Bloque II: Indice QUIMICA DE LA M.O.S. LA M. O. S.: ASPECTOS QUIMICOS. - Producción versus descomposición. - La humificación. - Estructura de las substancias húmicas. Juan F. GALLARDO Compartimentos y Flujos en la Interfase Mantillo-Suelo Suelo Hojarasca Atmósfera Producción aérea hojarasca Degradación Lavado Perfil húmico Hojarasca lixiviada Hojarasca roída y descompuesta CO2 Of/Oh Ah Producción subterránea: Residuos y exudados de raíces FUENTES SECUNDARIAS Heces fecales Residuos microbianos y animales CO2 Compuestos HUMICOS CO2 CO2 ESQUEMA DEL PROCESO DE FORMACIÓN DEL HUMUS Hojarasca y raíces muertas (fuente primaria) Resíntesis microbiana CO2 Mineralización Biorresistencia selectiva Microbiología Transformación directa Sustancias húmicas Residuo microbiano (fuente secundaria) La Descomposición Orgánica Descomposición in vitro de hojarasca forestal (1980-90) 1980 Hojarasca inicial 1981 1990 Material humificado Proceso de Humificación en una Raíz de Alfalfa (morfología) 2 mm Corteza primaria Parénquima leñoso Estuctura de la raíz de alfalfa no humificada Raíz de alfalfa en el período inicial de humificación (15 días) Raíz de alfalfa humificada MINERALIZACIÓN PRIMARIA Y SECUNDARIA Materia Orgánica Fresca (hojarasca) Raíces Muertas Microorganismos Humificación Mineralización (rápida) “primaria” Reorganización CO2, H2O, NH4+, NO3-, SO4=, PO34-, Mineralización (lenta) “secundaria” Humus El Papel de los Microorganismos en la Mineralización Hojarasca Residuos frescos Orgánicos Raíces muertas CO2 H2O NH 4+ NO3PO4= SO4 Mineralización primaria (rápida) Microorganismos 2- Humificación Humus Suelo Mineralización secundaria (lenta) Composición Orgánica de las Plantas Grasas Ceras Resinas Celulosa Hemicelulosa Proteínas Ligninas C/N 2-6 15 10-12 12-20 5 12-16 Raíces de leguminosas herbáceas 10-12 20-25 25-30 10-15 10-15 10-15 Raíces gramíneas 5-12 25-30 25-30 5-10 15-20 15-20 Hojas caducifolios 3-5 15-25 10-20 4-10 10 40-50 -- 40-50 20-30 0.5-1 20-25 >100 Acículas coníferas 20-25 20 15-20 5-7 15 60-70 Madera coníferas -- 45-50 15-25 0.1-1 25-30 >100 -- -- -- 40-70 -- 6-12* -- 5-10 50-60 10-15 -- 10-12 -- 15-25 30-60 5-10 -- 15-20 1-8 3-5 5-12 30-35 30-50 8-25 (En %) Hojas leguminosas Madera caducifolios Bacterias (*Hongos) Algas Musgos M. O. S. Evolución de Restos Orgánicos en el Suelo Microorganismos . Hexosas . Pentosas . Polisacáridos • Transformación química Comunidad • Acumulación mecánica de restos .bosque .herbáceas caducifolio perenne Vegetal Evapotranspiración . Desgarran • Destrucción mecánica • Alteración Química Macrofauna Mineralización Humificación Lombrices . Fragmentan . Reducen NO3- SO-4, PO43-, NH3, CO2... Restructuración de sustancias formando polímeros Esquema General de la Humificación 1. Degradación de las macromoléculas orgánicas a moléculas más sencillas 2. Oxidación de los compuestos aromáticos a quinonas 3. Condensación y fijación de N (aminoácidos y péctidos) y formación de ácidos húmicos