Material orgânico

A matéria orgânica (MO) é o material produzido por seres vivos ( plantas , animais , fungos e outros decompositores incluindo microorganismos ).

A matéria orgânica constitui seus tecidos (caule, casca, músculos, etc.). Constitui biomassa viva e morta ( necromassa ) dentro de um ciclo de decomposição / biossíntese onde parte deste material é fossilizado (carvão, óleo, gás), mineralizado ou reciclado  (in) em ecossistemas e agroecossistemas.

Está na origem da cor do chá ( ácidos húmicos ) das águas que correm nas florestas ou turfeiras , e da cor preta dos solos ricos em húmus ou de certos sedimentos muito ricos em matéria orgânica.

Via complexos argilo-húmicos, desempenha um papel importante na consistência e estabilidade dos solos. Pode concentrar-se localmente nos sedimentos e no núcleo lamacento dos estuários, com um comportamento e evolução bioquímica particulares, nomeadamente durante a transição da água doce para a salgada. Melhorar o nível de carbono de um solo melhora sua fertilidade.

Especificidades

A matéria orgânica se distingue do resto da matéria -  mineral  - de várias maneiras: uma pequena proporção no universo; o papel central desempenhado pelo carbono  ; evolução rápida dentro de ciclos, particularmente em ecossistemas onde passa por estágios de decomposição.

Resultar

Ainda é difícil estimar a massa total de carbono orgânico nos solos. O carbono do solo é considerado principalmente localizado nos trópicos e subtrópicos, onde foi estimado (muito grosso modo, na década de 1990) que essa massa está entre 1,22 × 10 18  g . Para todo o mundo, essa massa é estimada em 2,456 × 10 18  g , que é mais de três vezes a massa de todos os materiais orgânicos localizados acima da superfície da Terra (na forma de árvores, outras plantas, principalmente micróbios, plâncton e micro -organismos). A gestão do carbono do solo, portanto, tem uma grande importância no nível de CO2 atmosférico.

A matéria orgânica viva constitui uma pequena fração de todo o carbono planetário de origem orgânica, uma vez que o carbono orgânico fóssil (gás, petróleo, carvão) tem uma massa estimada em 4 × 10 18  g .

De acordo com Novotny & al. (2009), o carbono é armazenado no solo continuamente a uma taxa de aproximadamente 5,67 × 10 16  g / ano , proveniente de folhas mortas, madeira morta, cadáveres e excrementos de animais. Enquanto as emissões de carbono são estimadas em 5,50 × 10 16  g / ano .

Carateres Químicos

Do ponto de vista da química , a característica da matéria orgânica é ser organizada a partir da água e da matéria carbonosa , suas propriedades em combinação com os poucos elementos com os quais se associa abundantemente na natureza ( hidrogênio , oxigênio , nitrogênio , etc.). A química orgânica e a bioquímica foram desenvolvidas considerando-se a multiplicidade desses compostos orgânicos com propriedades e comportamentos específicos, em comparação com a química inorgânica . O caráter orgânico ou não de uma substância é, portanto, a distinção essencial do químico , antes de qualquer outra investigação, muitos dos processos e tecnologias da química diferindo fortemente de acordo com este critério.

Particularmente a partir do petróleo , carvão ou gás, a química torna possível o desenvolvimento de "  compostos orgânicos  " desconhecidos na natureza. Porém, por esse caráter artificial, os compostos normalmente não fazem parte da matéria orgânica, alguns como os plásticos não sendo muito biodegradáveis, outros podendo prejudicar os ciclos naturais da biomassa.

Personagens ecológicos

Do ponto de vista global, a matéria orgânica é "matéria viva" ( biomassa ) ou que era e se tornou necromassa . Deste ponto de vista, quanto mais matéria orgânica, mais a vida parece intensa ou a natureza parece presente e diversificada dentro de vários ecossistemas nos quais cada organismo vivo tem um lugar antes de morrer e se decompor.

Dentro de áreas geográficas definidas, é feita uma abordagem biológica da matéria orgânica através do inventário das espécies vegetais e animais presentes, ou seja, a sua biodiversidade . A fauna desempenha um papel importante na formação, dispersão e qualidade da matéria orgânica do solo.

Em abordagens restritas, mas úteis ao homem, a matéria orgânica é vista, em um determinado local, como um recurso ou potencial para a geração de vários organismos, por exemplo, como parte do solo que a fertiliza, ou que pode ser reciclada colocando-a em composto ou fonte de biogás .

Os seres vivos compreendem principalmente água (90% de uma planta , 65% de um ser humano), a matéria orgânica - excluída a água - constitui uma pequena porcentagem da massa dos organismos, mas uma grande parte da matéria seca, por exemplo, após a desidratação .

Às vezes é feita uma distinção entre matéria orgânica natural e aquela de origem antropogênica; o homem, por meio de suas atividades, modificou muito o ciclo da matéria orgânica.

Biodegradabilidade e ciclo

Nas ciências ambientais , a matéria orgânica está principalmente associada ao estado de decomposição , um estado que se segue à morte do organismo e faz com que ele entre em novos ciclos. Deste ponto de vista, os compostos orgânicos sintéticos, como os plásticos, geralmente não são biodegradáveis ​​(ao ponto de serem considerados como poluição , seu ciclo de decomposição sendo muito lento para participar positivamente nos ecossistemas e seus corantes ou aditivos podem prejudicar o funcionamento do ecossistemas).

