{"id":41132,"date":"2006-09-13T16:31:00","date_gmt":"2006-09-13T16:31:00","guid":{"rendered":"http:\/\/weblogs.madrimasd.org\/\/universo\/archive\/2006\/09\/13\/41132.aspx"},"modified":"2010-01-22T03:41:03","modified_gmt":"2010-01-22T02:41:03","slug":"curso-avanzado-sobre-bioquimica-del-suelo-7-salvador-gonzalez-carcedo-mineralizacion-vs-humificacion-7-1-mineralizacion-%e2%80%9cin-sensu-estricto%e2%80%9d","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2006\/09\/13\/41132","title":{"rendered":"Curso avanzado sobre Bioqu\u00edmica del Suelo 7. (Salvador Gonz\u00e1lez Carcedo) Mineralizaci\u00f3n vs Humificaci\u00f3n 7.1. Mineralizaci\u00f3n \u201cin sensu estricto\u201d"},"content":{"rendered":"

Voy a dar un nuevo paso al intentar explicar estos dos procesos, dejando para m\u00e1s adelante la ampliaci\u00f3n del apartado 6.  <\/span>As\u00ed evito aburriros con relaciones descriptivas de la naturaleza qu\u00edmica de los aportes naturales y cambio un poco el chip.  <\/span>Pero no lo olvido…<\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

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Mineralizaci\u00f3n y humificaci\u00f3n<\/span> son <\/span>dos procesos<\/span> radicalmente <\/span>diferentes<\/span>, <\/span>cuya intensidad es complementaria dentro del conjunto de la actividad metab\u00f3lica global de cada suelo<\/span>.  <\/span>Como norma general si un suelo mineraliza mucho, humifica poco, y viceversa<\/b>.  <\/span><\/span>Ambos procesos se realizan en \u00e1mbitos distintos y su intensidad es claramente dependientes de los factores de formaci\u00f3n.<\/span><\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

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La <\/span>mineralizaci\u00f3n<\/span>, conforma un <\/span>conjunto de procesos bioqu\u00edmicos<\/span> claramente <\/span>asociados al factor biol\u00f3gico<\/span>.  <\/span><\/span>En el proceso participan seres vivos y actividades enzim\u00e1ticas muy diversas<\/span>, que var\u00edan seg\u00fan el escenario ed\u00e1fico en el que trabajemos.  <\/span><\/span>Su objetivo es satisfacer su demanda energ\u00e9tica y\/o nutricional<\/span> que presenten en cada momento.  <\/span><\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

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Dado que los animales y microorganismos del suelo captan mon\u00f3meros sencillos (como monosac\u00e1ridos o amino\u00e1cidos) e iones inorg\u00e1nicos (como fosfatos, sulfatos o amonio)  <\/span>debemos de separar claramente los procesos de degradaci\u00f3n de las estructuras bioqu\u00edmicas (como proteinas, polisac\u00e1ridos, fosfol\u00edpidos, etc) de los procesos de mineralizaci\u00f3n.<\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Dentro de la panor\u00e1mica general de la mineralizaci\u00f3n, la gran diversidad de seres vivos que intervienen en los suelos y los distintos gradientes de propiedades que se manifiestan (acidez, potencial redox, relaci\u00f3n O2<\/sub>\/CO2<\/sub>) en estos \u00faltimos, <\/span>debemos de separar las estrategias que permiten satisfacer sus demandas de energ\u00eda y de masa<\/span>.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

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Veamos el caso de una bacteria aerobia en un suelo cuya presencia de O2<\/sub> en su soluci\u00f3n sea suficiente.<\/span>  <\/span>La <\/span>interiorizaci\u00f3n de una mol\u00e9cula de glucosa<\/span> existente en la soluci\u00f3n <\/span>permite visualizar dos destinos metab\u00f3licos<\/span> opuestos: <\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

a)<\/font>     <\/span><\/span>Oxidativo o mineralizante<\/span>: la glucosa, por la v\u00eda de la gluc\u00f3lisis y el ciclo de Krebs, se transformar\u00e1 en CO2<\/sub>, GTP, y potencial reductor (NADH y FADH2<\/sub>).  <\/span>Haciendo circular los electrones y protones del potencial reductor a trav\u00e9s de las cadenas respiratorias se producir\u00e1 H2<\/sub>O y los sistemas ATP\u00e1sicos asociados generar\u00e1n ATP.  <\/span>En resumen, la mol\u00e9cula de glucosa, consumiendo O2<\/sub> SE MINERALIZA<\/b> en CO2<\/sub>, H2<\/sub>O y genera mol\u00e9culas con energ\u00eda metab\u00f3lica \u00fatil (ATP y GTP), necesarias para hacer funcionar su metabolismo o permitir la captura de otros nutrientes. Estar\u00edamos hablando del metabolismo m\u00e1s b\u00e1sico.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