Hexosas - glucosas - fructosas (a) (b) Celulosas Grupos quinónicos Acidos húmicos (c) (a) Ruptura de la cadena alifática mediante bacterias celulolíticas, mixobacterias y hongos (b) Ciclos y oxidación mediante actinomicetos y hongos (Penicillium) (c) Condensación y fijación de N Compuestos Alifáticos en el Suelo Acido fórmico (pK∼ 3.8) HCOOH Acido acético (pK∼ 4.8) CH3.COOH Acido oxálico (pK∼ 1.3) HOOC.COOH Acido tartárico (pK∼ 3.0) HOC-COOH Acido cítrico (pK∼ 3.1) CH-COOH HOOC-COH CH-COOH Glicina: H2N.CH2.COOH Alanina: CH3.CHNH2.COOH Acido aspártico: HOOC.CH3.CHNH2.COOH Acido glutámico: HOOC.CH2.CH2.CHNH3.COOH Arginina: NH2.CNH-(CH2)3.CHNH2.COOH Lisina: NH NH2.CH2.(CH2)3.CHNH2.COOH Dinámica de la Descomposición Orgánica (por fases) 1. Biodegradación rápida de hidrosolubles y pluviolavados por microorganismos telúricos 2. Disminución lenta de hidrosolubles fenólicos y . hemicelulosas microbianas; troceamiento por mesofauna 3. Concentración lígnica y proteínica; pérdidas de . moléculas pre-húmicas por lavado 4. Ennegrecimiento, condensación, polimerización y . maduración: Aparición de las sustancias húmicas. . Composición Representativa de la Materia Vegetal Fresca y Materia Humificada Hidratos de carbono 10 % 60 % 35 % Proteínas 50 % 25 % Agua 75 % M. seca 25 % Materia fresca Proteínas 10% Grasas, ceras, taninos 5 % Materia humificada 1%N C 44 % C/N < 20 Mineralización: C/P < 200 C/S < 200 C/N > 30 Inmovilización: C/P > 300 C/S > 400 Ceras, grasas, taninos 5 % C 55% H 8% O 40 % O 35 % Cenizas 8% H5% N 5% Composición Orgánica Vegetal: Celulosas Estructura de la celulosa: CH2OH H O O O H OH H H OH H H OH OH H OH CH2OH CH2OH H H O O O H OH H H OH H H Quitina: Aminoazúcares n H OH OH H H CH2OH H OH O SUBSTANCIAS ORGANICAS EDAFICAS: Hidratos de Carbono Celulosa (C6H10O5)n + n H2O CH2OH CH2OH O H H OH OH H Glucosa n C6H12O6 O H H OH D-glucosa O OH OH H H HOH2C H OH OH H OH H H OH D-galactosa OH H OH OH H D-arabinosa SUBSTANCIAS PROCEDENTES DE LA DEGRADACIÓN ORGÁNICA PROCEDENTES DE LAS CELULOSAS CH2CH O CH2OH H O H H HO H OH OH H H O OH D-glucosa HOH2C H HO H H HO OH H OH HO OH OH H H OH D-galactosa H D-arabinosa SUBSTANCIAS ORGANICAS EDAFICAS: Grasas OH – CH2 H3C-(CH2)n-CO-O-CH2 OH – CH H3C-(CH2)n-CO-O-CH OH – CH2 H3C-(CH2)n-CO-O-CH2 Glicerina Grasas SUBSTANCIAS ORGANICAS EDAFICAS: Proteínas H2N-CH-COOH COOH COOH COOH CH2 NH2 CH NH2 CH2 CH3 NH2 CH CH2-SH C N CH H Alanina Glicocola Cisteína Triptófano Aminoácidos Comunes Aislados de las Proteínas en Suelos Fórmula Nombre Símbolo Punto isoeléctrico Rf* Aminoacidos ácidos Ac. aspártico Ac. glutámico HOOCCH2CH(NH2)COOH HOOCCH2CH2CH(NH2)COOH Asp 2.77 0.19 Glu 3.22 0.31 Aminoácidos básicos Arginina H2NC(=NH)NH(CH2)3CH(NH2)COOH Arg 10.76 0.89 Lisina H2N(CH2 ) 4CH(NH2)COOH Lis 9.74 0.81 His 7.59 0.69 CH Histidina NH N CH = CCH2CH(NH2)COOH (*En alcohol del 77 %) Aminoácidos Comunes Aislados de las Proteínas en Suelos: Aminoácidos neutros Nombre Fórmula Símbolo Punto