden ser mucho menos estables de lo que se pensaba anteriormente: “la evidencia disponible no respalda la formación de 'sustancias húmicas' persistentes y de gran tamaño molecular en suelos. En cambio, la materia orgánica del suelo es un continuo de compuestos orgánicos en descomposición progresiva”.

Horizontes

El humus tiene un característico color negro o marrón oscuro y es orgánico debido a una acumulación de carbono orgánico. Los científicos del suelo utilizan las letras mayúsculas O, A, B, C y E para identificar los horizontes principales, y letras minúsculas para distinguir estos horizontes. La mayoría de los suelos tienen tres horizontes principales: el horizonte superficial (A), el subsuelo (B) y el sustrato (C). Algunos suelos tienen un horizonte orgánico (O) en la superficie, pero este horizonte también puede estar enterrado. El horizonte maestro (E) se utiliza para horizontes subsuperficiales que han perdido minerales significativamente ( eluviación ). Bedrock, que no es suelo, usa la letra R.

Beneficios de la materia orgánica del suelo y el humus

Algunos creen que la importancia del humus químicamente estable es la fertilidad que proporciona a los suelos en un sentido tanto físico como químico, [29] aunque algunos expertos agrícolas se centran más en otras características del mismo, como su capacidad para suprimir enfermedades. . [30] Ayuda al suelo a retener la humedad [31] aumentando la microporosidad [32] y fomenta la formación de una buena estructura del suelo . [33] [34] La incorporación de oxígeno en grandes conjuntos moleculares orgánicos genera muchos sitios activos con carga negativa que se unen a iones cargados positivamente (cationes) de nutrientes vegetales , haciéndolos más disponibles para la planta a través del intercambio iónico . [35] El humus permite que los organismos del suelo se alimenten y se reproduzcan y a menudo se describe como la "fuerza vital" del suelo. [36] [37]