b)<\/font>     <\/span><\/span>Reductor o biosint\u00e9tico<\/span>: La glucosa, en escenario de abundancia de potencial reductor (NADH y FADH2<\/sub>) y energ\u00eda metab\u00f3lica (ATP y GTP) se emplea en procesos de s\u00edntesis (vg. Para formar glico-prote\u00ednas precisas en su membrana o conformar una organizaci\u00f3n extracelular llamada colonia).   <\/span>Hablamos de formaci\u00f3n de BIOMASA.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Los hongos y los actinomicetos (bacterias con micelios), son un buen ejemplo de separaci\u00f3n de las demandas de masa y energ\u00eda en un medio aerobio<\/span>. <\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

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Cuando una espora germina, se desarrolla un entramado de hifas que explora su entorno ed\u00e1fico. En <\/span>sus membranas presentan cadenas de oxidorreducci\u00f3n respiratoria que tienen su complejo I (NAD(P) \u00f3xido-reduct\u00e1sico con una doble orientaci\u00f3n (externa e interna).<\/span> La orientaci\u00f3n externa se ubica sin interfases sobre estructuras s\u00f3lidas (madera rica en lignina o complejos argilo-h\u00famicos) y sustraen los electrones de los dobles enlaces de anillos fen\u00f3licos de compuestos poliarom\u00e1ticos que localizan con Igs<\/i>.  <\/span><\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

La circulaci\u00f3n de los electrones capturados permite, como en el caso de la bacterias anteriormente descrito, conformar potencial reductor (FADH) y ATP, que quedan interiorizados y que sirven para sus usos metab\u00f3licos.  <\/span>La satisfacci\u00f3n de las necesidades de masa la desarrollan captando de la fase l\u00edquida del medio (soluci\u00f3n del suelo o del soporte) mon\u00f3meros org\u00e1nicos e iones inorg\u00e1nicos, mediante sistemas espec\u00edficos de transporte, con gasto de energ\u00eda.<\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

La ef\u00edmera vida de los hongos, sujeta a los ciclos diarios de humedad del medio ed\u00e1fico, hace que el sistema vegetativo tenga una vida media corta. Su metabolismo maneja gran variedad de compuestos fen\u00f3licos cuya reactividad molecular entre si y con monosac\u00e1ridos y amino\u00e1cidos es extrema.  <\/span>Por ello Kononova nos indic\u00f3 la gran importancia que tienen estos seres vivos en la formaci\u00f3n end\u00f3gena de precursores h\u00famicos y ex\u00f3gena de \u00e1cidos h\u00famicos.<\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

La separaci\u00f3n de estas dos formas de trabajo (captura de energ\u00eda electr\u00f3nica y de masa) tiene muchas variantes y aplicaciones.<\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

En primer lugar, permite la existencia de seres <\/span>quimio-litotrofos<\/span>, cuya demanda electr\u00f3nica la satisfacen a base de acercarse a minerales con elementos reducidos.  <\/span>En medios anaerobios, esta estrategia se invierte para poder movilizar determinados elementos qu\u00edmicos, cuya solubilidad depende del grado de oxidaci\u00f3n que posean.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Los seres <\/span>quimio-organotrofos<\/span> cambian su suministrador electr\u00f3nico pasando a ser un compuesto org\u00e1nico.  <\/span><\/span>Ello permite una suerte de selecci\u00f3n t\u00e9cnica cuando en el medio nos encontramos con compuestos org\u00e1nicos recalcitrantes, llamados contaminantes<\/span>.  <\/span><\/span>La p\u00e9rdida de su toxicidad puede alcanzarse eliminando un determinado radical.  <\/span>Bastar\u00eda conocer cual es el potencial redox preciso para romper el citado enlace, y seleccionar, o dotarle,  <\/span>mediante ingenier\u00eda gen\u00e9tica, de esa capacidad, para tener una herramienta de descontaminaci\u00f3n.<\/span> <\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

