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• Ana Lucía Trillo Alarcón

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Laboratorio de Ecotecnologías Avanzadas – Informe Nº 1

Propiedades Fisicoquímicas del suelo Introducción En la presente práctica se determinaron las propiedades fisicoquímicas del suelo como son: pH, Conductividad y CR con la utilización de las muestras obtenidas de suelo procedentes de tres diferentes ambientes como son: suelo nativo, suelo en transición y suelo contaminado. Asimismo se hicieron las respectivas siembras de las diluciones y posteriormente la observación de la morfología colonial y celular de las bacterias aisladas.

Materiales, equipo, reactivos y soluciones o o o o o o o o o o o o o o o

Agua destilada Agua desionizada 4 vasos de precipitado de 300 ml 3 Probetas de 3 ml o tubos de ensayo de 25 ml 1 Probeta de 50 o 100 ml Agitador magnético 3 varillas de vidrio Probeta de 100 ml Potenciómetro con electrodo para pH Conductímetro Papel filtro papel aluminio Solución buffer de pH 4 Solución buffer de 7 4 Embudos de filtración Parrilla con agitación magnética

Desarrollo Experimental Medición de pH 1. Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 37,5 ml de agua destilada (relación 1:2.5) 2. Mantener en agitación durante 5 minutos y 3. Medir el pH con el potenciómetro previamente calibrado, asegurar que la barra magnética no golpea el electrodo de vidrio. 4. Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partículas de suelo y secarlo con papel absorbente. 5. Reportar los resultados en la tabla 1. Tabla Nº 1: pH del suelo de cada equipo Muestras

pH

Clasificación de suelos

Eco natural Eco inducido Eco peligro

Medición de Conductividad 1. Pesar 100 gr. De suelo y colocarlos en un vaso de precipitados, llevarlos al 100 % de capacidad de retención de agua. Adicionar suficiente agua destilada hasta absorber 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaución de no hacer espuma 2. Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeración. 3. Decantar el agua, o en caso necesario, centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el líquido. 4. Colocar el líquido en un tubo de ensayo de 10 ml y con un conductímetro, medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo de acuerdo a las indicaciones del profesor 5. Anotar los resultados en la tabla Nº 2. Tabla Nº 2: Resultados obtenidos en la determinación de conductividad de suelos. Conductividad Clasificación de suelos Muestras ds/m Eco natural Eco inducido Eco peligro

CRA Pesar 20 gr. de suelo, con humedad conocida. Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtración, adicionar 100 ml de agua de la llave. Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar pérdidas de agua por evaporación. Deshechar el filtrado y dejar reposar 24 horas. Pesar el Papel filtro que contiene el suelo húmedo. Nota: Preparar un blanco con papel filtro

𝑨𝑷𝑭 =

𝑷𝒆𝒔𝒐𝒅𝒆𝒍𝒑𝒂𝒑𝒆𝒍𝒉ú𝒎𝒆𝒅𝒐 − 𝒑𝒆𝒔𝒐𝒅𝒆𝒍𝒑𝒂𝒑𝒆𝒍𝒔𝒆𝒄𝒐 𝒑𝒆𝒔𝒐𝒅𝒆𝒍𝒑𝒂𝒑𝒆𝒍𝒔𝒆𝒄𝒐

𝑪𝑹𝑨 =

(𝑷𝒎 − 𝑷𝑺𝑺 − 𝑷𝑷𝑭 − 𝑨𝑷𝑭) × 𝟏𝟎𝟎 𝑷𝑺𝒔

CRA: capacidad de retención de agua Pm: peso de la muestra húmeda después de 24h, g PSS: peso del suelo seco, g PPF: peso del papel filtro seco, g APF: gramos de agua absorbida por gramos de papel filtro Tabla Nº 3: Resultados de la CR de los diferentes suelos. Clasificación de suelos Muestras CRA Eco natural Eco inducido Eco peligro

Resultados Medición de pH Tabla Nº 1: pH del suelo de cada equipo Muestras pH Clasificación de suelos Eco natural

6,8

Neutro

Eco inducido

7,6

Medianamente básico

Eco peligro

7,5

Medianamente básico

Medición de Conductividad Tabla Nº 2: Resultados obtenidos en la determinación de conductividad de suelos. Muestras Conductividad Conductividad Clasificación de suelos microsiems/cm ds/m Eco natural