Ver también

Referencias

  1. ^ Popkin, Gabriel (27 de julio de 2021), Una revolución de la ciencia del suelo trastorna los planes para luchar contra el cambio climático, Revista Quanta,"La última edición de The Nature and Properties of Soils, publicada en 2016, cita el artículo de Lehmann de 2015 y reconoce que "nuestra comprensión de la naturaleza y génesis del humus del suelo ha avanzado mucho desde el cambio de siglo, lo que requiere que se adopten algunas medidas aceptadas desde hace mucho tiempo. conceptos sean revisados ​​o abandonados."
  2. ^ "Humus" . Consultado el 23 de septiembre de 2008 , a través de Dictionary.com Random House Dictionary íntegro .
  3. ^ "Humus". Enciclopedia Británica en línea . 2011 . Consultado el 24 de noviembre de 2011 .
  4. ^ Chertov, OG; Kornarov, AS; Crocker, G.; Gracia, P.; Klir, J.; Körschens, M.; Poulton, PR; Richter, D. (1997). "Simulación de tendencias del carbono orgánico del suelo en siete experimentos a largo plazo utilizando el modelo SOMM de los tipos de humus". Geoderma . 81 (1–2): 121–135. Código bibliográfico : 1997Geode..81..121C. doi :10.1016/S0016-7061(97)00085-2.
  5. ^ Baritz, R. (2003). Se forma humus en los bosques de las tierras bajas del norte de Alemania. Stuttgart: Schweizerbart.
  6. ^ Empavesado, BT; Lundberg, J. (1995). "El perfil del humus-concepto, clase y realidad". Geoderma . 40 (1–2): 17–36. Código Bib : 1987Geoda..40...17B. doi :10.1016/0016-7061(87)90011-5.
  7. ^ Weil, Ray R.; Brady, Nyle C. (2017). La naturaleza y propiedades de los suelos (15ª ed.). Columbus, Ohio: Pearson Education (publicado en abril de 2017). pag. 536.ISBN _ 978-0-13-325448-8. LCCN  2016008568. OCLC  936004363.
  8. ^ Whitehead, CC; Tinsley, J. (1963). "La bioquímica de la formación de humus". Revista de Ciencias de la Alimentación y la Agricultura . 14 (12): 849–857. Código Bib : 1963JSFA...14..849W. doi :10.1002/jsfa.2740141201.
  9. ^ Kögel-Knabner, Ingrid; Zech, Wolfgang; Hatcher, Patrick G. (1988). "Composición química de la materia orgánica en suelos forestales: La capa de humus". Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde (en alemán). 151 (5): 331–340. doi :10.1002/jpln.19881510512.
  10. ^ Di Giovanni, C.; Disnar, JR; Bichet, V.; Campy, M. (1998). "Sur la présence de matières organiques mésocénozoïques dans des humus actuels (bassin de Chaillexon, Doubs, Francia)". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série IIA (en francés). 326 (8): 553–559. Código Bib : 1998CRASE.326..553D. doi :10.1016/S1251-8050(98)80206-1.
  11. ^ Nicolas Bernier y Jean-François Ponge (1994). "Dinámica de la forma de humus durante el ciclo silvogenético en un bosque de abetos de montaña" (PDF) . Biología y Bioquímica del suelo . 26 (2): 183–220. CiteSeerX 10.1.1.635.6402 . doi :10.1016/0038-0717(94)90161-9. 
  12. ^ "Humintech® | Definición de productos a base de materia orgánica y ácidos húmicos del suelo". Archivado desde el original el 21 de septiembre de 2015 . Consultado el 5 de abril de 2009 .
  13. ^ Waksman SA. (1936). Humus. Origen, Composición Química e Importancia en la Naturaleza. Nueva York, Nueva York: Williams y Wilkins
  14. ^ Stevenson FJ. Química del humus: génesis, composición, reacciones. (2º). Wiley, 1994. ISBN 978-0-471-59474-1 
  15. ^ Maier RM. Capítulo 16 - Ciclos biogeoquímicos. Microbiología Ambiental (3º). Prensa académica, 2015. págs. 339-373. ISBN 9780123946263 doi :10.1016/B978-0-12-394626-3.00016-8 
  16. ^ Weil, Ray R.; Brady, Nyle C. (2017). La naturaleza y propiedades de los suelos (15ª ed.). Columbus, Ohio: Pearson Education (publicado en abril de 2017). pag. 549.ISBN _ 978-0-13-325448-8. LCCN  2016008568. OCLC  936004363. Ahora se cree que las sustancias húmicas en los extractos del suelo no representan la naturaleza de la mayor parte de la materia orgánica tal como existe en el suelo.
  17. ^ Popkin, G. (2021). "Una revolución de la ciencia del suelo trastoca los planes para luchar contra el cambio climático". Revista Quanta . Los investigadores del suelo han llegado a la conclusión de que incluso las moléculas más grandes y complejas pueden ser devoradas rápidamente por los abundantes y voraces microbios del suelo.
