DETERMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA
DETERMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA
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Nombres
E-mail
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Daniel Alejandro
Salamanca Santiago dasalamanca@unicauca.edu.co
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AGROQUÍMICA,
QUÍMICA, CIENCIAS NATURALES EXACTAS Y DE LA EDUCCIÓN, UNIVERSIDAD DEL CAUCA
Grupo
N°: 6
Fecha
de realización de la práctica:
21/02/2019
Fecha
de entrega de informe: 28/02/2019
1.
RESUMEN.
La materia orgánica (residuos de plantas
y materiales animales) está hecha de compuestos tales como los carbohidratos,
ligninas y proteínas. La materia orgánica y el humus almacenan muchos
nutrientes del suelo. También mejoran su estructura, sueltan suelos de arcilla,
ayudan a prevenir la erosión y mejoran la capacidad de retención de nutrientes
y agua de suelos arenosos o toscos.
Se determinó el porcentaje de carbón orgánico (1,58±0,38 %) y materia orgánica
(2,72 ±0,65 %), los cuales dentro de las tablas registradas para materia
orgánica es un contenido muy alto, sin embargo, tuvimos en cuenta el tipo de
suelo, la región y las características tanto externas como internas de la
muestra tomada en el municipio de suaréz – Cauca.
2.
METODOLOGÍA.
Para la determinación de la cantidad
de la cantidad de materia orgánica en el suelo, realizado en esta práctica de
laboratorio, se procedió a realizar el método del cuarteo (hasta obtener
aproximadamente la masa de muestra requerida para la prueba) a el suelo que
previamente había sido secado, triturado, tamizado y depositado en un frasco de
vidrio, para asegurar condiciones de almacenamiento apropiadas. Posteriormente
se procedió a la realizar la toma de los pesos de aproximadamente 0,2000 g de
muestra a cada Erlenmeyer a los cuales se les adicionó 5 mL de dicromato de
potasio de concentración 1N y posteriormente se agitó, seguidamente se adiciona
10 mL de ácido sulfúrico concentrado y se agitó durante un minuto, se dejó
reposar durante un periodo de 30 minutos, después de este tiempo se diluyó con
75 mL de agua y se agregó 5 mL de ácido fosfórico de concentración 85% e
indicador ferroína, el exceso de dicromato se valoró con solución ferrosa 0,93N,
llevando un blanco.
3.
INTRODUCCIÓN
La
materia orgánica (residuos de plantas y materiales animales) está hecha de
compuestos tales como los carbohidratos, ligninas y proteínas. Los
microorganismos descomponen la materia orgánica en dióxido de carbono y los
residuos más resistentes en humus. Durante el proceso de descomposición los
microbios pueden atrapar nitrógeno del suelo. La materia orgánica y el humus
almacenan muchos nutrientes del suelo. También mejoran su estructura, sueltan
suelos de arcilla, ayudan a prevenir la erosión y mejoran la capacidad de
retención de nutrientes y agua de suelos arenosos o toscos. La cantidad de
materia orgánica del suelo depende de la vegetación, el clima, la textura del
suelo, el drenaje del mismo y de su laboreo. Los suelos minerales con mayor
contenido de materia orgánica son normalmente los suelos de praderas vírgenes.
Los suelos de bosques y aquellos de climas cálidos tienen una menor cantidad de
materia orgánica. [6]
El objetivo de esta práctica es determinar el porcentaje de materia
orgánica mediante la determinación del carbón más fácilmente oxidable, método
de Walckley- Black
4. RESULTADOS.
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Tabla
1: Datos para determinación de materia orgánica.
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Parámetro
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Medida
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Peso de muestra 1
|
0.2033g
|
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|
Peso de muestra 2
|
0.2073g
|
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|
Peso muestra 3
|
0,4003g
|
|
|
Peso de patrón
glucosa
|
0.0112g
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Volumen de K2Cr2O7
1 N
|
5mL
|
|
|
Volumen de H2SO4
concentrado
|
10mL
|
|
|
Volumen de agua
|
75mL
|
|
|
Volumen de ácido
fosfórico 85 %
|
5 mL
|
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Volumen de titulación
utilizando solución ferrosa 0.492 N para la muestra 1
|
8.5mL
|
|
|
Volumen de titulación
utilizando solución ferrosa 0.493 N para la muestra 2
|
8,15mL
|
|
|
Volumen de titulación
utilizando solución ferrosa 0.493N para la muestra 3
|
5mL
|
|
|
Volumen de titulación
utilizando solución ferrosa 0.493 N para el blanco 1
|
10.15mL
|
|
|
Volumen de titulación
utilizando solución ferrosa 0.493 N para el patrón
|
7,10 mL
|
|
3.1 Cálculo
de la concentración del sulfato de hierro
Como
la relación estequiometria de la reacción entre el K2Cr2O7 con
el sulfato de hierro es 1:1, entonces:
Se
gastaron 10.15 mL de solución FeSO4 en la titulación del blanco entonces:
La siguiente tabla resume los datos
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Tabla
2: Datos calculados para el blanco.
