El ciclaje o proceso de descomposición de la materia orgánica en el suelo transcurre en dos fases:
1. Humificación, durante la cual los microorganismos del suelo actúan rápidamente sobre la materia orgánica y resulta fácil su asimilación, debido a la baja relación carbono/nitrógeno (C/N), que favorece la activación microbiana a corto plazo (a través de estiércol, composta fresca y restos verdes, como hojas, tallos, o fragmentos de plantas anteriormente cultivadas). El humus joven —también llamado lábil o libre— es el que se forma primero, debido a que no se encuentra ligado a las partículas del suelo, sino únicamente mezclado, y representa entre 20-25% del humus total (figura 1).
2. Fase de humus estable: es la materia orgánica fuertemente fijada a los agregados del suelo. Tiene una composición compleja, debido a su relación C/N —entre 9 y 10—, y representa de 75 a 80% del humus total, el cual se degrada entre 1 y 2% al año, mediante la mineralización. En este proceso biológico, la materia orgánica es convertida en formas utilizables para las plantas, por la acción de los microorganismos del suelo.¹
Figura 1. Diversidad microbiana edáfica con diversas capacidades de degradación de materia orgánica. a) microorganismos aislados de suelo del Valle del Yaqui, Sonora, sembrados en cajas de Petri que contienen medio de cultivo sintético (MS) (%) (Carboximetil celulosa, 1; Peptona, 1; K₂HPO₄, 0.2; MgSO₄, 0.03; NH₄Cl, 0.25; Agar, 1.5, y pH: 7.0). b) Caja de Petri anterior; material revelado con rojo congo, con la finalidad de conocer la capacidad de estos aislados para degradar Carboximetil celulosa como fuente de carbono (a través de enzimas líticas intra o extracelulares), o microorganismos que utilizan el carbono lábil presente en el medio de cultivo. Esta actividad enzimática es evidenciada por la formación de halos de color anaranjado-amarillo por los microorganismos.

Las comunidades microbianas del suelo representan una porción significativa de la materia orgánica; en general, entre 1 y 8% del carbono total. Los principales grupos microbianos encontrados en el suelo son hongos, bacterias, actinomicetos,^II algas y protozoarios,² en concentraciones de microorganismos cercanas a 10¹¹ células por gramo de suelo.
     Los hongos son los organismos más abundantes y ocupan 70% de la población edáfica,^II cuyos géneros más abundantes son Rhizopus, Aspergillus, Penicillium y Trichoderma y, de los géneros bacterianos vemos, principalmente, Rhizobium, Azotobacter y Clostridium.³
     Entre las funciones de los microorganismos edáficos destacan el mantenimiento de la estructura del suelo, a partir de la cual intercambian gases con la atmósfera, eliminan compuestos tóxicos, controlan enfermedades, realizan ciclaje de nutrientes y controlan el crecimiento vegetal. Sin embargo, estas comunidades microbianas son dinámicas en tiempo y espacio, es decir, se modifican constantemente en función de las características climáticas y edáficas de los agrosistemas, resultantes de las prácticas agrícolas, las cuales afectan a los microorganismos edáficos, debido a la alteración del contenido de materia orgánica y nitrógeno, pH, humedad y salinidad; por ejemplo, diversos estudios realizados demuestran que la población microbiana cultivable y su actividad fueron significativamente mayores en manejos agrícolas totalmente orgánicos, en comparación con el manejo intensivo (uso excesivo de fertilizantes y plaguicidas sintéticos, laboreo del suelo, entre otros).^{4, 5, 6}
     Actualmente, tanto la población como su diversidad microbiana pueden ser estudiadas a través de técnicas dependientes e independientes del cultivo microbiano. La primera se lleva a cabo, principalmente, mediante el uso de la técnica de dilución serial y recuento en placas, o el método del número más probable, la cual se basa en el aislamiento de los microorganismos cultivables presentes en el suelo; sin embargo, esta técnica subestima la población y la diversidad microbiana. Por otro lado, el uso de técnicas independientes de cultivo basadas, principalmente, en estrategias de secuenciación masiva de los microorganismos del suelo consiste en conocer la diversidad y población de los microorganismos que no pueden ser cuantificados por las técnicas dependientes de cultivo; sin embargo, su principal desventaja es no proveer el recurso microbiano para posteriores estudios funcionales y ecológicos. 
    De esta manera, el impacto del uso de microorganismos de manera directa (inoculación de cepas específicas) o indirecta (aplicación de materia orgánica) en un agrosistema debe ser analizado bajo enfoques clásicos y de vanguardia, desde microbiológicos hasta ecológicos. Lo cual, permitirá conocer y, en ocasiones, predecir su comportamiento bajo condiciones climáticas y de manejo agronómico específicas en estos agrosistemas, como el caso puntual del Valle del Yaqui, en el estado de Sonora, México.