  18. ^ Biología del suelo
  19. ^ Berg, B.; McClauherty, C. (2007). Desecho vegetal: descomposición, formación de humus, secuestro de carbono (2ª ed.). Saltador. ISBN 978-3-540-74922-6.
  20. ^ Levin, L.; Forchiassin, F.; Ramos, AM (2002). "Inducción por cobre de enzimas modificadoras de lignina en el hongo de pudrición blanca Trametes trogii". Micología . 94 (3): 377–383. doi :10.2307/3761771. JSTOR  3761771. PMID  21156508.
  21. ^ González-Pérez, M.; Vidal Torrado, P.; Colnago, Luisiana; Martín-Neto, L.; Otero, XL; Milori, DMBP; Haenel Gomes, F. (2008). "Caracterización de espectroscopia FTIR y RMN 13C de ácidos húmicos en espodosoles bajo la selva tropical del sureste de Brasil". Geoderma . 146 (3–4): 425–433. Código Bib : 2008Geode.146..425G. doi :10.1016/j.geoderma.2008.06.018.
  22. ^ Bragas, H.; Almendros, G.; González-Vila, FJ; Lüdemann, HD; Martín, F. (1995). "Análisis de RMN 13C y 15N de algunas melaninas de hongos en comparación con la materia orgánica del suelo". Geoquímica Orgánica . 23 (11-12): 1023-1028. Código Bib : 1995OrGeo..23.1023K. doi :10.1016/0146-6380(95)00094-1.
  23. ^ Muscoloa, A.; Bovalob, F.; Gionfriddob, F.; Nardi, S. (1999). "La materia húmica de las lombrices de tierra produce efectos similares a las auxinas sobre el crecimiento de las células de Daucus carota y el metabolismo de los nitratos". Biología y Bioquímica del suelo . 31 (9): 1303-1311. doi :10.1016/S0038-0717(99)00049-8.
  24. ^ "Lombricultura/Lombricompost". Agri.Y.Nic.en. _ Port Blair : Departamento de Agricultura, Administración de Andaman y Nicobar. 18 de junio de 2011. Archivado desde el original el 17 de enero de 2016 . Consultado el 17 de abril de 2009 .
  25. ^ Dungait, JA; Hopkins, DW; Gregorio, AS; Whitmore, AP (2012). "La rotación de materia orgánica del suelo se rige por la accesibilidad, no por la obstinación" (PDF) . Biología del cambio global . 18 (6): 1781–1796. Código Bib : 2012GCBio..18.1781D. doi :10.1111/j.1365-2486.2012.02665.x. S2CID  86741232 . Consultado el 30 de agosto de 2014 .[ enlace muerto permanente ]
  26. ^ Oades, JM (1984). "Materia orgánica del suelo y estabilidad estructural: mecanismos e implicaciones para la gestión". Planta y Suelo . 76 (1–3): 319–337. doi :10.1007/BF02205590. S2CID  7195036.
  27. ^ Lehmann, J.; Kern, CC; Glaser, B.; Woods, Wisconsin (2004). Tierras Oscuras Amazónicas: Origen, Propiedades, Gestión . Saltador. ISBN 978-1-4020-1839-8.
  28. ^ Lehmann, Johannes (1 de diciembre de 2015). "El carácter controvertido de la materia orgánica del suelo". Naturaleza . 528 (7580): 60–68. Código Bib :2015Natur.528...60L. doi : 10.1038/naturaleza16069 . PMID  26595271. S2CID  205246638.
  29. ^ Hargitai, L. (1993). "El suelo del contenido de materia orgánica y calidad del humus en el mantenimiento de la fertilidad del suelo y en la protección del medio ambiente". Paisaje y Urbanismo . 27 (2–4): 161–167. doi :10.1016/0169-2046(93)90044-E.
  30. ^ Hoitink, HA; Fahy, ordenador personal (1986). “Básico para el control de fitopatógenos del suelo con compost”. Revisión Anual de Fitopatología . 24 : 93-114. doi :10.1146/annurev.py.24.090186.000521.
  31. ^ C. Michael Hogan. 2010. Factor abiótico. Enciclopedia de la Tierra. editores Emily Monosson y C. Cleveland. Consejo Nacional para la Ciencia y el Medio Ambiente Archivado el 8 de junio de 2013 en Wayback Machine . Washington DC
  32. ^ De Macedo, JR; Do Amaral, Meneguelli; Ottoni, TB; Araujo, Jorge Araújo; de Sousa Lima, J. (2002). "Estimación de la capacidad de campo y retención de humedad basada en análisis de regresión que involucran propiedades químicas y físicas en Alfisoles y Ultisoles del estado de Río de Janeiro". Comunicaciones en ciencia del suelo y análisis de plantas . 33 (13-14): 2037-2055. doi :10.1081/CSS-120005747. S2CID  98466747.
