Análisis de las propiedades de los suelos

4. Materiales y Métodos

4.4. Suelos

4.4.2. Análisis de las propiedades de los suelos

 Propiedades físicas y físico-químicas

Análisis granulométrico

Para la destrucción de la materia orgánica, se trataron las muestras con peróxido de hidrógeno (6%); se utilizó una solución de hexametafosfato sódico como dispersante. Las fracciones finas (arcilla y limo) se determinaron por sedimentación siguiendo el método de la pipeta de Robinson (Soil Conservation Service, 1972). Las fracciones gruesas (arenas) se determinaron por sedimentación y posteriormente se tamizó en seco para la separación de las subfracciones.

Densidad aparente

Se calculó utilizando un agregado determinando su masa y volumen y teniendo en cuenta el Principio de Arquímedes (Blake y Hartge, 1986).

Tesis Doctoral 103

Estabilidad Estructural

Se determinó en agregados (1-2 mm) de acuerdo con Sun et al. (1995), utilizando un equipo con una longitud de golpe de 1.3 cm y una frecuencia de 35 ciclos min-1, utilizando como solución dispersante hidróxido de sodio (0.2%).

Carbono Orgánico Total

Se determinó por el método de oxidación en húmedo, mediante dicromato potásico y posterior valoración del exceso con sulfato ferroso amónico (Nelson y Sommers, 1996).

Carbono Orgánico Soluble

Fue extraído con agua destilada en una proporción 1/3 (p/v) y después se procedió a una oxidación parcial del carbono con dicromato potásico 1 N en medio de ácido sulfúrico. Posteriormente se cuantificó en un espectrofotómetro a 590 nm (Sims y Haby, 1971).

Ácidos Húmicos y Ácidos Fúlvicos

La determinación de los ácido húmicos y fúlvicos se realizó mediante la oxidación con dicromato potásico 1N del carbono orgánico, previamente extraído con pirofosfato de sodio 0.1 M a pH 9.8 (relación de extracción 1/5, p/v) y posterior medida espectrofotométrica del cromo reducido (Cr3+) a 590 nm (Sims y Haby, 1971). Esta sería la fracción de carbono que corresponde al de las sustancias húmicas totales del residuo. La fracción de carbono correspondiente a los ácidos fúlvicos, se determina una vez se ha acidificado el medio hasta pH 2. El carbono de los ácidos húmicos se calculó por diferencia entre el carbono total extraído menos el correspondiente a los ácidos fúlvicos.

Índice de humificación

El índice de humificación se determinó como el cociente entre el contenido de ácidos húmicos y el contenido en carbono orgánico total, expresado en porcentaje:

Materiales y Métodos

104 Tesis Doctoral

Conductividad Eléctrica

Fue determinada mediante el método de la pasta saturada (Allison, 1973). Se utilizó un conductivímetro Crison 522, provisto de célula de conductividad c = 0.99.

Se determinó sobre una suspensión de tierra fina con agua, en relación 1:1 (Hayward et al., 1973). La medida se realizó con ayuda de un pH-metro Crison-501 con electrodo de vidrio

Nitrógeno Total

Se determinó según el método de Kjeldahl, por mineralización en caliente con ácido sulfúrico, usando como catalizador una mezcla de sulfato de cobre anhidro, selenio metálico y sulfato potásico para elevar el punto de ebullición. Posteriormente, se procedió a la destilación del mineralizado, valorándose el amonio generado con ácido clorhídrico 0.05 N (Bremner y Mulvaney, 1982).

Fósforo Olsen

Fue extraído con 0.5 M de NaHCO3 (Olsen et al., 1954) y se determinó usando

molibdato de amonio y ácido ascórbico, método descrito por Murphy y Riley (1962).  Propiedades bioquímicas

Con el fin de determinar la actividad microbiológica de los suelos, se determinaron las siguientes actividades enzimáticas de las muestras de suelo tomadas de 0-10 cm:

Actividad Deshidrogenasa

Fue determinada por el método de Trevors (1984) modificada por García et al. (1993). Un gramo de suelo fue incubado durante 20 horas a 20 ºC en oscuridad con 0.2 mL de 0.4% de 2-p-iodofenil-3-p-nitrofenil-5-feniltetrazolio (INT) como sustrato. Finalizada la

Tesis Doctoral 105 incubación el iodonitrotetrazolio formazán (INTF) producido fue extraído con 10 mL de metanol, la absorbancia fue medida en un espectrofotómetro a 490 nm.

