LA CONCEPTUALIZACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA EN FORMAS PARTICULADAS, Y DE MINERALES ASOCIADOS, CON EL FIN DE ABORDAR EL CAMBIO GLOBAL EN EL SIGLO 21 (Lavallee, Soong, & Cotrufo, 2020) 2da Parte

El funcionamiento de la Materia Orgánica del Suelo (MOS) es clave para su papel en el aprovisionamiento de ciertos servicios ecosistémicos, la Materia Orgánica Particulada (MOP) y la Materia Orgánica Asociada a Minerales (MOAM tienden a funcionar de manera muy diferente.

Si bien la MOS realiza muchas funciones en el mismo (Smith et al., 2015), nos enfocamos en dos funciones clave que requieren que la MOS se transforme, en lugar de acumularse y persistir:

1) Impulsar el crecimiento microbiano y, por lo tanto, toda la red alimentaria del suelo.

2) Aportar nutrientes a la microbiota y a las plantas.

En comparación con la MOP, los compuestos en la MOAM tienden a ser más densos en nutrientes (Tipping, Somerville y Lustre, 2016), tienen energías de activación de descomposición más bajas (Williams et al., 2018) y requieren menos despolimerización antes de que ocurra la asimilación microbiana o vegetal. (Kleber et al., 2011, 2015). Como resultado, la MOAM que se disocia de los minerales y se vuelve disponible, probablemente será asimilada o descompuesta rápidamente, y el recambio de la MOAM puede ser una fuente importante de Nitrógeno para las plantas y la microbiota (Jilling et al., 2018).

Por el contrario, la MOP está más disponible, pero su calidad para los descomponedores es menos consistente que la de MOAM. En promedio, la MOP contiene moléculas insolubles más grandes, que requieren despolimerización antes de su asimilación (Kleber et al., 2015) y tienen energías de activación más altas (Williams et al., 2018). Muchos compuestos en la MOP son pobres en Nitrógeno (von Lützow et al., 2007) y pueden requerir mayor cantidad de N de la que producen  (en forma de exoenzimas) para descomponerse (Mooshammer, Wanek, Zechmeister-Boltenstern y Richter, 2014).

La calidad de la MOP para la microbiota depende de su contenido químico y de nutrientes y, en general, esto depende del origen de la MOS. En general, la MOAM es útil para la microbiota y las plantas como fuente de Carbono lábil y nutrientes, pero solo una vez que se desestabiliza. La MOP está más disponible, pero su utilidad o calidad para los descomponedores varía. Estas diferencias básicas en el funcionamiento de ambos tipos de Materia orgánica resaltan la necesidad de cuantificarlas y caracterizarlas por separado.

En el siguiente cuadro se mencionan las propiedades generales de la Materia Orgánica Particulada (MOP) y la Materia Orgánica Asociada a Minerales (MOAM) con referencias de estudios relevantes.

 MOPMOAMReferencias
Mecanismos de protecciónNinguno, u oclusión en agregados de tamaño grandeAsociaciones minerales (oclusión en agregados finos, grupos organo-minerales, y microporos; adsorción en superficies minerales)Von Lützow et al. (2007)
Vida media< 10 años – décadasDécadas – siglosKleber et al. (2015), Kögel-Knabner et al. (2008), von Lützow et al. (2007)
Ruta principal de formaciónfragmentación despolimerizaciónTransformación in vivo, o modificación ex vivo en compuestos de bajo peso molecularCotrufo et al. (2015), Liang et al. (2017)
¿Tiende a saturarse?NoCastellano et al. (2015), Cotrufo, Ranalli, Haddix, Six, and Lugato (in press), Stewart et al. (2008)
Componentes químicos dominantesDerivados de plantas (fenoles, celulosas, hemicelulosas), derivados de hongos (e.g., quitina, xilanasa)Compuestos de bajo peso molecular originarios de plantas y microbios (polisacáridos de origen microbiano, amino azúcares, ácido murámico)Baldock and Skjemstad (2000), Christensen (2001), Kögel-Knabner et al. (2008), Sanderman et al. (2014), Six et al. (2001)
Proporción C/N10–408–13Cotrufo et al. (in press), Von Lützow et al. (2007)
Rol nutrimental<>Compuestos más complejos con altas energías de activación <>No asimilable para las plantas. Poco o no asimilable para los microbios<>Compuestos más simples con baja energía de activación <>Compuestos más asimilables para las plantas y microbiosJilling et al. (2018), Kleber et al. (2015), Williams et al. (2018)

Conceptualizar la Materia Orgánica del Suelo en MOP versus MOAM es factible, está bien respaldado y permitirá a los científicos avanzar en los estudios de ésta, al mismo tiempo permite utilizar un esquema de clasificación consistente entre los estudios.

Se propone utilizar el marco de trabajo de MOP versus MOAM como la mejor forma de comprender y predecir la dinámica de la Materia Orgánica del Suelo a gran escala, en el contexto de los desafíos del cambio climático global, y brindar las recomendaciones necesarias a los profesionistas y a los responsables políticos.

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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