165

Eco inducido Eco peligro

CRA 

Suelo nativo

Alcalino

577

0.165 ds/m 0.577 ds/m

574

0.574 ds/m

Alcalino

Alcalino

APF =

CRA =

Pesodelpapelhúmedo − pesodelpapelseco 2,75g − 0,90g = = 2,056 pesodelpapelseco 0,90g

(Pm − PSS − PPF − APF ) × 100 (27,97g − 21,978g − 0,90g − 2,056) × 100 = = 13,814% PSs 21,978g



Suelo en transición

APF =

CRA =



(Pm − PSS − PPF − APF ) × 100 (23,56g − 19,477g − 0,90g − 2,056) × 100 = = 5,786% PSs 19,477g

Suelo contaminado

APF =

CRA =

Pesodelpapelhúmedo − pesodelpapelseco 2,75g − 0,90g = = 2,056 pesodelpapelseco 0,90g

Pesodelpapelhúmedo − pesodelpapelseco 2,75g − 0,90g = = 2,056 pesodelpapelseco 0,90g

(Pm − PSS − PPF − APF ) × 100 (24,44g − 20,849g − 0,90g − 2,056) × 100 = = 3,046% PSs 20,849g

Tabla Nº 3: Resultados de la CR de los diferentes suelos. Muestras CRA Clasificación de suelos Eco natural

13,814

Arcilloso-arenoso

Eco inducido

5,786

arenoso

Eco peligro

3,046

arcilloso

Proceso microbiológico

Para ver el crecimiento bacteriológico y de hongos se prepararon el agar sabouraud y el agar lb mediante el proceso de diluciones, se realizaron 5 diluciones sacando muestras de la dilución de 10−3 y 10−5 (figura Nº 2) Después de hacer las disoluciones se extrajo para inocular y esperar 48 horas para observas el crecimiento bacteriano y el crecimiento fúngico posteriormente se realizara a contar las unidades formadoras de colonias (figura Nª 3)

Recuento de colonias Tabla Nº 4: Recuento de colonias en diluciones de 𝟏𝟎−𝟑 y 𝟏𝟎−𝟓 Muestra contaminada 𝟏𝟎−𝟑

Muestra contaminada 𝟏𝟎−𝟓

Agar Sabouraud Nº de colonias: 2 Dilución: 𝟏𝟎−𝟑 Volumen de siembra: 0.1 ml

Agar Sabouraud Nº de colonias: 4 Dilución: 10−5 Volumen de siembra: 0.1 ml

UFC/ml = 2x1000 / 0.1 UFC/ml = 20.000

UFC/ml = 4x100000 / 0.1 UFC/ml = 4000.000

Agar LB Nº de colonias: 22 Dilución: 𝟏𝟎−𝟑 Volumen de siembra: 0.1 ml

Agar LB Nº de colonias: 1 Dilución: 10−5 Volumen de siembra: 0.1 ml

UFC/ml = 22x1000 / 0.1 UFC/ml = 220.000

UFC/ml = 1x100000 / 0.1 UFC/ml = 1000.000

Muestra Nativa 𝟏𝟎−𝟑

Muestra Nativa 𝟏𝟎−𝟓

Agar Sabouraud Nº de colonias: 2 Dilución: 𝟏𝟎−𝟑 Volumen de siembra: 0.1 ml

Agar Sabouraud Nº de colonias: 1 Dilución: 10−5 Volumen de siembra: 0.1 ml

UFC/ml = 2x1000 / 0.1 UFC/ml = 20.000

UFC/ml = 1x100000 / 0.1 UFC/ml = 1000.000

Agar LB Nº de colonias: 3 Dilución: 𝟏𝟎−𝟑 Volumen de siembra: 0.1 ml

Agar LB Nº de colonias: 0 Dilución: 10−5 Volumen de siembra: 0.1 ml

UFC/ml = 3x1000 / 0.1 UFC/ml = 30.000

UFC/ml = 0x100000 / 0.1 UFC/ml = 0

Observación de la morfología colonial y celular de las bacterias aisladas

MUESTRA NATIVA Bacterias Hongos

Forma puntiforme, borde entero y elevado Forma circular, borde entero y elevación convexa.

MUESTRA CONTAMINADA Bacterias Hongos

Discusión

Forma puntiforme, borde entero y elevado. Forma irregular, borde ondulado y elevación convexa.

