En agronomía y pedología , la mineralización es la descomposición de la parte orgánica de un material del suelo que también contiene una parte mineral . Corresponde a la última biodegradación de sustancias orgánicas resultante de una acción biológica.
La mineralización permite el retorno del carbono y otros elementos en forma inorgánica y, por tanto, utilizables nuevamente por las plantas . Un proceso natural, puede ser acelerado por un incendio ( combustión ) o ser manejado por humanos, por ejemplo para producir un fertilizante natural ( compostaje ).
La materia orgánica fresca del suelo sufre una doble transformación a través de dos procesos paralelos:
El humus almacena efectivamente momentáneamente materia orgánica, que se resta de la denominada mineralización primaria; pero este humus no se acumula indefinidamente en el suelo, porque a su vez sufre una biodegradación, más lenta, denominada mineralización secundaria. Esta mineralización secundaria es más o menos importante dependiendo de las condiciones pedoclimáticas, y en fin también transforma sus elementos en agua, sales minerales y CO 2..
La mineralización está precedida por el desarrollo de podredumbre blanca en las hojas, y por la fragmentación de macrodetritos, que es principalmente realizada por detritívoros que digieren parcialmente la celulosa : microartrópodos cuyo número a menudo supera los 400.000 por m 2 y que perforan la epidermis de las hojas (insectos tipo cola de resorte capaces de esqueletizar hojas, ácaros del pastoreo como los oribatos ), lombrices de tierra , gasterópodos , macroratrópodos (larvas de dípteros, isópodos, diplopodos) que agrandan las aberturas hechas por los microartrópodos precedentes y se comen el 40% de la hojarasca cortando hojas y atacar las venas, etc.
Cuando los gusanos y los microartrópodos rompen los desechos y las heces más pequeñas de otros herbívoros, estimulan el desarrollo de descomponedores (bacterias, hongos) en todos estos microfragmentos. Entonces tiene lugar la mineralización real, que involucra a estos descomponedores. Estos últimos obtienen la energía esencial para su desarrollo a partir de la degradación enzimática que se produce durante los procesos de respiración y fermentación ( aeróbica o anaeróbica ).
Durante la mineralización primaria, las grandes moléculas orgánicas ( proteínas , lípidos , celulosa , lignina ) sufren una despolimerización hidrolítica u oxidativa debido a la actividad de los descomponedores:
Todo el proceso finaliza con la transformación de pequeñas moléculas orgánicas en elementos minerales (N, P, K), con la liberación de agua y CO 2 . Una fracción de la materia orgánica es más difícil de transformar: corresponde a taninos y residuos polifenólicos de ligninas que se combinan con proteínas y forman pigmentos marrones ( color de las hojas otoñales ).
La mineralización secundaria (también llamada mineralización de humus o deshumificación) utiliza los mismos procesos químicos que la mineralización primaria, pero es más lenta (descompone del 1 al 3% del material humificado por año mientras que la mineralización primaria se descompone mejorando la hojarasca durante un período de uno a cinco años) . Sin embargo, la investigación actual cuestiona esta clasificación basada en una única escala de tiempo: la mineralización y la humificación son procesos complejos de descomposición progresiva que aún son difíciles de aprehender.
Los tiempos medios de biodegradación se dan en las tablas siguientes:
Compuestos orgánicos iniciales | Tiempo de vida media aproximado |
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Azúcares | 3 meses |
Hemicelulosis | 4 meses |
Celulosa | 6 meses |
Ligninas | 1 año |
Impermeables | 2 años |
Fenoles | 7 años |
Sustancias húmicas formadas | Tiempo de vida media aproximado |
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Ácidos fúlvicos | 200-1000 años |
Ácidos húmicos | 200-1000 años |
Humine | más de 2000 años |
Así, “cuando una hoja muerta cae al suelo, algunos de sus átomos de carbono regresan a la atmósfera en unas pocas semanas o meses. Otros quedarán inmovilizados durante un tiempo en la solución del suelo o se incorporarán a microorganismos . ¡Otros se quedarán atrapados en compuestos estables y seguirán allí dentro de mil años! "
La materia orgánica se descompone más o menos rápidamente según el tipo de humus . En un suelo típico, casi el 60% de la materia orgánica se mineraliza en un año. La tasa de mineralización depende mucho de las características del humus, principalmente de su pH , su humedad y su contenido biológico (relación C / N ). El mull o humus dulce (pH entre 5,5 y 8,5: mull cálcico que tiene un pH básico o mull forestal débilmente ácido) se caracteriza por una baja relación C / N (entre 10 y 20), espeso y un material orgánico compuesto principalmente ácidos húmicos . La rápida mineralización y nitrificación (el 80% de la hojarasca se degrada en un año en un bosque templado ) es principalmente obra de bacterias. El moder (humus pH intermedio entre 4 y 5) se caracteriza por una relación C / N (15 a 25) y un material orgánico compuesto por ácido fúlvico y húmico. La lenta mineralización y nitrificación (el 80% de la hojarasca se degrada en cuatro años) son principalmente obra de los hongos. El mor o humus crudo ( pH ácido entre 3,5 y 5) se caracteriza por una relación C / N muy alta (entre 25 y 40, a veces superior a 100) y una materia orgánica compuesta principalmente por ácidos fúlvicos (no formando arcillas-húmicas complejo debido a la acidólisis de las arcillas). La mineralización y nitrificación muy lentas (el 80% de la hojarasca se degrada en 15 a 20 años) son principalmente obra de hongos.