Ingeniería Ambiental
DETERMINACION DE MATERIA ORGANICA – CARBONO ORGANICO EMPLEANDO EL METODO DE WALKLEY BLACK Laura Mora – Erika Jiménez – Mni!a Mene"e"
RESUMEN Se determinó el porcentaje de materia orgánica – carbono orgánico por el método de Walkley Black en el laboratorio de química en la Universidad entral! Se tomó una muestra de suelo procedente de un bosque ubicado en el barrio San arlos! Se determinó que el porcentaje de materia orgánica dando como resultado un contenido apro"imado de carbono orgánico #$% del &!' (!Se determinó el contenido de $ del suelo) y se convirtió en porcentaje de materia orgánica! Utili*ando el método se reali*ó la multiplicación por el +actor! Siendo el resultado el contenido total en porcentaje del arbono) se tuvo en cuenta que el contenido de materia orgánica de los suelos es variable y está determinado por los +actores de +ormación del suelo!
Palabras clave: arbono del suelo) ,ateria orgánica) -umus
ABSTRACT .t /as determined t0e percentage o+ $rganics 1 organic carbon by t0e Walkley Black met0od in t0e laboratory o+ c0emistry at t0e entral University! University! 2ook 2ook a soil sample +rom a +orest located in t0e 3istrict o+ San arlos! .t /as determined t0at t0e percentage o+ organic matter resulting in an appro"imate content o+ organic carbon #$% o+ &!'!3etermined t0e content o+ $ o+ t0e soil) and and beca became me in perc percen enta tage ge o+ orga organi nicc matt matter er!! Usin Usingg t0e t0e met0 met0od od /as /as carr carrie iedd out out t0e t0e multiplication +actor! Wit0 t0e result being t0e total percentage o+ carbon content) /as taken into account t0at t0e content o+ organic matter o+ soils varies and is determined by t0e +actors o+ soil +ormation!
Key Words: arbon +rom t0e soil) organic matter and -umus
Ingeniería Ambiental
conllevan a interpretaciones distintas desde un punto de vista de +ertilidad . #3oran et! al!) ;<<=%!
#$ INTRODUCCIÓN 4a descomposición de residuos de plantas y animales en el suelo constituye un proceso biológico básico en el que el carbono #% es recirculado 0acia la atmós+era como dió"ido de carbono #$&%) el nitrógeno #5% es 0ec0o disponible como amonio #5-67% y nitrato #5$81% y otros elementos asociados #9)S) y varios micronutrientes% aparecen en la +orma requerida por las plantas superiores! :n este proceso algo del es asimilado dentro del tejido microbiano #la biomasa del suelo% y parte es convertido en -umus! 9arte del 0umus nativo es minerali*ado simultáneamente) en consecuencia el contenido total de materia orgánica es mantenido a un nivel estable característico del suelo y del manejo del sistema. ( DOUGLAS, J.T. and GOSS) :n la mayoría de los laboratorios de análisis de suelos del país) la materia orgánica se mide por el método de Walkley y Black #;<86%) el cual consiste en una o"idación parcial del carbono #% orgánico por la adición de una me*cla ácida de dicromato de potasio) sin la aplicación e"terna de calor! Sin embargo las di+erencias en el procedimiento analítico en cada laboratorio) tales como el peso de muestra) longitudes de ondas) tiempo de reacción) instrumentos de medidas entre otros) generan valores de ,$ dispersos) que a su ve*
4as plantas utili*an una gran proporción de lo que se +abrica en la +otosíntesis para la producción de raíces +inas e 0i+as micorri*ales! omo estas partes de las plantas se encuentran bajo tierra) cuando estas partes mueren) junto con las 0ojas caídas) ramitas) se crea la porción de 0ojarasca que contiene el suelo! 4a 0ojarasca y la solución acuosa 0allada en la 0ojarasca proporcionan una +uente de carbono para el suelo) y) a medida que se descompone la 0ojarasca) se crea el 0umus! 4a 0ojarasca se 0alla en una etapa de descomposición anterior a la del 0umus) y no se enla*a químicamente con minerales) como lo 0ace el 0umus! 4a descomposición de la 0ojarasca proporciona el ciclo de nutrientes que resulta tan importante para un ecosistema saludable! #>?:,,:@:@) ,! y S?$) A!;<%
%$ MATERIALES REACTI!OS • • • •
•
,uestra de suelo #;Cg% Bata Auantes de nitrilo 2apabocas K 2 Cr 2 O7
potasio%
;5 #3icromato de
Ingeniería Ambiental
•
H 2 SO 4
•
#Dcido sul+Erico
•
concentrado% •
•
• • •
•
¿ Fe SO4 ¿ H 3 PO 4
Sul+ato +erroso%
•
9ara reali*ar el procedimiento se tomó una muestra de suelo de un sistema natural de bosque) donde se anali*ó el porcentaje de materia orgánica contenida en el laboratorio de química #suelos% de la universidad central durante un periodo de dos 0oras!