El estado de Sonora aporta 39% de la producción nacional de trigo, esto debido, mayoritariamente, a los resultados de la Revolución Verde, iniciada en el Valle del Yaqui, durante los años sesentas, proyecto conducido por el Doctor Norman E. Borlaug.
     Desde sus inicios, esta región, constituida por 233,000 hectáreas (de las cuales 220,000 se encuentran bajo sistemas de riego), se ha caracterizado por el uso de prácticas agrícolas intensivas, las cuales han recurrido al uso excesivo de plaguicidas, fungicidas, fertilizantes y cualquier tipo de agroquímico, con la finalidad de aumentar los rendimientos del cultivo; por otro lado, a esto se suma el uso excesivo de maquinaria agrícola y la poca o nula cobertura vegetal.
     El cultivo más utilizado en las prácticas agrícolas intensivas en el Valle del Yaqui es el trigo duro o cristalino (Triticum durum) en 70% y, el resto, de trigo harinero (Triticum aestivum), lo cual ha generado suelos con bajo contenido de materia orgánica (< 1.5%), altos niveles de erosión por eventos eólicos, debido a su clima seco (> 200 toneladas ha^-1 año^-1),suelos salinos o alcalinos, y con baja eficiencia de aprovechamiento de los fertilizantes aplicados al cultivo (31% del nitrógeno aplicado).
     La gran importancia económica de este cereal se ha traducido en la realización de investigaciones exitosas enfocadas a incrementar la productividad de sus suelos y a generar resistencia a enfermedades, así como a la aplicación de nuevas prácticas de manejo agrícola; no obstante, el impacto de éstas sobre el proceso de descomposición de la materia orgánica y las comunidades microbianas edáficas asociadas al trigo y, consecuentemente, a la eco-fisiología del cultivo, no ha sido estudiado en la región. Lo anterior, aunado a las condiciones áridas del Valle del Yaqui ha provocado grandes pérdidas de nitrógeno por lixiviación (proceso por el cual los nutrientes son arrastrados hacia abajo en el perfil del suelo por el movimiento del agua), volatilización y desnitrificación, así como la introducción de agua de riego por infiltración y evapotranspiración, lo cual causa graves problemas económicos y ambientales.
     Actualmente, en el Laboratorio de Biotecnología del Recurso Microbiano (www.itson.mx/LBRM), perteneciente al Instituto Tecnológico de Sonora, se estudia, entre otras líneas, la caracterización microbiana de los suelos del Valle del Yaqui, sujetos a prácticas agrícolas contrastantes (fertilización química, fertilización orgánica y una combinación de ambas), con la finalidad de conocer el impacto de tales prácticas sobre las comunidades microbianas edáficas, e identificar microorganismos promisorios para incrementar la productividad del trigo de manera sostenible.
     Los resultados obtenidos evidenciaron que la población y la diversidad microbiana son impactadas positivamente, por la incorporación de materia orgánica al agrosistema. Sin embargo, estudios sobre el origen de estos microorganismos (nativos del suelo o provenientes del insumo orgánico aplicado) están siendo desarrollados actualmente, con la finalidad de cuantificar las modificaciones de dichas comunidades y sus funciones ecológicas, consecuencia del manejo agrícola específico del trigo.

Una alternativa promisoria para mejorar las características del suelo es la incorporación de materia orgánica, que permita reestablecer la dinámica y ciclaje de nutrientes a través de la reactivación e incorporación de comunidades microbianas edáficas.
     En la actualidad, en una pequeña porción del Valle del Yaqui se realiza esta práctica agrícola, utilizando gavilla de trigo y/o de fertilizantes orgánicos, tales como: gallinaza, humus de lombriz y guano de murciélago. Sin embargo, el éxito de tales insumos orgánicos dependerá, entre otros aspectos, de la capacidad de los microorganismos —nativos y/o presentes en éstos— de mineralizar la materia orgánica y promover el crecimiento del cultivo de manera directa o indirecta, bajo condiciones edafo-climáticas específicas. Además de aumentar la descomposición e incorporación del carbono de los restos orgánicos en comparación con el CO₂ producido mediante la respiración metabólica de los organismos del suelo, donde estudios sobre el impacto de la introducción de cepas exógenas a estos agrosistemas deben ser desarrollados