MODULO 1.2: Evaluación de la actividad microbiológica del suelo

 

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1.1 Antecedente teóricos
 

1.2 Guía de trabajo


1.3 Referencias
 

1.4 Guía para el Profesor

 


 

      1.1 Antecedentes

 

La materia orgánica del suelo se considera como el indicador más significativo de la calidad del suelo, siendo el componente más importante a seleccionar entre un grupo de datos mínimos y necesarios para definir la calidad del suelo.

La materia orgánica del suelo es fundamental para mantener la estructura del suelo, retener el agua necesaria y actuar como reserva nutritiva. Ciertos usos del suelo pueden disminuir de forma drástica el contenido de materia orgánica del suelo. Las causas principales que desencadenan este proceso son: la agricultura intensiva y la quema de los residuos de las cosechas in situ.        

Para determinar el contenido de materia orgánica del suelo se procede a calcinar la muestra a 600 ºC. La pérdida de peso al calcinar la muestra se atribuye a la presencia de materia orgánica. El inconveniente de esta técnica es que las pérdidas de peso pueden deberse a descomposición de aluminosilicatos hidratos, pérdida de agua de constitución o pérdida de carbonatos del suelo.

Generalmente un suelo con un alto contenido de materia orgánica presenta una gran  actividad microbiana, la cual puede ser evaluada mediante la respiración microbiana. La respiración microbiana se define como la absorción de oxígeno o la liberación de dióxido de carbono por bacterias, hongos, algas y protozoos. La respiración es el resultado de la degradación de la materia orgánica. La formación de CO2 es el último paso de la mineralización del carbono. En suelos no perturbados (sin adición de nutrientes, etc.), habrá un balance ecológico entre los organismos y sus actividades. En este caso la respiración se denomina “respiración basal”. En un suelo perturbado (e.g. con adición de materia orgánica) se puede observar un cambio en la respiración del suelo debido al crecimiento más rápido y a la mayor mineralización de los microorganismos. Este incremento en la respiración se caracteriza por las siguientes fases: inicial, de aceleración, exponencial, retraso, estacionaria y decreciente. Por lo tanto, la evolución de CO2 de un suelo es una medida de la actividad biológica total del suelo.

La respiración del suelo puede ser determinada en terreno o bien en el laboratorio. Las mediciones en terreno presentan grandes fluctuaciones y no es posible diferenciar entre la respiración proveniente de los microorganismos y la proveniente de la cobertura vegetal y las raíces de las plantas. Las mediciones en laboratorio utilizan suelos homogeneizados bajo condiciones controladas de experimentación.

  


 

      1.2 Guía de trabajo para el alumno

 

      1.2.1 Objetivos de la Experiencia

 

Evaluar el contenido de materia orgánica del suelo y relacionarlo con la actividad  microbiológica de éste.

 

Determinación de materia orgánica

 

 

Materiales

 

  1. Balanza analítica (±0.0001 g)

  2. Crisoles de porcelana

  3. Horno de mufla controlado termostáticamente a 600 ºC

  4. Desecadores con sílica gel fresca como desecante

 

 

Procedimiento

 

  • Pesar en cada crisol una cantidad de muestra de 2 g aproximadamente y registrar el peso.

 

 

  • Introducir las muestras en la mufla y calcinar a 600 ºC por 2 horas.

 

  • Terminada la calcinación, trasladar los crisoles al desecador. Pesar nuevamente los crisoles y registrar el peso.

 

 

Cálculos

 

% Materia orgánica  = A – B  x 100

                                    A

 

% Carbono orgánico = % M.O. * 1,724

 

Donde

 

A = peso muestra

B = peso muestra calcinada a 600 ºC

 

Determinación de la actividad microbiana

 

Materiales

 

  1. Recipiente de plástico con tapa

  2. Balanza digital (± 0.01 g)

  3. Agua destilada

  4. Varilla de vidrio

  5. Vaso precipitado de 50 ml

  6. NaOH 0,2 N

  7. Incubadora

  8. HCl 0,1 N

  9. BaCl2 20 % 

  10. Timoftaleína

  11. Bureta graduada

  12. Gotario

  13. Pipeta graduada

  14. Agitador magnético

  15. Material orgánico

  16. Probeta 100 ml

Procedimiento

 

  • Preparar las mezclas señaladas en el Cuadro 1, utilizando una probeta (16), homogeneizar las muestras, pesar 30 g y colocarlas en un recipiente plástico (1), agregar agua destilada (3) hasta alcanzar la “humedad óptima” y homogeneizar con la varilla (4).

  • En el centro colocar una vaso precipitado con 10 ml de NaOH (5). Cerrar el envase de plástico y dejarlo dentro de la incubadora (7) a 28ºC  por 2 horas. Hacer lo mismo en un envase que no contenga muestra, el cual corresponderá al blanco.

  • Al cabo de 2 horas se procede a destapar el recipiente de plástico, con la precaución de no voltear el vaso con NaOH, se retira el vaso y a este último se le agregan, utilizando una pipeta (13), 2 ml de BaCl2 (9) y con un gotario (12) se agregan 3 gotas de timolftaleína (10). Se titula esta solución con HCl (8) hasta pasar de una solución azul a una incolora.

 

 

Cuadro 1

Muestra

Suelo

Material orgánico

T0

100 %

0 %

T1

75 %

25 %

T2

50%

50 %

T3

25 %

75 %

T4

0 %

100 %

 

 

Las siguientes ecuaciones reflejan los procesos ocurridos:

 

Na2CO3 (reacciona con CO2) + BaCl2 2 NaCl + BaCO3

 

2NaOH (no reacciona con CO2) + BaCl2 Ba(OH)2 Ba(OH)2 + 2 NaCl

 

 

Al titular: 

 

Ba(OH)2 + HCl BaCl2 + H2O

 

 

Cálculos:

 

ml de HCl 0,1 N (gastado) ~ x/2 ml NaOH 0,2 N (que no reaccionó con CO2)

 

 

 

Entonces

 

mg C-CO2/ 100 g de muestra   = (10 – A/2) * 1,2 * 100

                                                         B *30

 

 

Donde:

 

A = ml de HCl 0.1 N gastados en la titulación

B = g de materia orgánica de la muestra

 


 

      1.3 Referencias

 

Anderson JPE. 1982. Soil respiration. In: Page AL., Miller RH., Keeney DR. (eds). Methods of soil analysis, part 2. Am Soc Agron, Soil Sci Soc Am; Madison, Winconsin, pp 831-871. 
 


      1.4 Guía para el profesor
            
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