Los suelos son cada vez más reconocidos como un espacio clave en la lucha contra el cambio climático, la contaminación por fertilizantes y otros desafíos urgentes del cambio global. Los suelos tienen la capacidad de almacenar grandes cantidades de Materia Orgánica (MO), lo que ayuda a proporcionar múltiples servicios ecosistémicos (Smith et al., 2015) y es ampliamente reconocido como un componente viable de una estrategia diversificada para abordar los objetivos de sostenibilidad de la ONU. (Keesstra et al., 2016).
La gestión de la Materia Orgánica del suelo (MOS) para abordar eficazmente los desafíos del cambio global requiere un conocimiento profundo acerca de su formación, persistencia y función. Décadas de investigación han demostrado que no podemos comprender estos aspectos de la MOS al estudiarla y modelarla como una entidad única y uniforme (Jenkinson, 1990; Parton, Stewart y Cole, 1988; Trumbore, 2009) por lo que existe un acuerdo generalizado sobre la necesidad de separar la Materia orgánica total del suelo en componentes de acuerdo a su comportamiento contrastante.
El manejo de la MOS es importante para abordar los desafíos del cambio climático. Para ello se requiere de un conocimiento bien fundamentado de su comportamiento, y que este se pueda comunicar claramente entre los científicos, los profesionales y los responsables de la formulación de políticas. La Materia Orgánica es increíblemente compleja y requiere de su separación en múltiples componentes, de acuerdo con su comportamiento en el suelo; esto con el objetivo de estudiar y predecir su dinámica. Actualmente se utilizan numerosos esquemas de separación de la MOS, lo que dificulta las comparaciones entre estudios, así como las generalizaciones a gran escala. De acuerdo con Lavallee et al, se recomienda separar la Materia orgánica del suelo en formas particuladas (Materia Orgánica Particulada = MOP) y en formas asociadas con minerales (Materia Orgánica Asociada a Minerales = MOAM). Estos dos componentes de la materia orgánica son fundamentalmente diferentes en términos de su formación, persistencia y funcionamiento. El estudio presenta evidencia de las diferencias en sus propiedades físicas y químicas, tiempo de permanencia en el suelo, respuestas al cambio de uso del suelo, calentamiento del suelo, enriquecimiento con CO2, y fertilización nitrogenada.
En términos generales, la MOP está constituida en gran parte de pequeños fragmentos que están relativamente sin descomponer, mientras que la MOAM consta de moléculas individuales o fragmentos microscópicos de material orgánico que se han lixiviado directamente del material vegetal o han sido transformados químicamente por la biota del suelo. La diferencia es que la MOAM está protegida de la descomposición a través de la asociación con partículas minerales del suelo, mientras que la MOP no lo está. Las asociaciones minerales incluyen enlaces químicos entre la MOS y superficies minerales, además de la oclusión dentro de microporos o pequeños agregados (<50-63 µm), que hacen que la MOS sea menos accesible para los organismos descomponedores y sus enzimas (Kleber et al., 2015; Kögel ‐ Knabner et al., 2008; Totsche et al., 2018). Debido a esta diferencia fundamental en sus niveles de protección contra la descomposición, la MOAM tiende a persistir por mucho más tiempo que la MOP (Kögel ‐ Knabner et al., 2008; Poeplau et al., 2018; Trumbore & Zheng, 1996).
Químicamente, la MOP y la MOAM son bastante distintas, y se plantea la hipótesis de que esto se debe a que se forman a través de diferentes vías (Cotrufo et al., 2015).
La MOP ingresa a la fracción mineral del suelo a partir de la hojarasca/capa orgánica y la rizosfera, principalmente a través de la fragmentación, y generalmente solo ha experimentado un procesamiento parcial por parte de los organismos del suelo. La MOAM puede hacerlo mediante la adsorción mineral de compuestos de peso molecular relativamente bajo (Lehmann & Kleber, 2015), que se cree que son el componente principal de la porción más persistente de la MOAM.
Los compuestos de bajo peso molecular pueden convertirse en MOAM de dos maneras:
Pueden lixiviarse de la hojarasca vegetal o ser producidos por la despolimerización de exoenzimas en la hojarasca vegetal y asociarse directamente con la fase mineral, esta es la “vía de modificación ex vivo” (sensu Liang, Schimel y Jastrow, 2017, y Sanderman, Maddern y Baldock, 2014).
O bien pueden ser producidos por la “vía de recambio microbiano in vivo” sensu Liang et al (2017) mediante la cual, la microbiota descompone y transforma la materia orgánica, dando lugar a necro-masas o exudados que luego se incorporan a la MOAM. En comparación con la MOP, la MOAM tiene una relación C / N más baja, menos compuestos derivados de plantas, más compuestos derivados de microbios y presentan una mayor abundancia natural (Baldock & Skjemstad, 2000; Christensen, 2001; Poirier et al., 2005; von Lützow et al., 2007; Williams, Fogel, Berhe y Plante, 2018).
Referencias:
Lavallee, J., Soong, J., & Cotrufo, M. (2020). Conceptualizing soil organic matter into particulate and mineral‐associated forms to address global change in the 21st century. Global Change Biology, 261-273
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