isoeléctrico Rf* Glicina CH2(NH2)COOH Gli 5.97 0.41 Alanina CH2 CH(NH2)COOH Ala 6.00 0.60 Serina HOCH2CH(NH2)COOH Ser 5.68 0.36 Cisteína HSCH2CH(NH2)COOH CiSH 5.05 - Cistina [-SCH2 CH(NH2)COOH]2 CiSSCi 4.8 0.03 Treonina CH 3CHOHCH(NH2)COOH Tre Valina (CH3)2CHCH(NH2)COOH Val 5.96 0.78 Metionina CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH Met 5.74 0.81 Leucina (CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH Leu 6.02 0.84 Iso–Leucina CH4CH2CH(CH3)CH(NH2)COOH Ileu 5.98 0.84 0.50 (*En alcohol de 77 %) Aminoácidos Comunes Aislados de las Proteínas en Suelos: Aminoácidos neutros Nombre Fórmula Fenilalanina Tirosina Prolina CH2CH(NH2)COOH CH2CH(NH2)COOH HO H2C CH2 CHCOOH Símbolo Punto isoeléctrico Rf* Fen 5.48 0.85 Tir 5.66 0.51 Pro 6.30 0.88 Hipro 5.83 0.63 Tri 5.89 0.75 NH HOCH Oxiprolina CH2 CHCOO H2C NH CCH2CH(NH2)COOH Triptófano CH NH (*En alcohol de 77 %) H2COH Composición Orgánica Vegetal: Ligninas CH HC OCH3 H2COH O C O CH CH HC H2COH OCH3 CH3O O CH HOCH HC C HC HC Estructura de la lignina O O Estructura Tentativa de la Lignina Estructuras β-O-4 (Según Brunow et al., 1998) Degradación de la Lignina por Microorganismos Edáficos H2COH HC O HC OR OR CH CH OCH3 H2COH HC O HCOH CH2OH OH CH CH2OH CH H2 O OH COOH COH HC OCH3 OH (o) OCH3 Forma enolica Forma cetónica del del Acido 3- metoxi-4 hidroxifenil-pirúvico CH COOH (o) CHO (O) OH OCH3 alcohol –β β- hidroxiconifenol (XVII) COOH (O) (X) OCH3 coniferaldehido (VI) OH OCH3 OH Vanillina (VII) (O) CH CH COOH -2H CH2OH OCH3 Acido ferulico (XII) (Según Schubert) OH OCH3 Alcohol vanillilico (XXII) OCH3 Acido vanillico (IV) (X) HO OCH3 OH Guayacil-glicerol (XVI) H2 O H2COH COH HC OCH3 COOH C =O HCH OCH3 Alcohol coniferilo (XXI) HO CH2OH Guayacil-glicerol –β βéter coniferilo Unidades de éter guayacil-gliderol–β β-coniferilo CH CH OCH3 H2 O OCH3 HO CH H2COH HCOH HCOH H3CO CHO CHO OH OH deshidrodivanillina (XIV) OCH3 SUBSTANCIAS PROCEDENTES DE LIGNINA CH=CH-H2-COOH CH=CH-CH2OH OCH3 O- C6 Coniferina H11 O5 OH Cumarol DEGRADACION MICROBIANA DE LA LIGNINA Microorganismos LIGNINA (Hongos) Acido ferúlico + Residuos lígnicos COOH CH CHO CHO OH Dihidrovanillina OH COOH acido vaníllico OH CH OCH3 OCH3 CH3O Otros fenoles derivados de la degradación de lignina CH CHO Vaníllina OH COOH OCH3 OH OCH3 COOH CH *Acido cafeico OH OH *Ácido protocatético Rompimiento del anillo bencénico *Acidos también de origen microbiano OH OH Acido β-carboxil-mucónico COOH COOH COOH CH2-COOH Acido (β β-oxiadípico) CO CH2-CH2-COOH CH3-COOH CH2-COOH Acido + Acido acético CH2-COOH sucínico Compuestos Derivados de la Lignina CHO Coniferal aldehido Acido 3-metoxi4-hidroxifenil pirúvico COOH CH CO CH CH2 + CHO CH CH p-Hidroxicinamialdehido + OCH3 + OCH3 OH OCH3 OH CHO OH CHO OCH3 CH3O OH CHO Dihidrovanillina OCH3 OH OCH3 CH3O Vanillina OH OH Mecanismos de Formación del Humus Residuos vegetales • Carbohidratos • Proteínas Microorganismos Productos de mineralización (Terminales) Productos de