Actividad Ureasa

Para la actividad ureasa, 2 mL de tampón fosfato 0.1 M pH 7.0 y 0.5 mL de urea 1.066 M fueron añadidos a 0.5 g de suelo e incubado durante 1.5 h a 30 ºC. El amoniaco liberado en la reacción hidrolítica fue medido espectrofotométricamente a 636 nm (Kandeler y Gerber, 1988; Nannipieri et al., 1980).

Actividad Arisulfatasa

Para la determinación de la actividad arisulfatasa 4mL de 4-nitrofenil sulfato 5 mM en tampón acetato 0.5M pH 5.8 fue añadido a 1 g de suelo (Tabatabai y Bremner, 1970). Los suelos fueron incubados 1 h a 37 ºC. Posteriormente las muestras fueron enfriadas a 2 ºC durante 15 min para parar la reacción, y el p-nitrofenol producido en la reacción enzimática fue determinado a 410 nm.

Actividad β-Glucosidasa

Fue determinada por incubación de 1g de suelo con 4 mL de 4-nitrofenil-β-d- glucopiranosido 25 mM en tampón universal modificado 0.1 M (MUB) pH 6.0 (Tabatabai, 1982). Los suelos fueron incubados 1 h a 37 ºC. Posteriormente las muestras fueron enfriadas a 2 ºC durante 15 min para parar la reacción, y el p-nitrofenol producido en la reacción enzimática fue determinado a 400 nm.

Actividad Fosfatasa

Para la determinación de la actividad fosfatasa 4 mL de 4-nitrofenil fosfato MUB pH 11 fue añadido a 1g de suelo (Tabatabai y Bremner, 1969). Los suelos fueron incubados 1 h a 37 ºC. Posteriormente las muestras fueron enfriadas a 2 ºC durante 15 min para parar la reacción, y el p-nitrofenol producido en la reacción enzimática fue determinado a 398 nm.

Materiales y Métodos

106 Tesis Doctoral

Las características generales de los suelos de partida a las profundidades de 0-10 cm, 10-30 cm y 0-20 cm, son las reflejadas en las Tablas 4.4.2.1, 4.4.2.2 y 4.4.2.3, respectivamente.

Todos los suelos presentan una textura franca (USDA, 2006). Como cabría esperar, los tratamientos SDA, SDI, CTA y CTI muestran valores en sus propiedades muy semejantes al provenir de un suelo con el mismo manejo. Destacar, sobre todo, el mayor contenido en carbono orgánico total, carbono orgánico soluble, ácidos húmicos y fúlvicos del tratamiento SD7A, así como el mayor contenido en nitrógeno total y fosforo, debido a la antigüedad en la implantación del sistema de siembra directa y riego por aspersión. Aunque el tratamiento SD7A presentó un pH ligeramente superior, todos los suelos son ligeramente ácidos.

Tabla 4.4.2.1. Valores medios iniciales de parámetros seleccionados (0-10 cm).

Propiedades SD7A SDA SDI CTA CTI

Arcilla (%) 13.5 16.9 Limo (%) 43.5 35.9 Arena (%) 43.0 47.2 COT (g kg-1) 17.6 7.63 7.59 7.36 7.54 COS (mg kg-1) 147 85.2 88.0 86.2 89.1 AH (g kg-1) 1.38 0.728 0.768 0.765 0.749 AF(g kg-1) 0.754 0.540 0.518 0.527 0.548 IH (%) 7.85 9.56 10.1 10.4 9.93 CE (μS cm-1₎ _{280 352 353 373 368} pH 6.52 5.40 5.48 5.40 5.49 NT (%) 0.099 0.082 0.076 0.075 0.084 P (mg kg-1) 25.7 20.4 21.0 20.3 20.8 ARS (µmol pNP g-1h-1) 0.180 0.064 0.061 0.062 0.068 GLU (µmol pNP g-1h-1) 0.465 0.143 0.163 0.144 0.160 AD (µg INTF g-1h-1) 0.961 0.618 0.619 0.609 0.609 FO (µmol pNP g-1h-1) 1.66 1.07 1.07 1.04 1.06 UR (µmol NH4+ g-1h-1) 2.94 1.24 1.21 1.28 1.27

COT: Carbono Orgánico Total; COS: Carbono Orgánico Soluble; AH: Ácidos Húmicos; AF: Ácidos Fúlvicos; IH: Índice de Humificación; CE: Conductividad Eléctrica; NT: Nitrógeno Total; P: Fósforo Olsen; ARS: Actividad Arisulfatasa; GLU: Actividad B-Glucosidasa; AD: Actividad Deshidrogenasa; FO: Actividad Fosfatasa; UR: Actividad Ureasa.