  33. ^ Hempfling, R.; Schulten, recursos humanos; Cuerno, R. (1990). "Relevancia de la composición del humus para la estabilidad física y mecánica de los suelos agrícolas: un estudio mediante espectrometría de masas por pirólisis directa". Revista de pirólisis analítica y aplicada . 17 (3): 275–281. doi :10.1016/0165-2370(90)85016-G.
  34. ^ Desarrollo del suelo: propiedades del suelo Archivado el 28 de noviembre de 2012 en la Wayback Machine.
  35. ^ ab Szalay, A. (1964). "Propiedades de intercambio catiónico de los ácidos húmicos y su importancia en el enriquecimiento geoquímico de UO2++ y otros cationes". Geochimica et Cosmochimica Acta . 28 (10): 1605-1614. Código bibliográfico : 1964GeCoA..28.1605S. doi :10.1016/0016-7037(64)90009-2.
  36. ^ ab Elo, S.; Maunuksela, L.; Salkinoja-Salonen, M.; Smolander, A.; Haahtela, K. (2006). "Bacterias humus de rodales de abeto rojo: propiedades promotoras del crecimiento vegetal y capacidad colonizadora del abedul, festuca roja y aliso". Ecología de microbiología FEMS . 31 (2): 143-152. doi : 10.1111/j.1574-6941.2000.tb00679.x . PMID  10640667.
  37. ^ ab Vreeken-Buijs, MJ; Hassink, J.; Brussaard, L. (1998). "Relaciones de la biomasa de microartrópodos del suelo con la materia orgánica y la distribución del tamaño de los poros en suelos con diferentes usos de la tierra". Biología y Bioquímica del suelo . 30 : 97-106. doi :10.1016/S0038-0717(97)00064-3.
  38. ^ Eyheraguibel, B.; Silvestrea, J. Morard (2008). «Efectos de las sustancias húmicas derivadas de la mejora de residuos orgánicos sobre el crecimiento y nutrición mineral del maíz» (PDF) . Tecnología Bioambiental . 99 (10): 4206–4212. doi :10.1016/j.biortech.2007.08.082. PMID  17962015.
  39. ^ Zandonadi, DB; Santos, diputado; Busato, JG; Peres, LEP; Façanha, AR (2013). "Fisiología vegetal afectada por la materia orgánica humificada". Fisiología Vegetal Teórica y Experimental . 25 : 13–25. doi : 10.1590/S2197-00252013000100003 .
  40. ^ Olness, A.; Arquero, D. (2005). "Efecto del carbono orgánico sobre el agua disponible en el suelo". Ciencia del suelo . 170 (2): 90-101. Bibcode :2005SoilS.170...90O. doi :10.1097/00010694-200502000-00002. S2CID  95336837.
  41. ^ Efecto del carbono orgánico sobre el agua disponible en el suelo: ciencia del suelo
  42. ^ Kikuchi, R. (2004). "Efecto de desacidificación de la capa de hojarasca en el suelo forestal durante la escorrentía del deshielo: experimento de laboratorio y su formulación básica para el modelado de simulación". Quimiosfera . 54 (8): 1163-1169. Código Bib : 2004Chmsp..54.1163K. doi :10.1016/j.chemosphere.2003.10.025. PMID  14664845.
  43. ^ César-Tonthat, TC (2002). "Propiedades de unión al suelo del mucílago producido por un hongo basidiomiceto en un sistema modelo". Investigación Micológica (manuscrito enviado). 106 (8): 930–937. doi :10.1017/S0953756202006330.
  44. ^ Huang, DL; Zeng, gerente general; Feng, CL; Hu, S.; Jiang, XY; Tang, L.; Su, FF; Zhang, Y.; Zeng, W.; Liu, HL (2008). "Degradación de residuos lignocelulósicos contaminados con plomo por Phanerochaete chrysosporium y reducción de la toxicidad del plomo". Ciencia y Tecnología Ambiental . 42 (13): 4946–4951. Código Bib : 2008EnST...42.4946H. doi :10.1021/es800072c. PMID  18678031.
  45. ^ Amelung, W.; Bossio, D.; de Vries, W.; Kögel-Knabner, I.; Lehmann, J.; Amundson, R.; Bol, R.; Collins, C.; Lal, R.; Leifeld, J.; Minasny, B. (27 de octubre de 2020). "Hacia una estrategia de mitigación del clima del suelo a escala global". Comunicaciones de la naturaleza . 11 (1): 5427. Código bibliográfico : 2020NatCo..11.5427A. doi : 10.1038/s41467-020-18887-7 . ISSN  2041-1723. PMC 7591914 . PMID  33110065. 
  46. ^ Tang, Chunyu; Li, Yuelei; Canción, Jingpeng; Antonietti, Markus; Yang, Fan (25 de junio de 2021). "Las sustancias húmicas artificiales mejoran la actividad microbiana para unir CO2". iCiencia . 24 (6): 102647. Código bibliográfico : 2021iSci...24j2647T. doi :10.1016/j.isci.2021.102647. ISSN  2589-0042. PMC 8387571 . PMID  34466779. 

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