síntesis, descomposición y transformación metabólicas Sustancias quinoideas (núcleos) Aminoácidos Proteínas (“cadenas”) • Taninos • Lígninas Condensaciones fisico-químicas Interacción edáfica Unidades estructurales húmicas (arcillas, sesquióxidos) CO2, H2O, NO3-, etc Productos aromáticos: Polifenoles, etc. (núcleos) Substancias húmicas edáficas Fases Teóricas de Formación Húmica Residuos Vegetales Mineralización rápida (terminal) CO2, H2O, NO 3-, etc. Productos de descomposición (alto peso molecular) Descomposición microbiológica Neoformación húmica (nitrogenada) I FASE (neoformación) Degradación oxidativa: Acidos fúlvicos II FASE (humificación) III FASE (mineralización lenta) Complejos de adsorción y precipitación Aromaticidad Creciente: Acidos húmicos Ruptura oxidante de anillos Productos húmicos bioestables Interacción con los minerales edáficos: Complejos arcillo-húmico Fuentes Orgánicas de la Acidez pK Fenoles ∼ 6 (> 10) OH NO2 Acidos fenólicos OH O2N <4 NO2 A. carboxílicos (R-COOH) A. carboxílicos clorados (R-CCl2-COOH) Aminoácidos (R-CHNH2-COOH) ∼ 4 (> 6) <3 ∼ 3 ( > 5) (Son ácidos débiles con (Contribuyen a la capacidad de cambio catiónico) cargas variables según pH) Combinaciones de Elementos Metálicos con Moléculas Orgánicas O O OH C O O C OH O Formación de quelatos C O O + Cu + H + Cu2+ OH O CuO + 2H+ Cu2+ + H2O (Cu2+).(H2O) (CuO).(H+)2 = 107.66 Equilibrios Ecuaciones de equilibrio log(Cu2+) = 7.66 – 2 pH PbMoO4 Pb2+ + MoO42- Disociación hidrolítica Desprendimiento de CO2 (%) (* indica 14C marcado) Dinámica de Descomposición de Sustancias Orgánicas 100 Acido parahidroxi-benzoico (C* carboxílico) Sustancias alifáticas (mezcla) 80 Acido benzoico (C* aromático) 60 40 20 Acido cafeico (C* aromático) Acido cafeico (C*OOH aromático) polimerizados Acido cafeico (C*aromático) 0 5 10 15 Semanas de incubación Productos Elaborados por Hongos Acido gálico Acido protocatéquico Acido hidroxibenzoicos COOH COOH meta HO OH HO OH Acido salicílico Acidos COOH OH Para OH OH dihidroxibenzoicos Pirogalol COOH COOH COOH OH OH HO COOH COOH Resorcinol OH OH OH OH OH OH OH HO OH Metal hidroxitolueno Dihidroxitoluenos CH3 CH3 CH3 OH HO OH HO Acido hidroxicinámico CH=CH-COOH Acido cafeico COOH CH CH CH3 OH OH OH Orcinol-bien CH3 OH OH HO OH Transformaciones de Restos Vegetales Glucosa Metilglioxal CH3-CO-COH+H2O C6H12O6 Quinona O C HOC H3C Síntesis microbiana O HOH CH3 COH H2 -H O 2 HOH 2H C O O O O Derivados de la lignina SUSTANCIAS HUMICAS OH O-CH3 Monómero de lignina O OH OH Polifenol Condensaciones Deshidratación O Quinona Tiempos Medios de Permanencia Edáfica Peso (%) Fracción orgánica Tiempo medio de residencia (TMR, años) • Residuos frescos Variable 0,5 – 3,0 • Metabolitos microbianos 2-5 ∼ 25 • Humificado (resistente) 75 250-1500 • Micro- y Meso-fauna < 1,0 Variable • Biomasa microbiana 0.5 – 2,0 (días) Tiempos medios de residencia (TMR) Adaptado de Paul (1970) y Campbell (1978) ESQUEMA DE FORMACIÓN DE SUBSTANCIAS