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||
|
Blanco
|
Volumen
gastado de solución FeSO4
|
Normalidad
calculada
|
||
|
1
|
10.15 mL
|
0.493
|
||
Ø
Ahora
para obtener el peso de la glucosa teniendo en cuenta la pureza:
3.2
Cálculo del % de carbono para el patrón.
N es la normalidad de la solución ferrosa
M es el volumen de la solución ferrosa empleada en la
muestra
B es el volumen de la solución ferrosa empleada en el
blanco
Pm es el peso de la muestra en gramos
Pw es la humedad en %
Patrón
de glucosa:
Se calculó igual para los demás
volúmenes de patrón con cada normalidad, la siguiente tabla resume los datos:
Ø
Porcentaje de error:
Pureza
del patrón de glucosa 99.5%
C = 72.0642g
Entonces, el porcentaje de error calculado fue 1,20, se utiliza
para encontrar el error en las muestras.
3.3 Cálculo
del % de carbono para las muestras.
Los datos de la tabla 2, el volumen
de titulación utilizando solución ferrosa 0.493 N para la muestra 1,2 y 3 y el
peso medido de las muestras (Ver Tabla 1), se reemplazan en la fórmula 1:
Muestra
1:
Muestra
2
Muestra
3
Ahora
calculamos el error recordando que % de error = 1.20%
Muestra
1:
ü
1,27–
0.015 = 1,25%
Muestra
2:
ü
1,51
– 0.0181= 1,49%
Muestra
3:
ü
2,01
– 0.024= 1,99%
La siguiente tabla resume los datos
anteriormente calculados:
|
Tabla
5: Cálculo del % de carbono para la muestra y error
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|||||||
|
Muestra
|
%
de C
|
%
Error
|
Corrección
% de C
|
El promedio
%C orgánico
|
Desviación
Estándar (S)
|
CV (%)
|
|||||||
|
1
|
1,27
|
1,20
|
1,25
|
|
|
|
|||||||
|
2
|
1,51
|
1,20
|
1,49
|
1,58
|
0,38
|
23,89
|
|||||||
|
3
|
2,01
|
1,20
|
1,99
|
|
|
|
|||||||
3.4 Contenido
de materia orgánica
Muestra
1:
1,25 x 1.724 = 2,155%
Muestra
2:
1,49 x 1,724= 2,57 %
Muestra
2:
1,99 x 1,724= 3,43%
Tabla
6. Porcentaje de carbono y materia orgánica para las muestras.
|
Muestra
|
% C
|
El
promedio
%C orgánico
|
% MO
|
%MO (Promedio)
|
Desviación
Estándar (S)
|
CV (%)
|
|
1
|
1,25
|
|
2,155
|
2,72
|
0,65
|
0,24
|
|
2
|
1,49
|
1,58
|
2,57
|
|
|
|
|
3
|
1,99
|
|
3,43
|
|
|
|
Una vez determinado el porcentaje
de materia orgánica, se compara con la siguiente tabla donde se clasifica la
misma según la altura y el clima:
|
Tabla 7. Materia Orgánica % de
acuerdo al clima y la altura sobre el nivel del mar.