#Dcido +os+órico%
Ferroina ?gua desioni*ada 3os :rlermeyer de &GC m4 o de ;&G m4
9esar ; gr de suelo seco al aire
5 ml de K2Cr2071N 10 m de H2SO4 Cn!en"rad (en
9ipetas de ;C m4 y de & m4 Haso de precipitado de GCC m4 ?gitador de vidrio 2ami*ador de suelo & mm
.nicio
2ami*ado de la muestra de suelo C!8g
4i"iviados
Se a$%"a #r 1 m%n&" ' e dea en*r%ar, den"r de la !am#ana,
,esocosmo banco de agua
,uestra Blanco
K2Cr2071N
Hariables
p-) 2emperatura) onductividad :léctrica) $&) ) 52U S32
+%!-
,uestra de suelo 5acimiento municipio de Soata
C!8 g
9arámetros +%!-
@esultados) ?nálisis y discusión de resultados
onclusiones
Fin
.on amonio) .on nitrato) ion +os+ato) ion sul+ato
Ingeniería Ambiental
Flujograma 1. Metodología de proceso determinación de materia orgánica- carbono orgánico
%$#$ Mon&a'e ( o)era!in
•
&!&! Pre)ara!in *e +a mue"&ra, 9esar ; gr de suelo seco al aire y tami*ar la muestra dependiendo del color como se aprecia en la siguiente tablaI
"#$# Peso s%elo &'(
&!'! C); #orgáni co% &!
"#)# K " C r" * + , N & l( &!! & C
"#.# /"S O) Co0 ce01 rado &-l(
&!;C! ;C
&!;;! &C
&!;8! G
&!;6! ;C
&!=! 6C
A)+i!a!in *e rea!&i-o" Se &!;'! utili*an & erlenmeyer de &GC ml asíI
•
:rlenmeyer ; blancoI G ml de >&r&C;5 7 ;C m de -&S$6 oncentrado #en campana e"tractora%) se agita por ; minuto y se deja en+riar) dentro de la campana) G minutos! :rlenmeyer & muestraI 3e acuerdo a la tabla la secuencia de suelo7 >&r&C;5 7 -&S$6 oncentrado #en campana e"tractora%) se agita por ; minuto y se deja en+riar dentro de la campana) ;G minutos!
No&a, :n estas preparaciones &!;! 0ay que tener precaución pues la reacción es violenta! Aumen&o *e -o+umen *e &!;=! mue"&raI uando se en+rían las preparaciones anteriores se agrega agua destilada por las paredes del cada erlenmeyer 0asta completar un volEmen de ;CCml! &!;
Ti&u+a!in, Se titula con FeS$6 &!&;! ;5!Se debe tener precaución en éste paso porque el paso de color pErpura oscuro a verde brillante puede darse en cualquier momento!
Ingeniería Ambiental
Toma *e *a&o", ?notar el &!&&! volEmen de FeS$6 ;5 gastado en la muestra y en el blanco! &!&8! &!&6! 2.25.
1$ RESULTADOS2 AN3LISIS y DISCUSIÓN DE RESULTADOS# 8!;! 4a materia orgánica del suelo tiene un contenido de carbono orgánico #$% que varía entre &!' () 9or los métodos de laboratorio) se determina el contenido de $ del suelo) y si se quiere convertir a materia orgánica) se deberá multiplicar por un +actorI ;)&6! :ste valor surge de dividir ;JC)&' #siendo &!' ( el contenido de del 0umus%! :l contenido de materia orgánica de los suelos es variable) y está determinado por los +actores de +ormación del suelo! 1$%$ C2+!u+o"
,# Calc%lo del 4orce01a5e de carbo0o or'607co: 8!8! 8!6! (!$K #Hb1Hm%L5LC)CC8L;CCJ9m 8!G! ( !$K #'!' – 6%L ;LC)CC8L;CCJC)8K &)' (
$#8# Do0de:
8!! (!$ K porcentaje de carbono orgánico! 8!=! Hb K volumen de FeS$6 ;5 empleado en el blanco! 8!
8!;&! 9mK peso de la muestra de suelo! 8!;8! 8!;6! 8!;G! 8!;'! 8!;! 8!;=! "# Porce01a5e de -a1er7a or'607ca: 8!;
( ,!$K( !$ L ;!&6
8!&;!