HUMICAS (según Kononova) RESIDUOS VEGETALES Carbohidratos Proteínas Microorganismos Productos de Síntesis descomp. y transf. Metabolismo Aminoácidos Sustancias proteínas quinoideas Condensaciones fisicoquímicas Taninos Ligninas CO2 Mineralización H O 2 NO3 Productos aromáticos (polifenoles) Alternancias climáticas Unidades estructurales húmicas Interacción con Arcillas y sesquióxidos Maduración edáfica SUSTANCIAS HUMICAS Interacción con alofanas volcánicas Bioquímica de la Formación de Humus Residuos orgánicos en general Lignina y otros componentes polifenólicos de plantas Degradación microbiana Síntesis microbiana y transformaciones Pequeñas unidades metoxifenólicas, polifenólicas y fenoles intermedios Oxidación de cadenas laterales y grupos metilos; descarboxilación Azúcar, ácidos orgánicos y otros compuestos orgánicos simples degradación CO2, H2O, NH3 Componentes inorgánicos y otros componentes simples Algunos mono-, di-, y tri oxidación y hidroxifenoles; ácidos Rotura de anillos benzoicos Reacción enzimaticas y espontáneas Radicales fenólicos e hydroxibenzoquinonas Degradación microbiana Síntesis microbiana Células microbiales y productos Alteración y liberación de polímeros fenólicos microbianos Polimerización ACIDOS HUMICOS Péptidos, aminoácidos, aminoazúcares, y polisacáridos que contienen aminoazúcares de la descomposición de residuos orgánicos y autolisis celular microbiana Diagrama de formación de ácidos húmicos a partir de polifenoles derivados de lignina y sintetizados por microorganismos. Reproducido de “Suelos para el manejo de residuos orgánicos y lodos” (1977), Sociedad Americana de Agronomía. Propuesta de Síntesis de la M. O. S. Humificada CH3 CH2 CH2 H C O oxidación oxidación OCH3 OCH3 OH Guayacil (monómero encontrado en la lignina) COOH OH Vanillina COOH desmetilación OCH3 OH OH Acido vanillínico OH OH Catecol descarboxilación OH Acido 3,4-dihidroxibenzoico oxidación por fenol oxidasas + O O 1,2-benzoquinona Otros productos de descomposición de la lignina, aminoácidos, proteínas, etc; NH3 Estos productos dan origen el siguiente modelo de substancias húmicas: Estructura (parcial) de la Materia Orgánica Humificada C=O R-C-H N-H C=O R-C-H COOH (CH2)n CH2 N HO (CH2)n N OH O O O O C=O CH3O OCH3 O OH (CH2)n COOH Condensaciones Prehúmicas CH3 CH3 HO HO CH3 CH3 CH3 OH OH OH OH O HO OH H3C CH3 HO CH3 O OH O OH OH COOH R O CH3 + HO + OH CH NH R CO CH R NH CO CH NH2 CH3 CH3 HO CH3 + CH3 R NH HO OH CH R CO NH CH OH + OH Fenoles, Aminoácidos, Péptidos, Aminoazúcares. R CO NH CH COOH OH Estructura Química y Productos de Degradación ( Acido Fúlvico, según Schnitzer y Khan ) OH O HO C OH OH OH O C O C O OH C C OH O OH HO HO C OH OH O HO C O Puentes de hidrogeno O C C C O H O OH O OH C OH O OH O C C C O C OH C O C OH O O HO OH C OH O O O C OH C OH O C C O HO O OH C OH O OH HO OH OH OH XIII Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo, Cuenca, 6-9 November 2012 Structura bidimensional de Acido Húmico (Schulten, 1994) Estructura Hipotética de Acido Húmico (según Stevenson, 1982 y 1994) HC=O COOH COOH COOH HO OH OH .. HC=O R-CH O HO (Azúcar) (HC-OH)4 N O .. H O O O O CH2 CH O O O N O NH COOH O O CH O H COOH OH R-CH (Péptidos) C=O NH Obsérvese el O de los grupos fenólicos (-OH, libres y ligados), de los quinónicos, de los ácidos (-COOH) y como puentes éter; además véanse las posiciones del N. Model structure proposed for soil HA (Stevenson, 1994) 45 Moléculas Húmicas según un Modelo Informático (15 % de Intensidad de Aromaticidad) COOH COOH HO CH (OH) O H2C OH COOH HO HOOC HO H2C HO C C HC OH CH2 CH2 CH2 C COOH OH CH CH C ( COOH ) C(OH) (COOH) CH C(CH3) COOH CH2 H3CO OH CH OH HOOC HOOC C=O HO – C - CH3 OH HOOC – C - COOH OH HOOC CH CH2 OH CH2 CH OH COOH CH CH2 CH CH COOH COOH CH CH2 CH CH CH2 COOH O O CH2 CH2 C CH C COOH OH CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 OH Según Murray y Linder (1983) VIA DE FORMACION DE SUBSTANCIAS HUMICAS COOH CH (MALCOLM) Vanillina CH CH3O CH2 CH2 OCH Guayacil Acido ferúlico O2 Acido vaníllico Otros compuest os lígnicos + OH COOH Acido dihidroxibenzoico + CH3 O HO OCH3 O OH + Modelo estructural de Felbeck OCH3 COOH O + NH3 O2 OCH3 OH O2 OH Aminoácidos, proteínas CH3 + CO2 O2 fenoloxidasas Fracciones hidrofílicas (A. fùlvicos) Fracciones hidrofóbicas (ácidas, neutras) (A. húmicos) Catecol HO OH (Según Malcolm) ESTRUCTURA DE LAS SUSTANCIAS HUMICAS (según Felbeck) O OCH3 CH3O ACIDO FULVICO CADENA O=C H O O H O O O O ACIDO HUMICO NUCLEO CH2 CH2 N O N CH2 HC-RADICAL AQUILO C=O CADENA NH RADICAL ALQUILO -C-H PEPTIPO C=O • Obsérvese un núcleo central de carácter aromático (pirónico) , con N y O heterocíclico. • Existen cadenas laterales fácilmente hidrolizables que darían origen a los acidos fúlvicos y a N proteínico. Estructura de Acido Fúlvico OH CH2 HOOC CH2OH COOH CO C CH CH2 COOH CH3 HOOC CH2 CH2 CO COOH COOH COOH (según BUFFLE) Estructura Molecular de Acidos Húmicos Según Steinber y Münster Estructura Molecular de Acidos Fúlvicos Según Schnitzer Modelo de Sustancias Húmicas O Cadena Fúlvica OCH3 H3CO NUCLEO H C=O N UNIDAD FENOLICA ACIDO FULVICO UNIDAD CENTRAL PIRONA ACIDO HUMICO O O O O O O N H H2C O CH2 N CH2 CH-R CO PEPTIDO NH (aminoácidos) R1-CH C=O (según Felbeck y Schnitcher) Geometría: Estructura tridimensional del humus optimizada energéticamente 53 (Schulten, 1995) Modelo Estructural en Tres Dimensiones de la M. O. S. (A. Húmico + Carbohidratos + Proteínas + Agua) Hexapéptido Trisacárido • Micela equivalente a 11,370 átomos, con una masa de 84,605 g/mol. • Nótense los grupos reactivos fisicoquímicamente. Estructura Tridimensional de una Molécula Húmica ( mostrando su geometría optimizada) Estructura Bidimensional de una Molécula Húmica (misma molécula anterior) • Micela equivalente a 11.370 átomos, con una masa de 84,6 g/mol. • Nótense los grupos reactivos fisicoquímicamente. ESTRUCTURA DEL HUMUS DEGRADACION DE LA LIGNINA (lignina de conífera) Compuestos