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||||
|
Clima
|
Altura
|
Bajo
|
Medio
|
Alto
|
|
Frio
|
Alta (2200 – 3000)
|
<5
|
5 – 10
|
>10
|
|
Medio
|
Media (1500 – 2200)
|
<3
|
3 – 5
|
>5
|
|
Cálido
|
Baja (0 – 1500)
|
<2
|
2 – 4
|
>4
|
Otra tabla de comparación es la
siguiente, donde la característica de contenido de materia orgánica en los
suelos se utiliza para agrupar clases de ellos, donde se propone la siguiente
clasificación [2]:
|
Tabla 8. Clasificación según el
contenido de Materia Orgánica
|
||
|
Interpretación
|
Porcentaje
de MO
|
Porcentaje
de C
|
|
Muy bajos
|
<2
|
<1.2
|
|
Bajos
|
2 a 5
|
1.2 a 2.9
|
|
Medios
|
5 a 8
|
2.9 a 4.6
|
|
Altos
|
8 a 15
|
4.6 a 8.7
|
|
Muy Altos
|
>15
|
>8.7
|
4. ANALISIS
DE RESULTADOS
Los residuos orgánicos presentes en
el suelo con un grado de descomposición están compuestos principalmente por
hidratos de carbono simple y complejo, compuestos nitrogenados, lípidos, ácidos
orgánicos, polímeros y compuestos fenólicos y elementos minerales. Estos
componentes sufren una serie de transformaciones que dan origen a la materia
orgánica que está presente en el suelo la cual le proporciona determinadas
características al suelo como la capacidad buffer, capacidad de intercambio
catiónico, contenido de nutrientes en el suelo, el pH; la materia orgánica
hallada en los suelos puede oscilar entre el 0% en suelos muy jóvenes, y el 80%
en suelos “orgánicos” [1]
La determinación se realizó por
medio de una combustión húmeda del carbono, basada en la reducción del Cr2O72-
y determinación de dicromato no reducido por titulación [2], donde el contenido
de carbono de nuestra muestra es de un 1,58 ± 0,38% (Ver tabla 6), donde se
incluyen restos vegetales y animales recién depositados en el suelo, la
fracción húmica en su proceso de mineralización y humificación. El contenido de
materia orgánica en los suelos está determinado en primera instancia por, el
clima y la vegetación, pero que también sufren los efectos de otros factores
locales, como el relieve, material parental, el tipo y duración de la
explotación de los suelos, y algunas de sus características, químicas y físicas
[2].
Según la tabla 7, el
suelo analizado al encontrarse a una altura de 1299 msnm está clasificado como
un suelo con contenido orgánico medio, lo cual no concuerda con la zona de
muestreo puesto que según la textura del suelo analizado es franco- arenoso, lo
cual le concede al suelo tener una buena aireación como drenaje que permite que
la materia orgánica, no se acumule, sino que se dé su proceso de humificación,
formación de ácidos húmicos, fúlvicos, y huminas. El contenido de materia orgánica está afectado por el clima
ya que a mayor altitud hay una mar acumulación de materia orgánica en el suelo.
[3] Por tanto el
resultado concuerda más con la tabla 8 con respecto al porcentaje de materia orgánica, como así mismo el porcentaje de C, esto es correcto debido a
que este tipo de suelos no han sido usados para la explotación agrícola, por
ende no se le ha realizado ningún tratamiento con abonos orgánicos; sino que han sido usados para la explotación
minera Por otra parte se
determinó la materia orgánica al multiplicar el porcentaje de carbono por el
factor de Van Bemmelen (1.724), nos dio como resultado un 2,72 ± 0,65 % de
materia orgánica en la muestra (Ver tabla 6); este porcentaje se compara con la
tabla 7 y 8, las cuales tienen una cuantificación especifica que clasifica la
materia orgánica en media y baja.
5. CONCLUSIONES
Y RECOMENDACIONES
Se comprobó que el contenido de
carbono orgánico es un indicativo del contenido de la materia orgánica porque
ambos son porcentajes bajos (2,72 ± 0,65%
MO y 1,58 ± 0,38% C), lo que indica que sin calcular el contenido de MO ya teníamos
indicio con el porcentaje de carbono orgánico que la MO era bajo debido a la
textura del suelo (franco-arenoso). Al comparar los resultados con las tablas,
podemos concluir que están en la clasificación baja porque este suelo no ha sido usado para
fines agrícolas, por ende no se le ha aplicado ningún tipo de tratamiento, como
abonado, o compostaje. El
bajo contenido de materia orgánica
indica que hay una baja actividad de biológica en el suelo lo cual desfavorece
el aumento de la materia orgánica y la mineralización.
6. PREGUNTAS
COMPLEMENTARIAS.
Ø
¿De
acuerdo a sus resultados cómo puede prever el proceso de mineralización y
humificación de la MO en su muestra de suelo?