( ,!$ K &)'( L ;!&6 K 6!6=&6
$# Porce01a5e de 071r9'e0o: $#""# $#"$# (5!2K(,!$J&C 8!&6! ( 5!2 K 6!6=( J &C K C!&&6 $#".# 8!&'! M70eral7ac790I este es el 9roceso que ocurre en el suelo +undamentalmente biológico de trans+ormación del despojos animal y vegetales en sustancias minerales inorgánicas sencillas y solubles! :ste proceso de demolición) causado por los microorganismos del suelo puede ser directo o indirecto) previa +ormación de 0umus! 8!&! 4a conversión de un elemento de un estado orgánico a un estado inorgánico) a través de la acción de microorganismos! :s importante para ver si los microorganismos están trabajando y 0aciendo disponible a las plantas los nutrientes del suelo! #4ombricultura) s!+!% 1$%3$ E!ua!in 4enera+ en +a &i&u+a!in *e +a mue"&ra, 8!&
Ingeniería Ambiental
determinada e +unción de un cambio de coloración en el caso de utili*ar indicador y especi+icada por la siguiente ecuación de la titulación 8!8C! 5? H? K 5B HB 8!8;! 8!8&! A4en&e o5i*an&e, 3icromato de potasio 8!88! A4en&e re*u!&or I Sul+ato +erroso 8!86! 8!8G! Ca+!ina!in, :ste método determina el contenido total de materia orgánica que posee el suelo) completo o en alguna de sus +racciones! 3ebe tenerse presente que con este método se obtienen valores más altos en el contenido de materia orgánica del suelo) ya que con él se volati*an todas las +ormas de carbono orgánico #&% presentes en la muestra! 8!8'!,étodo de Walkley y BlackI on este método se estima el contenido de carbono orgánico total de una muestra de suelo) completo o de alguna de sus +racciones! :s el método más utili*ado en los laboratorios eda+ológicos para evaluar la materia orgánica del suelo! :ste método actEa sobre las +ormas más activas del carbono orgánico que posee el suelo y no produce una o"idación completa de dic0os compuestos) por lo que se deben 0acer ajustes a los resultados obtenidos en el laboratorio) cuando se quieren e"presar en términos de contenido de materia orgánica! :l SS4 #;<<'% recomienda utili*ar un +actor de corrección igual a ;!&6) asumiendo que la materia orgánica tiene G=( de carbono orgánico! #Walkley) ;<6% 8!8! 8!8=! Ci!+o *e +a ma&eria or42ni!a, :ste ciclo se da 9or acción del ecosistema) la materia está pasando continuamente del compartimiento inorgánico abiótico al orgánico biótico y viceversa) es un proceso cíclico que garanti*a la disponibilidad de materia para el ecosistema y para la vida! ? di+erencia de la energía) que tiene una +uente de larga duración en el Sol) la
materia disponible en la super+icie de la Bios+era es +initaM si la materia no se reciclara) ya se 0abría agotado y la vida no sería posible! 9or ello) el reciclaje de la materia es uno de los procesos básicos de soporte de la vida sobre la 2ierra! 8!8
•
3.44. 8!6G!
1$9:$ A!!in *e !a*a rea!&i-o en +a *e"!om)o"i!in *e +a ma&eria or42ni!o 8!6! Di!roma&o *e )o&a"ioI :sta reacción actEa como agente o"idante suave en un medio altamente acido) el cambio de color que este re+leja se puede utili*ar para comprobar si se encuentra un alde0ído o una cetona! uando un alde0ído está presente los iones de cromo se reducirán desde el '
Ingeniería Ambiental
al estado de o"idación y el cambio de color de naranja a verde! :sto debido a que el alde0ído puede o"idarse! #-ealt0) s!+!% 8!6=! .!i*o "u+/;ri!oI :ste acido reacciona violenta y e"otérmicamente con la materia orgánica) debido a sus componentes) teniendo el riesgo de ser e"plosiva! 8!6
para determinar la cantidad de dicromato consumido y calcular la materia orgánica o"idable esto se calcula en términos de equivalencia de o"ígeno! #Sul+ato +erroso # -ierro%) s!+!%
.!i*o /o"/ri!oI esta solución es un in0ibidor de corrosión) es corrosivo pero no es to"ico al disolverlo en agua! #:cu@ed) s!+!%
/.51.
8!G&! 8!G8!
9$ CONCL=
6!'! 6!! 6!=! 6!
9$%>$
RE0ERENCIA<
4.21. 4.22.
DOU!"#$ %.&. and O##$ M.%. #tabilit' and organic matter content o( sur(ace soil aggregates under di((erent met)ods o( culti*ation and in grassland. #oil and &illage +esearc) 2, 1-1$ 1/02.
4.2. DO+" %.3.$ !!5O&&$ .&.$ 6"U#&5" 7. 81//09. #oil microbial acti*it'$ nitrogen c'cling$ and long-term c)anges in organic carbon pools as related to (allo: tillage management. #oil ; &illage +esearc). 4/$ -10. 4.24. 7"MM++$ M. ' #"<antes$ 1/. . 4.2. "+?5$ !. @. 81 de A4 de 2A1A9. Boja De Datos De #eguridad. Obtenido de "cido #ul(urico, )ttp,CCccs.org.coCdocstaticCcisproEuimC)ojasdeseguridadC"<5DO#U!FU+5acion. Obtenido de )ttp,CC:::.manualdelombricultura.comCglosarioCpalC1.)tml 4.2/. "<5O"!$ U. 82A149. Fundamentos Hiologicos ' cologicos . Obtenido de
)ttp,CC:::.*irtual.unal.edu.coCcursosC5D"C2AA/122ClecturascontenidoCcapituloC2ciclosdem ateria.)tm 4.A. #ul(ato (erroso 8 Bierro9. 8s.(.9. Obtenido de )ttp,CC:::.co('bc(.org.arCin(ormacionC#ul(ato G2AFerroso.pd( 4.1. 4.2.
4.//.
6!86! 6!8G! 6!8'! 6!8! 6!8=! 6!8