Fatores que controlam as taxas de decomposição da matéria orgânica

O trabalho de decomposição é realizado por bactérias, fungos, nematóides e outros organismos necrófagos , coprófagos ou em decomposição .

Geralmente, existem três tipos de fatores que podem influenciar a velocidade e a qualidade da decomposição:

Pedologia

A matéria orgânica do solo representa todos os constituintes orgânicos dos solos. Tem uma origem predominantemente vegetal (folhas, madeira, raízes de plantas em florestas ou prados, resíduos de colheitas, esterco , composto , turfa ,  etc. ), microbiana ou animal (cadáveres, fauna do solo ). Composto principalmente por carbono, essa matéria orgânica representa um importante reservatório de carbono em escala planetária (aproximadamente três vezes a quantidade de C que existe na atmosfera na forma de CO 2) No solo, a matéria orgânica desempenha muitas funções (fornecimento de elementos minerais nutrientes às plantas, retenção de água, agregação de partículas do solo, alimento para uma grande variedade de organismos que vivem no solo,  etc. ).

Ciclos de água

Na água dos rios e oceanos, a matéria orgânica ocorre em várias formas:

A presença de matéria orgânica é muito importante do ponto de vista da qualidade da água. A biodegradabilidade da matéria orgânica é particularmente decisiva. A demanda biológica de oxigênio (DBO) reflete a biodegradabilidade da poluição orgânica na água, uma vez que os microrganismos são ávidos por matéria orgânica. A determinação da demanda química de oxigênio (DQO) leva em consideração a matéria orgânica dissolvida, seja ela orgânica biodegradável ou não.

Ciclos de carbono

Solos e sedimentos contêm a maior parte da necromassa recente e, portanto, desempenham um papel importante em termos de sumidouros de carbono . Assim, segundo a Ademe, na França, os solos agrícolas e florestais (em aproximadamente 80% do território) sequestram atualmente 4 a 5  Gt de carbono (15 a 18  Gt CO 2) dos quais quase um terço na biomassa (principalmente árvores) e mais de dois terços nos solos, e qualquer variação positiva ou negativa neste estoque influencia as emissões nacionais de gases de efeito estufa (GEE), estimadas em  0,5 Gt CO 2 eq / ano (valor de 2011).

Economia

Agricultura e solos

A matéria orgânica é o principal reservatório de carbono biodisponível no solo (um dos determinantes e um dos indicadores de sua fertilidade e de sua coerência física (através da formação de associações organo-minerais, o “complexo húmico-argila”); é um dos principais determinantes da capacidade dos solos de produzir alimentos e materiais e de fornecer outros serviços ecossistêmicos , como a regulação do clima e dos microclimas, o ciclo da água ou a qualidade do solo. »ar.

Sob certo ponto de vista, a agricultura é um conjunto de técnicas agroecológicas de valorização e desenvolvimento da matéria orgânica do solo. Seus rendimentos são aumentados pela incorporação de matéria orgânica ( composto , esterco , chorume , esterco líquido ,  etc. ). Produtos químicos interessantes, como nitrogênio e fósforo , presentes na matéria orgânica, são lentamente liberados para o benefício da cultura, à medida que ela decompõe lentamente essa matéria preparada na forma de e incorporada ao solo como fertilizantes .

Medidas, relatórios, cartografia

A partir da década de 1940 , a importância da relação C / N foi reconhecida pelos agricultores e foram feitas as primeiras avaliações da matéria orgânica do solo. Foram produzidos mapas da paisagem do solo ( por exemplo: mapeamento municipal do conteúdo de matéria orgânica em solos bretões ).

Algumas das maneiras de estudar mais a dinâmica e cinética da matéria orgânica nos solos incluem:

Usos de energia

As ligações carbono-carbono são ricas em energia . A combustão de compostos orgânicos libera essa energia na forma de calor e pode ser utilizada para diversas necessidades: aquecimento , transporte .

No fundo de lagos, lagoas, lagoas hipersalinas e mares, e nas bordas da plataforma continental , a matéria orgânica evolui física e quimicamente após ter sedimentado; está, portanto, na origem dos recursos energéticos fósseis resultantes de sua decomposição desde o surgimento da vida:

Ambiguidade do conceito de matéria orgânica

A matéria orgânica não é necessariamente criada por organismos vivos e os organismos vivos não dependem exclusivamente dela. A casca de um molusco, por exemplo, embora seja o produto de um organismo vivo, não pode ser quebrada - principalmente por causa de sua falta de moléculas orgânicas. Um contra-exemplo é a uréia , uma substância orgânica que pode ser sintetizada sem recorrer à atividade biológica.

A correlação entre organismo "orgânico" e organismo vivo vem da ideia científica, agora abandonada, do vitalismo , que atribuía à vida uma força especial que só lhe dava o poder de criar substâncias orgânicas. A síntese da ureia por Friedrich Wöhler em 1828 foi um primeiro questionamento dessa teoria, antes da microbiologia moderna.

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Apêndices

Artigos relacionados

links externos

Bibliografia