El concepto de mineralizaci\u00f3n est\u00e1 muy arraigado en la Edafolog\u00eda, debido a que la demanda de masa por los vegetales, en el nivel radicular, es fundamentalmente de iones inorg\u00e1nicos y de agua.<\/span>  <\/span>Ahora hablamos de <\/span>seres aut\u00f3trofos<\/span>, cuyas demandas energ\u00e9ticas est\u00e1n separadas y deslocalizadas en las hojas, y usan un proceso metab\u00f3lico claramente diferenciado, pues la fotos\u00edntesis es capaz de generar compuestos org\u00e1nicos.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Por diferente, la significaci\u00f3n aplicada del concepto de mineralizaci\u00f3n, debe de concebirse, disociada de lo que ocurra con los compuestos org\u00e1nicos polim\u00e9ricos y de sus complejas estructuras organizadas.<\/span>  <\/span><\/span>Por ello, hablar de mineralizaci\u00f3n de mol\u00e9culas como las prote\u00ednas, celulosas o fosfol\u00edpidos, es a todas luces incorrecto<\/span><\/i>, dado que al simplificar, atribuimos el concepto de mineralizaci\u00f3n a procesos como degradaci\u00f3n de estructuras funcionales (membranas, fibras, etc) y a la degradaci\u00f3n de mol\u00e9culas polim\u00e9ricas que como las proteinas, simult\u00e1neamente presentan asociaciones con oligo\/polisac\u00e1ridos, \u00e1cidos grasos e iones.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

En este contexto ed\u00e1fico, el concepto MINERALIZACI\u00d3N debe de ce\u00f1irse al hecho individualizado de su generaci\u00f3n en la soluci\u00f3n del suelo, de un elemento (ani\u00f3n o cati\u00f3n) que era constitutivo de una estructura o mol\u00e9cula org\u00e1nica.<\/span>  <\/span>Asociado a este aserto podemos establecer los <\/span>conceptos de disponibilidad<\/span> (existencia de un i\u00f3n en un conjunto mol\u00e9culas susceptible de ser r\u00e1pidamente mineralizado) y <\/span>biodisponibilidad<\/span> (presencia de un i\u00f3n determinado en la soluci\u00f3n del suelo, en la especie qu\u00edmica adecuada para ser captado por la planta). <\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Un ejemplo de mineralizaci\u00f3n de una estructura y referida a un i\u00f3n<\/u> ser\u00eda la liberaci\u00f3n del i\u00f3n Ca2+<\/sup> que estabiliza al PGA (\u00e1cido poligalactur\u00f3nico)<\/span> dentro de las paredes vegetales.  <\/span>El hablar con precisi\u00f3n plantea dos ventajas: 1\u00aa) conocer que el i\u00f3n Ca2+<\/sup> es importante en la construcci\u00f3n vegetal y debe de estar presente en las soluciones nutritivas por lo que su d\u00e9ficit facilita la alterabilidad de los frutos, (como la pera o el tomate) y 2\u00aa), este i\u00f3n abundar\u00e1 en un residuos agroindustrial que decida compostar.  <\/span>Si sabemos que el i\u00f3n Ca inmoviliza al fosfato de la soluci\u00f3n, quiz\u00e1s tenga en mi mano respuestas l\u00f3gicas a problemas de rechazo de un determinado compost, aplicado a un determinado suelo o cultivo.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Hay un cati\u00f3n (el amonio) y tres aniones (nitrato, fosfato y sulfato) que por su especial relevancia en nutrici\u00f3n vegetal deben de ser tratados de forma espec\u00edfica. <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

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Debemos de hablar de <\/span>MINERALIZACION del N<\/span> <\/span>haciendo referencia expresa a la aparici\u00f3n del i\u00f3n amonio<\/span> en la soluci\u00f3n del suelo.  <\/span>La formaci\u00f3n de nitritos y nitratos  <\/span>es consecuencia de la intervenci\u00f3n (generalmente asociada) de dos conjuntos microbiol\u00f3gicos con capacidad oxidativa del cati\u00f3n anterior (Nitrosomonas<\/u><\/i> y Nitrobacter<\/u><\/i>).<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Como consecuencia, la mineralizaci\u00f3n del N en el suelo procede de la actividad de actividades enzim\u00e1ticas exocelulares que catalizan reacciones espec\u00edficas.  <\/span>En este grupo incluyo a las mas importantes:<\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

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\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>amidasas<\/span> (catalizan reacciones de hidr\u00f3lisis de amidas como la glutamina o la asparragina) <\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>ureasa<\/span> capaz de hidrolizar la urea (carboxidiamida) procedente del metabolismo de las bases p\u00faricas y pirim\u00eddicas y como producto de excreci\u00f3n de los seres urot\u00e9licos.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>aminooxidasas<\/span> (NAD y FAD oxido-reductasas que catalizan reacciones de desaminaci\u00f3n de amino\u00e1cidos con liberaci\u00f3n de su alfaceto\u00e1cido correspondiente y i\u00f3n amonio.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>C-N liasas<\/span>, capaces de romper aminas de todo tipo (incluidas las aminas bi\u00f3genas producto de la descarboxilaci\u00f3n previa de los amino\u00e1cidos). <\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Para hablar de la <\/span>mineralizaci\u00f3n del P<\/span> capaz de proveer a la soluci\u00f3n del suelo de fosfato en forma biodisponible, debemos de establecer el concepto de <\/span>potencial fosfohidr\u00edlico<\/span> (<\/span>conjunto de hidrolasas capaces de romper un enlace \u00e9ster fosfato<\/span>) y evaluar las distintas formas org\u00e1nicas portadoras del citado ani\u00f3n que son capaces de constituirse en sus sustratos. <\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