MUESTRA NATIVA

pH

CONDUCTIVIDAD DEL SUELO

Nuestra muestra nativa nos dio como resultado un suelo neutro, este tipo de suelo es cuando presenta porcentajes equilibrados y disponibilidad de los elementos químicos primarios y secundarios. El boro, aluminio, zinc, hierro y litio también están presentes en menor proporción. (Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO) El resultado fue que este tipo suelo no es salino ya que su conductividad es 0.165 ds/m, esto nos indica que este no presenta altas concentraciones de sales solubles principalmente cloruros, sulfatos y nitratos. (Fuente: Fundamentos de la edafología, Jorge Nuñez Solis.)

CAPACIDAD DE RETENCIÓN DEL AGUA

Este tipo de suelo es arenoso y arcilloso por lo que tiende a ser pesado y suelto a la vez en la parte superior drenan, pero no se desecan fácilmente, pero tienen pocas reservas de nutrientes aprovechables en la superficie, contienen buenas reservas de nutrientes a profundidad. Son fértiles, pero difíciles de trabajar cuando están muy secos. (Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO)

OBSERVACIÓN DE MICROBIOLOGÍA COLONIAL - UFC

Observamos pocas bacterias y hongos en el crecimiento de nuestras placas esto pudo verse afectado posiblemente porque no se mantuvo la temperatura indicada en la incubadora ya que esta fue apagada y otro factor pudo haber sido el tiempo. (Fuente: Introducción a la microbiología, Vera García, EUNED)

MUESTRA EN TRANSICIÓN

pH

Los resultados medidos nos dieron que este tipo de suelo es medianamente básico ya que posee un pH de 7.5. Este suelo está en un estado de transición es por ello que su poca alcalinidad sea debido a los fertilizantes usados en la agricultura pueden volverse muy solubles y tóxicos y, además, reducir la capacidad de la planta para absorber fósforo, calcio, magnesio y molibdeno. En este tipo de suelo medianamente básico es posible encontrar deficiencia de boro, cobre y zinc y puede no estar disponible el fósforo. (Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO)

CONDUCTIVIDAD DEL SUELO

El resultado fue que este tipo suelo ya que su conductividad es 0.574 ds/m, esto nos indica que el uso de fertilizantes en la zona de muestreo hace que se vuelva un poco alcalino. Se han aplicado fertilizantes acidificantes al suelo durante muchos años, incluyendo aquellos que contienen nitrógeno amoniacal y superfosfato. (Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO)

CAPACIDAD DE RETENCIÓN DEL AGUA

Este tipo de suelo es arenoso son compuestos por una textura granular hasta 50 cm de profundidad y a consecuencia retienen pocos nutrientes, así como la capacidad de retención hídrica. Las prácticas de manejo del suelo benefician sus condiciones y productividad de los cultivos mediante la conducción al incremento en la fracción fina. E considera esencial la fertilización en este tipo de suelos. La fertilización inorgánica suele ser la práctica principal. La incorporación de abonos orgánicos libera nutrientes de forma lenta y mejora de tal forma las propiedades físico – químicas del suelo. (Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO)

MUESTRA CONTAMINADA

pH

CONDUCTIVIDAD DEL SUELO

CAPACIDAD DE RETENCIÓN DEL AGUA

OBSERVACIÓN DE MICROBIOLOGÍA COLONIAL - UFC

El resultado medido nos dio un pH de 7.6. Este suelo está en un estado de transición esto puede ser debido a los contaminantes por grasas y derivados del petróleo causando que el pH de este sea más básico. (Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO) El resultado fue similar a la anterior muestra ya que su conductividad 0.574 ds/m, esto nos indica que el uso de productos usados en un taller mecánico hace que se vuelva un poco alcalino gracias a los componentes químicos o refrigerantes. (Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO) Este tipo de suelo es arcilloso, es un suelo húmedo y pesado observamos compactación del suelo y a su vez cambia su permeabilidad por el contenido de contaminantes producidos por el taller mecánico. (Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO) Observamos pocas bacterias y hongos en el crecimiento de nuestras placas esto pudo verse afectado posiblemente porque no se mantuvo la temperatura indicada en la incubadora ya que esta fue apagada y otro factor pudo haber sido el tiempo. (Fuente: Introducción a la microbiología, Vera García, EUNED)

Conclusiones   

Determinamos el pH para cada muestra y estas a su vez fueron clasificadas y evaluadas según sus características. Dimos a conocer la relación entre la disponibilidad de nutrientes y el pH en el suelo ya que estos son ausentes cuando el pH del suelo es muy alcalino. Determinamos el porcentaje de capacidad de retención del agua de acuerdo al tipo de suelo clasificándolo de acuerdo a su tamaño de partícula