Tesis Doctoral 107

Tabla 4.4.2.2. Valores medios iniciales de parámetros seleccionados (10-30 cm).

Propiedades SD7A SDA SDI CTA CTI

Arcilla (%) 13.5 16.9 Limo (%) 43.5 35.9 Arena (%) 43.0 47.2 COT (g kg-1) 9.71 3.18 2.48 2.41 2.69 COS (mg kg-1) 166 117 128 139 129 AH (g kg-1) 1.40 0.730 0.714 0.719 0.751 AF(g kg-1) 0.722 0.406 0.411 0.415 0.565 IH (%) 14.5 23.0 28.8 30.1 27.9 CE (μS cm-1) 297 487 516 515 543 pH 5.95 6.57 7.16 6.74 7.03 NT (%) 0.094 0.058 0.066 0.056 0.061 P (mg kg-1) 11.8 9.39 10.2 9.52 8.98

Tabla 4.4.2.3. Valores medios iniciales de parámetros seleccionados (0-20 cm).

Propiedades SD7A SDA SDI CTA CTI

Arcilla (%) 13.5 16.9 Limo (%) 43.5 35.9 Arena (%) 43.0 47.2 COT (g kg-1₎ _{15.4 8.56 8.69 8.68 8.51} COS (mg kg-1) 226 107 102 90.8 101 AH (g kg-1₎ _{1.22 0.481 0.476 0.460 0.461} AF(g kg-1) 1.04 0.627 0.611 0.594 0.606 IH (%) 7.96 5.63 5.47 5.30 5.42 CE (μS cm-1₎ _{473 734 731 741 739} pH 6.24 5.55 5.47 5.47 5.54 NT (%) 0.120 0.102 0.102 0.097 0.098 P (mg kg-1₎ _{20.6 19.2 19.5 19.6 19.4}

Materiales y Métodos

108 Tesis Doctoral

4.5. HERBICIDAS

Para el estudio de la dinámica de herbicidas se seleccionaron dos herbicidas ampliamente utilizados en el cultivo del arroz, el 2,2-dióxido de 3-isopropil-(1H)-2,1,3- benzotiazidin-4(3H)-ona, cuyo nombre común es BENTAZONA, su fórmula química es C10H12N2O3S y su peso molecular es 240.3 g mol-1; y el Ácido (4-cloro-2-metilfenoxi)

acético, cuyo nombre común es MCPA, su fórmula química es C9H9ClO3 y su peso

molecular es 200.62 g mol-1_{. La Figura 4.5.1 y la Tabla 4.5.1 presentan la estructura}

molecular y las características generales de ambos herbicidas, respectivamente.

Bentazona MCPA

Figura 4.5.1. Estructura molecular de Bentazona y MCPA.

Tabla 4.5.1. Características de los herbicidas Bentazona y MCPA.

Propiedades Bentazona MCPA

Solubilidad - En agua a 20oC (mg L-1) 570 825

Punto de fusión (o_{C) 140} ₁₁₆

Punto de ebullición (oC) Degradación antes de la _ebullición Degradación antes de la _ebullición

Punto de degradación (oC) 210 290

Peso específico (g mL-1) 1.41 1.41

Constante de disociación (pKa) a

25oC 3.28 3.07

Presión de vapor en 25oC (mPa) 0.17 0.40

Dosis Letal 50 (mg kg-1) 500 962

Tesis Doctoral 109 Las dosis utilizadas en los experimentos se corresponden con la equivalente a las utilizadas en las plantaciones de arroz de las Vegas del Guadiana, 2 kg ha-1 para Bentazona y 1.5 kg ha-1 para MCPA. Los compuestos utilizados en el laboratorio han sido de alta pureza (98.0%) y fueron suministrados por los laboratorios Dr. Ehrenstorfer-Schäfers Augsburg (Alemania).

In document Evaluación de diferentes sistemas productivos en el cultivo del arroz: efectos en la dinámica de los herbicidas bentazona y MCPA, y sobre las emisiones de gases de efecto invernadero (página 126-133)