El an\u00e1lisis de los constituyentes organofosfatados de un aporte biol\u00f3gico nos proporciona una lista gigantesca de compuestos, que intentar\u00e9 resumir lo m\u00e1s posible:<\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

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\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>Monosac\u00e1ridos activados<\/span> (fosforilados) dentro del citosol que se extravasan a la soluci\u00f3n del suelo cuando sus membranas pierden sus propiedades limitantes. <\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>Mol\u00e9culas energ\u00e9ticas<\/span> como ATP o GTP, y las responsables del potencial reductor como el FAD y el NAD.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>\u00c1cidos nucl\u00e9icos<\/span> (DNA o RNA).<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>Fosfol\u00edpidos de membranas<\/span> (parte molecular que conforma el glicerol fosfato) <\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>Fitato<\/span> propio de los inosit\u00f3sidos que caracterizan a las membranas vegetales.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

\u00b7<\/font>         <\/span><\/span>Compuestos isopreno\u00eddicos activados<\/span> (con pirofosfato)<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

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No es malo recordar que <\/span>en la soluci\u00f3n de un suelo natural que entre el 80 y el 95% del fosfato se encuentra en formas org\u00e1nicas<\/span>, lo que hace que <\/span>los procesos de excreci\u00f3n de enzimas fosfo-hidrol\u00edticos a nivel radicular, se definen como procesos de excreci\u00f3n facilitada inducidos y controlados por acciones hormonales derivadas del impacto del etileno y de auxinas<\/span>.  <\/span>Este hecho me permite concebir la idea de que los problemas qu\u00edmicos de limitaci\u00f3n de la solubilidad de las formas de fosfato asimilable en la soluci\u00f3n del suelo, son conocidos y evaluados desde la aparici\u00f3n de los vegetales y de los microorganismos en el suelo. <\/span>No hay mas que recordar que una de las finalidades de las asociaciones hongo-ra\u00edz, es la captura del i\u00f3n fosfato, cuya eficacia se debe precisamente a la capacidad de excretar este tipo de enzimas y depositarlas sobre la superficie de la membrana f\u00fangica, junto a los transportadores de mismo<\/span>.   <\/span><\/span>Quiz\u00e1s debi\u00e9ramos de revisar los conceptos masivamente aceptados de fertilizaci\u00f3n fosfatada con aportes inorg\u00e1nicos, pero eso es otra historia<\/span>.<\/o:p><\/span><\/font><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Al i\u00f3n sulfato le ocurre tres cuartos de lo mismo. La mayor parte del S org\u00e1nico aportado al suelo es reciclado por bacterias. Los enzimas mineralizantes del sulfato de NECROMASA son las sulfatasas. La forma biodisponible en la soluci\u00f3n del suelo es el i\u00f3n sulfato. <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

 <\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

Sin m\u00e1s, gracias por su atenta lectura.<\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

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Saludos cordiales,<\/o:p><\/font><\/span><\/p>\n

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Salvador Gonz\u00e1lez Carcedo<\/o:p><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Voy a dar un nuevo paso al intentar explicar estos dos procesos, dejando para m\u00e1s adelante la ampliaci\u00f3n del apartado 6.  As\u00ed evito aburriros con relaciones descriptivas de la naturaleza qu\u00edmica de los aportes naturales y cambio un poco el chip.  Pero no lo olvido…   Mineralizaci\u00f3n y humificaci\u00f3n son dos procesos radicalmente diferentes, cuya intensidad es complementaria dentro del conjunto de la actividad metab\u00f3lica global de cada suelo.  Como norma general si un suelo mineraliza mucho, humifica poco, y viceversa.  Ambos procesos se realizan en \u00e1mbitos distintos y su intensidad es claramente dependientes de los factores de formaci\u00f3n.  \u2026<\/p>\n","protected":false},"author":26,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[596,590,602,589],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41132"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/26"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=41132"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41132\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":134141,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41132\/revisions\/134141"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=41132"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=41132"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=41132"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}