Bibliografía o

o

o

o

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Estimación de la capacidad de retención de agua en el suelo: revisión del parámetro CRA J. M. Domingo Santos*, R. Fernández de Villarán San Juan, E. Corral Pazos de Provens e Í. Rapp Arrarás Departamento de Ciencias Agroforestales. Universidad de Huelva. Campus Universitario de La Rábida. 21819 Palos de la Frontera (Huelva) INDICADORES E ÍNDICES DE CALIDAD DE LOS SUELOS (ICS) CEBADEROS DEL SUR DEL ESTADO DE HIDALGO, MÉXICO1 Judith Prieto-Méndez2, Francisco Prieto-García3, Otílio Arturo Acevedo-Sandoval2, María Aurora Méndez-Marzo3 PARAMETROS FISICOS Y QUIMICOS QUE INFLUYEN SOBRE LA APTITUD DE UN SITIO DESTINADO A LA DISPOSICION DE RESIDUOS MUNICIPALES Navarro - Mendoza S., Aragón- Sulik M. Belmonte – Jiménez S. Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional Unidad Oaxaca. Hornos 1003, Sta. Cruz Xoxocotlán. Oaxaca, México. Conservación del suelo, Norman Hudson, Editorial Reverte S.A. Salinidad de los suelos y sus efectos en la agricultura, Publicación técnica R-D6, Ministerio de agricultura, Universidad Agraria del Ecuador .

Cuestionario 1. Relacionar los resultados obtenidos con la determinación de pH y textura de los suelos muestreados

Dentro de los resultados obtuvimos el tipo de suelo medianamente básico y neutro, ya que dos muestras se encuentran con un pH de 7,6 y 6,8. Las causas pueden ser varias, por ser zonas áridas con escasa lluvias, por transportar en las aguas sustancias alcalinas que se concentran en las zonas deprimidas del terreno. El principal inconveniente es el alto contenido de carbono cálcico, este impide que la planta pueda absorber buena parte de nutrientes Y que estos suelos son de tipo arenoso y arcilloso.

2. ¿Qué problemas agrícolas tiene un suelo que es altamente salino? La salinidad es el más prevaleciente y extendido problema que limita la producción de cultivos en la agricultura regada, así como en la no regada. • Los suelos afectados por las sales se desarrollan generalmente en zonas que reciben y acumulan sales que son transportadas de otros lugares con el agua. Las sales pueden destruir la estructura del suelo causando la expansión de las arcillas y la dispersión de las partículas finas que obstruyen los poros del suelo a través de los cuales circulan agua y oxígeno. También favorecen la formación de costras superficiales Los problemas ocurren cuando la dirección del flujo del agua se invierte en un movimiento ascendente como, por ejemplo, cuando sube la capa freática. Las sales también pueden ascender hacia la superficie por capilaridad. Esto será un problema si la capa freática ya está alta y es salada pues las sales no necesitarán subir mucho para llegar a destruir toda la zona radical. Los cristales blancos de sal se pueden observar sobre la superficie del suelo cuando este se seca. (Fuente http://www.ana.gob.pe/media/496359/salinidad.pdf) 3. ¿Qué características tendrán los lixiviados de un suelo salino? La lixiviación es eficiente por debajo de los surcos. Pero, la sal que queda entre los surcos requiere más agua que en métodos con aplicación más suave. (Fuente http://www.ana.gob.pe/media/496359/salinidad.pdf) 4. ¿Qué tipo de sales y metales están presentes en un suelo salino? Los suelos Alcalinos presentan elevados contenidos de metales alcalinos o alcalinotérreos como Na, Ca, Mg y K y valores de pH mayores de 7.0. Los suelos calcáreos tienen contenidos muy altos de carbonatos de Ca y Mg y tienen un pH mayor de 8.4. Presentan reacción de efervescencia al contacto con HCl.Los suelos magnésicos tienen muy alta saturación de Mg que dispersa las arcillas y la MOS y daña la estructura y las propiedades hídricas del suelo. (Fuente:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/30160/leccin_12_degradacin_qumica_d el_suelo_salinizacin.html) 5. Investigar el tipo de sales y metales pesados presentes en un suelo alcalino Carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, bicarbonato de calcio carbonatos ,etc que se deriva en un metal que es el sodio , calcio ,etc 6. ¿Qué valor de conductividad deberá presentar un suelo apto para la agricultura? Debe de tener de 4 a 8 ds/m, disminuyen los rendimientos de la mayoría de cultivos. (fuente: Fuente http://www.ana.gob.pe/media/496359/salinidad.pdf) 7. ¿Qué tipo de cationes predominan en suelos ácidos? En los suelos ácidos predominas H+ y el Al+++ 8. ¿Qué tipo de cationes predominan en suelos alcalinos? En los suelos alcalinos predominan las bases fundamentalmente Na+ y el Ca++ 9. En el suelo muestreado ¿cuáles especies químicas podrían estar presentes? Podemos encontrar Na++, Ca++, H+ 10. Definir el concepto de conductividad Propiedad natural de los cuerpos que permiten el paso a través de sí del calor o la electricidad. 11. Explicar la importancia de esta medición en los suelos Todos los suelos fértiles contienen por lo menos pequeñas cantidades de sales solubles. La acumulación de sales solubles en el suelo se atribuye principalmente a problemas de drenaje y a la acción de riegos continuados, seguidos de evaporación y sequía. Cuando un suelo tiene un exceso de sales solubles se le denomina suelo salino. La medida de la conductividad eléctrica (CE) del suelo y de las aguas de riego permite estimar en forma casi cuantitativa la cantidad de sales que contiene. El análisis de la CE en suelos se hace para establecer si las sales solubles se encuentran en cantidades suficientes como para afectar la germinación normal de las semillas, el crecimiento de las plantas o la absorción de agua por parte de las mismas. Las sales solubles que se encuentran en los suelos en cantidades superiores al 0.1 % están formadas principalmente por los cationes Na+, Ca2+ y Mg2+ asociados con los aniones Cl-, SO42-, NO3y HCO3-. (Fuente: http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/medio_mod1.1.htm).

