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Materia Organica

La materia orgánica del suelo, llamada también humus, se define como la fracción orgánica que posee el suelo, excluyendo los residuos vegetales y animales sin descomponer
by

Jorge Rodriguez

on 4 September 2012

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Transcript of Materia Organica

Materia orgánica Universidad Nacional de Colombia Cualquier residuo vegetal o animal es materia orgánica, y su descomposición lo transforma en materiales importantes en la composición del suelo y en la producción de plantas. La materia orgánica bruta es descompuesta por microorganismos y transformada en materia adecuada para el crecimiento de las plantas y que se conoce como humus. El humus es un estado de descomposición de la materia orgánica, o sea, es materia orgánica no totalmente descompuesta. Presentado por: Jorge Rodriguez Métodos de estudio de las estructuras de la materia orgánica Características Es insoluble en agua y evita el lavado de los suelos y la pérdida de nutrientes Aumenta la productividad de los cultivos en más del 100 % si a los suelos pobres se les aplica materia orgánica Mejora las condiciones físicas, químicas y biológicas de los suelos. Los suaviza; permite una aireación adecuada; aumenta la porosidad y la infiltración de agua, entre otros. Es una fuente importante de nutrientes, a través de los procesos de descomposición con la participación de bacterias y hongos, especialmente. Absorbe nutrientes disponibles, los fija y los pone a disposición de las plantas. Fija especialmente nitrógeno (NO3, NH4), fósforo (P04) calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K), sodio (Na) y otros. Mantiene la vida de los organismos del suelo, esenciales para los procesos de renovación del recurso. Transformación química inicial Acumulación y destrucción mecánica Es una alteración que sufren los restos vegetales antes de caer al suelo Consiste en pérdida de sustancias orgánicas y elementos minerales P, N, K, Na. Las hojas son atacadas por los microrganismos, en el mismo árbol, y se producen importantes transformaciones en su composición y estructura Member (cc) photo by theaucitron on Flickr (cc) photo by theaucitron on Flickr La hojarasca, ramas, tallos, etc., se acumulan sobre el suelo y se van destruyendo mecánicamente, fundamentalmente por la acción de los animales que reducen su tamaño, lo mezclan con la fracción mineral y lo preparan para la posterior etapa. Nitrógeno total Kjeldahl El método Kjeldahl sirve para determinar el contenido de nitrógeno en muestras orgánicas e inorgánicas. Se basa en la digestión de la muestra en ácido sulfúrico concentrado a ebullición con la adición de un catalizador. La muestra se digiere hasta disolución y oxidación de la misma.
El nitrógeno contenido en la muestra se convierte en amonio sulfato Añadiendo un exceso de solución de sodio hidróxido, el ion amonio es liberado en forma de amoniaco, destilado y recogido sobre una solución de ácido bórico o sobre una solución valorada de ácido sulfúrico. El amoniaco recogido es determinado con una solución valorada de ácido o se valora por retroceso con solución de sodio hidróxido de concentración conocida, si se recogió sobre ácido sulfúrico. Los resultados se pueden expresar en % N, % NH3 o proteína (%N x factor). Formación de la Materia Orgánica Alteración química. En esta etapa se produce una intensa transformación de los materiales orgánicos y su mezcla e infiltración en el suelo. 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 distintas de los originales. Poco a poco los restos transformados se van desintegrando, difuminándose en el suelo y finalmente se integran totalmente con la fracción mineral, formando parte íntima del plasma basal del suelo Degradación de las moléculas. Las macromoléculas de los restos orgánicos (celulosa, almidón, pectina, lignina, proteínas, glucosa, grasas, ceras, etc)se fragmentan a formas más sencillas, más cortas. Los polímeros se transforman en monómeros. A esta etapa se le llama despolimerización enzimática o humificación directa. Oxidación de los compuestos aromáticos con formación de quinonas. Condensación, polimerización y fijación de nitrógeno, formando aminoácidos y péptidos, para originar los ácidos húmicos. En esta fase los compuestos orgánicos sencillos formados en la etapa anterior se reorganizan, conservando sus estructuras orgánicas para dar nuevo polímeros más estables. Es la fase de polimerización biológica o humificación indirecta. Para que se desarrolle es imprescindible la actuación de las bacterias. La existencia de factores limitantes (ausencia de agua, baja temperatura, acidez, carencia de nitrógeno, encharcamiento permanente, etc.) obstaculizará en gran medida la correcta evolución de los rectos orgánicos. La humificación Medición de la Materia Orgánica Materia orgánica en el suelo Para el estudio de la materia orgánica de los suelos es posible utilizar un sin número de métodos que van, desde los cualitativos que comprenden el nivel macroscópico, a los métodos cuantitativos o semicuantitativos que incluyen las técnicas instrumentales, espectrofotométricas de alta precisión, las cuales permiten llegar incluso establecer estructuras orgánica Método cualitativo El método cualitativo se lleva a cabo en el campo a simple vista o con lupa en el perfil o en muestras simples. Permite identificar los restos orgánicos y por ende determinar los horizontes, se puede observar además el grado de incorporación de la materia orgánica, tipo ecológico de humus, etc. También es posible realizar observaciones en microscopio polarizante con láminas delgadas o microscopio electrónico de barrido, lo cual permite identificar los restos orgánicos y la parte mineral a diferentes escalas. Oxidación por acido crómico