Teniendo en cuenta la relación C/N,
la relación ácidos /bases, la relación lignina/celulosa y el contenido de
minerales para garantizar la mineralización y humificación, siendo este un
proceso también microbiológico es importante tener en cuenta la microflora y microfauna,
sin dejar a un lado el pH, riqueza y disponibilidad en nutrimientos, régimen
hídrico, la temperatura y condiciones de aireación [2].
Ø
¿Por
qué se toma 1.724 como factor de conversión de carbono orgánico a materia
orgánica?
El carbono es el principal elemento
presente en la MOS. Por lo tanto la determinación de la COS puede ser usado
como una base para la estimación de MOS. Por muchos años, las investigaciones
usan el factor de conversión de Van Bemmelen de 1.724 basado en la suposición
que la MOS contiene 58 % de COS, (Nelson and Sommers 1996). En estos estudios,
el valor de la MOS es encontrada multiplicando el factor de 1.724 (100/58) por
los valores de porcentaje de COS para
una determinada muestra de suelo.
La bibliografía indica que la proporción
de C orgánico en la materia orgánica del suelo para un conjunto de suelos es
muy variable, por lo cual todo factor constante que se seleccione es solamente
una aproximación [4].
El factor de transformación
de COS a MOS puede variar entre 1,9 para suelos superficiales y 2,5 para muchos
subsuelos (Broadbent, 1953). Como existe una considerable variación entre
diferentes suelos y horizontes en el factor de conversión COS - MOS, es
preferible informar el valor de COS sin transformar (Allison, 1965) [5].
Ø
¿Qué
cuidados deben tenerse en la manipulación de dicromato de potasio?
El dicromato de potasio es tóxico.
En contacto con la piel se produce sensibilización y se pueden provocar
alergias. Al igual que los cromatos, los dicromatos son cancerígenos. En el cuerpo
son confundidos por los canales iónicos con el sulfato y pueden llegar así
hasta el núcleo de la célula. Allí son reducidos por la materia orgánica
presente y el cromo (III)
formado ataca a la molécula de ADN.
Residuos que contienen dicromato de
potasio se pueden tratar con sulfato de hierro (II)
(FeSO4). Este reduce el cromo (VI) a cromo (III) que precipita en
forma del hidróxido o del óxido.
7.
BIBLIOGRAFIA
[1] Porcentaje
de materia orgánica.
Disponible en: http://ecoplexity.org/files/Percent%20organic%20matter_protocol_spanish.pdf Consultado: 27/02/2019
[2] Fassbender, H., Bornemisza, E.
Química de los Suelos con Énfasis en Suelos de América Latina. Instituto Interamericano
de Cooperación para la Agricultura (IICA). 5ª Edición. Costa Rica. 1987 pp 55 –
78
[3] LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO.
Disponible en:
http://www.unalmed.edu.co/~esgeocien/documentos/djaramillo/(Microsoft%20PowerPoint%20-%20Mat_Org.pdf
Consultado: 27/02/2019
[4] Duran A,
Composición del Suelo. Facultad de agronomía. Universidad de la
república. Dpto de suelos y aguas. Montevideo. Uruguay. 2004. Pág 15-16.
[5] Martinez
H.E, Fuentes J.P, Acevedo E. SOIL
ORGANIC CARBON AND SOIL. Universidad
de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Departamento de Producción Agrícola.
Laboratorio de relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004. Santiago de Chile.
[6]. Raquel
Pascual-S. Izquierdo Sara Venegas Yuste. LA
MATERIA ORGÁNICA DEL
SUELO. PAPEL DE
LOS MICROORGANISMOS.
8. ANEXO
Tabla
10: Resultados de
la muestra de suelo de la finca Los Naranjos.
|
Textura
|
Arenas (65.77%)
|
franco - Arenoso
|
|
Arcillas (16.88 %)
|
||
|
Limos (17.35 %)
|
||
|
%
de humedad higroscópica
|
5,70
|
|
|
%
de humedad campo
|
27,47
|
|
|
%
de grava
|
12,09
|
|
|
Densidad
aparente (Da) (g/cm3)
|
0,9257
|
|
|
pH
de pasta saturada
|
5.30
|
|
|
pH
relación 1:1 solvente agua
|
5.60
|
|
|
Acidez
intercambiable meq/100g
|
|
|
|
Al
intercambiable meq/100g
|
0,883
|
|
|
Hidrógeno
intercambiable meq/100g
|
0.321
|
|
|
Porcentaje de carbono (% C)
|
1.58
|
|
|
Porcentaje de M.O (% M.O)
|
2,72
|
|
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