12. ¿Cuál es la importancia de la capacidad de retención de agua de un suelo En consecuencia, el agua del suelo es un factor ecológico de gran importancia por lo que resulta fundamental determinar los volúmenes que el suelo puede contener, así como qué proporción de esta agua se encuentra disponible para las plantas. (Fuente: http://www.inia.es/gcontrec/pub/DOMINGO-FERNANDEZCORRAL._1144396344750.pdf). 13. ¿Cómo se relaciona con la fertilidad del suelo? Capacidad de infiltración del suelo. En el momento en que la precipitación pasa a ser mayor que la tasa de infiltración de agua en el suelo, se produce la retención y detención superficial del agua y, posteriormente, el escurrimiento superficial del agua que no infiltra (Meyer, 1976). Considerando a la escorrentía superficial como el principal agente de transporte, Ellison (1947) clasificó la escorrentía en dos partes: el flujo en los entresurcos y el flujo dentro de los surcos. El flujo de los entresurcos es responsable por el transporte de sedimentos desde las áreas entre los surcos hacia dentro de los surcos. Su capacidad de transporte depende directamente de las características de las gotas de lluvia que, produciendo turbulencia en la lámina de agua, determinan la cantidad de suelo que quedará en suspensión. (Fuente: http://www.fao.org/docrep/t2351s/T2351s06.htm) 14. ¿Cómo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo? La erosión afecta la capacidad de retención de agua por las alteraciones en el contenido de materia orgánica y en el porcentaje de partículas menores (arcilla) del suelo. La disminución del contenido de materia orgánica también provoca alteraciones en la densidad del suelo. (Fuente: http://www.fao.org/docrep/t2351s/T2351s06.htm)

ANEXOS Figura Nº1: (a) Muestra de suelo conservadas. b) Procedimiento para la extracción de una cantidad de muestra para los análisis requeridos. c) Pesaje de la muestra requerida.

(a)

(b )

(c)

Figura Nº2: (a) Procedimiento para la realización de diluciones. b) Extracción de una cantidad de muestra para la dilución seriada. c) Diluciones seriadas hechas cerca de mechero para evitar contaminar nuestras muestras.

(b )

(c)

(a)

Figura Nº3: (a) Siembra de diluciones de las muestras de suelo contaminado se usó dos tipos de agar Sabouraud (cultivo de hongos) y agar LB (cultivo de bacterias). Siembra de diluciones de 10−3 y 10−5 b) Siembra de las diluciones de muestras de suelo nativo en agar Sabouraud y agar se usó las diluciones de 10−3 y 10−5 c) Muestras guardadas y etiquetadas para su crecimiento.

(a)

(c)

(b )

(a)

(b )

(b )

Tabla Nº 5: Clasificación de suelos según pH (U.S.D.A.)

Tabla Nº 6: Clasificación de suelos según CE (U.S.D.A.)