Es el método más clásico y consiste en la oxidación con bicromato de potasio en medio sulfúrico de la materia orgánica, el final del método puede realizarse por valoración con sal de mohr o por lectura en el colorímetro. De esta manera se calcula el contenido de carbono de la muestra, el cual al multiplicar por 1.724 proporciona el porcentaje de materia orgánica de la misma (el factor 1.724 responde a que la materia orgánica del suelo posee un 58% de carbono) Combustión seca

Consiste en tomar un peso conocido de muestra de suelo, durante cierto tiempo logrando su incineración completa y por ende el desprendimiento del carbono en forma de CO2 y finalmente por diferencia de peso se determina el contenido de materia orgánica del suelo. Este método resulta muy efectivo ante muestras de alto contenido de materia orgánica Otros métodos Para algunos estudios del suelo no basta con conocer el contenido de materia orgánica total, sino que es necesario conocer la calidad de ella para poder evaluar su influencia sobre la fertilidad actual y potencial del suelo. Con este objetivo se realiza el fraccionamiento de la parte orgánica del suelo, con lo cual se separa la materia orgánica no humificada y las sustancias húmicas. De esta forma se identifican 3 grupos de compuestos ácidos húmicos, ácidos fúlvicos y huminicas -Kononova–Belchikova donde se extraen las sustancias húmicas con una solución de pirofosfato de sodio pH – 12, bloqueándose el calcio y otras bases para liberar las sustancias húmicas en forma de humato de sodio; luego por acidificación del medio se separan los ácidos fúlvicos de los húmicos. El carbono se determina mediante el secado de una alícuota de la solución y la oxidación con dicromato en medio ácido y valoración con sal de mohr. Las huminas se determinan por diferencia con el contenido dé carbono total del suelo Tiurin realiza la separación según su unión con diferentes elementos del suelo (Ca, Mg, Fe, Al, y otros), obteniendo tres fracciones de ácidos húmicos y fulvicosligados al Fe y Al, ligados al Ca y Mg y ligados a las arcillas sesquioxídicas. En el caso de los ácidos fúlvicos se obtiene además una fracción libre La Espectroscopia infrarroja (IR) permite identificar grupos funcionales (grupos OH, enlaces C-H, amidas C= C, grupos quinonicos C=O), para sustentar las hipótesis sobre los compuestos en los que pueden encontrarse distintas fracciones resultantes del fraccionamiento y así poder comparar sustancias húmicas procedentes de distintos suelos. Los espectros IR resultan complejos y difícil de interpretar La Espectroscopia de Resonancia Magnética nuclear (NMR) está considerada como la técnica más útil. Permite identificar componentes y estructuras en muestras de suelo sin pre tratamiento ni necesidad de realizar extracciones. Además existen los métodos de cromatografía que pueden ser en gel o en líquido-gas y se utilizan para fraccionar según tamaño molecular y son relativamente sencillos Consideraciones Para lograr una adecuada interpretación de los resultados es necesario tener encuentra que la calidad de los productos de transformación de los restos orgánicosdependerá de las condiciones en que se desarrolle el proceso de humificación. Si este procesó se desarrolla en un medio biológicamente inactivo, donde no exista abundancia de elementos estabilizadores de humus (arcillas del tipo 2:1 y de bases como Ca, Mg. etc.), Es lógico esperar la formación de compuestos orgánicos poco polimerizados, muy móviles y agresivos (ácidos fúlvicos), capaces de acomplejar una cantidad considerable dé elementos, movilizarlos y arrastrarlos a través del perfil del suelo. En algunos casos para estudios más específicos se realiza análisis químico elemental en los que se determinan los principales componentes elementales en los ácidos húmicos(C, N, O, H, S.). Así como técnicas electroforéticas que permiten separar los componentes por su movimiento al aplicar una diferencia de voltaje. Las fracciones que se obtienen son: ácidos húmicos pardos que migran al cátodo y los ácidos húmicos grises que migran poco al tener menor relación carga superficial /masa En los años 70 comienza a emplearse el Método de análisis degradativo que inclúyela hidrólisis ácida y alcalina, la degradación oxidativa, la degradación reductiva, pirolisis y espectrofotometría de masa El principio de la espectroscopia ultravioleta-visible involucra la absorción de radiación ultravioleta – visible por una molécula, causando la promoción de un electrón de un estado basal a un estado excitado, liberándose el exceso de energía en forma de calor. Una de las tareas más importantes de la química orgánica es la determinación de las estructuras de las moléculas orgánicas. Cuando se aísla un compuesto a partir de un producto natural, se debe determinar su estructura antes de sintetizarlo. Siempre que se lleve a cabo una reacción, se ha de determinar si el producto tiene la estructura deseada. La estructura de un producto no deseado se ha de conocer para que, de esta manera, se puedan alterar las condiciones de reacción y obtener el campo de interés. Espectroscopia ultravioleta-visible Un espectrofotómetro es un instrumento usado en el análisis químico que sirve para medir, en función de la longitud de onda, la relación entre valores de una misma magnitud fotométrica relativos a dos haces de radiaciones y la concentración o reacciones químicas que se miden en una muestra. También es utilizado en los laboratorios de química para la cuantificación de sustancias y microorganismos. Espectrofotómetro Gracias Preguntas.. ? Una diferencia obvia entre ciertos compuestos es su color. Así, la quinona es amarilla; la clorofila es verde; los 2,4-derivados del dinitrofenilhidrazona de aldehídos y de cetonas se extienden en color de amarillo brillante a de color rojo oscuro, dependiendo de la conjugación del enlace doble; y el aspirin es descolorido.
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