nitrogenados de microorganismos (de plantas y animales) O Fenoles sintetizados microbiológicamente (e.g. Epicoccum v.g. :Epicoccum nigrum) Proteínas O CH3 Rn OH Rn=COOH R C C CH O H R-C-C - COOH -OH Productos de degradación de la lignina OH (fenol) -OH (alcohol) OCH3 CH CH COOH OH OCH3 COOH Fuente de carbono alifática Péptidos Aminoácidos Amonio O O OH OH O CH O CH COOH OH OH COOH OCH3 C=O -OCH 3 OH OH R O H N-C-C HH N heterocíclico O R O HO OH R OH OH OH R -NH 2 O O OH OH Otros fenoles de plantas y microorganismos Carbohidratos procedentes de microorganismos (plantas y animales) Theng (1987) (adaptado de Flaig et al. 1975) Grupos Funcionales del Humus Acido fenólico NO2 O2 N Imidazol Imino Carbonilo C O -N O- Amino NH2 Sulfidrilo Carboxilo -CO-O SH Fenólico Quínonico o fenólico Alcohol O } Fenólico Me+ Quelatos OH O Quinónico O Grupos Estructurales Importantes de Moléculas Orgánicas O ANHIDRIDO O AMINO -NH 2 AMINA H R-C.NH2 H IMINA H R-C-NH, R-CH-NH O R-C-NH2 IMINO = NH R-CH2OH ETER R-CH2-O-CH2-R ESTER 0 R-C-O-R1 AMIDA ALCOHOL ALDEHIDO H R-C-O R-CHO R-C-O-C-R1 ¡GRUPOS REACTIVOS! O O CARBOXILO ; R-COOR1 O O R-C-OH, R-COOH QUINONA O Grupos Estructurales Importantes de Moléculas Orgánicas ANIÓN CARBOXILATO R-C O O , R-COOO ENOL R-CH _ CH-OH OH O O OH HIDROXIQUINONA O CETONA O R-C-R 1 , R-CO-R1 O CETO-ACIDO O H R-C-COOH O C H N H C CARBONIL INSATURADO H HH -C C-C O PÉPTIDO R COOH N C H R H Son grupos cromóforos las cetonas, ceto-ácidos, iminos, quinonas, dobles enlaces C=N , C=S , N=N y otros grupos (-NO, NO, etc.) La Descomposición de Clorofenilos (pesticidas) OCH2COOH OH COOH OH Cl Cl COH Acido glicólico Acido diclorofenil éter acético + Cl + Cl Cl OH Polímeros Cl Rompimiento anillo CO2+H2O +Cl COOH COOH Acido clorosucínico Acidos alifáticos Cl Hipótesis de los Estudios de la M. O. S. - La M.O.S está implicada en cadenas trófico-energéticas - La actividad microbiana es discontinua en tiempo y espacio - La mineralización produce CO2↑: El 90 % del CO2 desprendido es de origen microbiano - La M.O.S. está regulada por el factor productivo (producción áerea y subterránea) y por el factor descomposición (temperatura, humedad, textura, microbiología, flora, composición minerológica), en un supuesto equilibrio • Pero las actividades humanas (v. g.: la actividad agrícola) modifican el equilibrio original, conduciendo a un nuevo equilibrio (dinámico). Algunos Enzimas del Suelo: Enzimas Edáficos •Celulasa (hidrolítica) Grupos enzimáticos del Suelo 1. Oxido-reductasas 2. Transferasas 3. Hidrolasas 4. Liasas (descarboxilasas) •Amilasa (hidrolítica) •Glucosidasa (hidrolítica) •Galactosidasa (hidrolítica) •Liquenasa (hidrolítica) •Ureasa (amonificante-hidrolítica) •Lipasa (hidrolítica) •Asparaginasa (amonificante) •Fosfatasa (hidrolítica) •Desamidasa (amonificante) •Fenoloxidasa (oxidante) •Deshidrogenasas (oxidante) •Proteasa (hidrolítica) •Fitasas (hidrolítica) •Pirofosfatasa (hidrolítica) •Arilsulfatasa (hidrolítica)