producción de CO

ACTIVIDAD HETERÓTROFA
TOTAL
PRÁCTICO N° 5
Abundancia de
microrganismos
Actividad
microbiana
Determinación de grupos
funcionales (fijadores de
nitrógeno, celulolíticos,
nitrificadores, amonificadores,
etc.)
Heterótrofa total
(producción de CO2,
consumo de O2)
Enzimas específicas
(nitrogenasa, sacarasa,
ureasa, amilasa)
Objetivos:
 Incorporar conocimientos generales sobre las técnicas de análisis para la
actividad heterótrofa total.
 Conocer la importancia del monitoreo de la actividad de los
microorganismos edáficos.
 Adquirir habilidades y/o destrezas en el análisis de la actividad heterótrofa
total.
 Valorar la responsabilidad, interacción, cooperación y respeto para
fomentar una eficiente labor grupal.
INTRODUCCIÓN
Actividad
microbiana total
•Evalúa el
metabolismo de
todos los
microorganismos del
suelo en su conjunto.
Producción de CO2
(practicidad y
simplicidad
metodológica).
Actividad
heterótrofa total
•El metabolismo más
importante de los
microorganismos es la
respiración aeróbica.
Los métodos se basan
en determinar la
respiración del suelo.
Métodos de medición en
el laboratorio (respiración
potencial) o directamente
a campo (in situ).
•Los métodos de
medición a campo
reflejan de manera
más realista la
situación analizada
pero suelen ser más
difíciles de
implementar.
Consumo de O2
Producción y medición de CO2 en
condiciones de laboratorio
Preparación
de muestras
Incubación
Titulación
Cálculos
Producción de CO2 en laboratorio:
Preparación de muestras
20 g suelo
15 mL NaOH
300-400 cc
300-400 cc
Muestra
Blanco
INCUBAR 7 DIAS
Reacción química que se produce durante la incubación:
CO2 + 2 NaOH
Na2CO3 + H2O
Procedimiento para medir la producción de
CO2 en laboratorio
 Preparación de muestras-Materiales:
Balanza
NaOH 0,2 N
H2O
Pipeta
Muestra
Cubeta
Frasco de 300-400 cc
Procedimiento para medir la producción de
CO2 en laboratorio
1) Pesar 20 g
de suelo.
2) Colocar
en el frasco.
3) Hidratar:
60% cc (3
ml)
Procedimiento para medir la producción de
CO2 en laboratorio
4) Preparar un
“blanco”.
5) Colocar
NaOH en las
cubetas (15 mL).
6) Colocar las
cubetas en los
frascos.
Procedimiento para medir la producción de
CO2 en laboratorio
7) Cerrar los
frascos
herméticamente.
8) Sellar con papel
parafinado.
9) Incubar a 2830°C (7 días) .
Producción de CO2 en laboratorio:
Titulación
 La titulación o valoración ácido-base, es una técnica cuantitativa utilizada
para estudiar las reacciones de neutralización.
NaOH + HCl
BASE
+
ÁCIDO
NaCl + H2O
SAL
+
REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN
AGUA
Producción de CO2 en laboratorio: Principio
básico de la titulación ácido-base
Cuando
la
cantidad de
H+
provenientes
del
ácido
iguala a la
cantidad de
OHprovenientes
de la base, el
indicador
cambia de
color y se
alcanza
el
punto final.
Erlenmeyer
que
contiene la
solución
básica
a
analizar
Bureta
con
solución
ácida de concentración
conocida
Se agrega un reactivo
indicador.
Lentamente se agrega el ácido al
erlenmeyer con la solución básica
problema.
Producción de CO2 en laboratorio:
Titulación
NaOH
Na2CO3
H2O
NaOH
Na2CO3
H2O
Colocar en erlenmeyer
Agregar 1 ml BaCl2 y
una gota de fenolftaleina
Titular con HCl 0,2 N
Muestra
CALCULAR
Blanco
Procedimiento para medir la producción de
CO2 en laboratorio
 Titulación-Materiales:
Bureta
Pizeta
BaCl2 2%
Blanco
y muestra
Fenolftaleína
Pinza
Erlenmeyer
NaOH 0,2 N
Vaso
de precipitado
HCl 0,2 N
Procedimiento para medir la producción de
CO2 en laboratorio
1) Enrasar la
bureta con HCl.
2) Extraer
cubeta con
pinza del
BLANCO.
3) Colocar el
NaOH en un
Erlenmeyer.
Procedimiento para medir la producción de
CO2 en laboratorio
4) Agregar
BaCl2 (1mL).
5) Agregar
fenolftaleína
(1 gota) .
6) Agitar
mientras se
titula.
Procedimiento para medir la producción de
CO2 en laboratorio
7) Cambio de
color del
indicador.
8) Registrar lectura
del blanco(mL de
HCl).
Procedimiento para medir la producción de
CO2 en laboratorio
1) NaOH de la
muestra.
5) Registrar la lectura de
la muestra (mL de HCl).
2) Agregar BaCl2
y fenolftaleína.
3) Agitar
mientras se titula.
4) Cambio de color
del indicador .
Actividad: titular muestras incubadas.
Cálculo para determinar la cantidad de
CO2 por gramo de suelo
mLde HCl 0,2 N
gastados para
titular el
blanco
mL de HCl 0,2 N
gastados para
titular la
muestra
Factor de conversión
entre HCl y CO2
HCl = CO2/2
HCl 0,2 N = HCl/5 =CO2/2 x 5
peso molecular del CO2 = 44
(Blanco - Muestra) 4,4 = mg CO2 / 7 días / g de suelo
peso del suelo
Ejemplo:
 HCl 0.2 N gastados para titular el blanco: 13,4 mL
 HCl 0.2 N gastados para titular la muestra: 7,3 mL
 suelo: 20 g
(13.4 – 7.3) 4.4 = 1.34 mg CO2 / 7 d / g de suelo
20
Actividad: Resolver problemas de CO2 en laboratorio
Síntesis para medir CO2 en laboratorio
20 g suelo
15 ml NaOH
300-400 cc
300-400 cc
Muestra
Blanco
INCUBAR 7 DIAS
NaOH
Na2CO3
H2 O
Colocar en erlenmeyer
NaOH
Na2CO3
H2 O
Agregar 1 ml BaCl2 y
una gota de fenolftaleina
Titular con HCl 0,2 N
Muestra
CALCULAR
Blanco
Procedimiento para medir la producción de
CO2 a campo
RECIPIENTE HERMÉTICO ENTERRADO (10 CM)
MEDICIÓN CON JERINGA
JERINGA EXTRACTORA DE GASES Y DETECTOR GRADUADO
LECTURA DE CO2
Casos prácticos de análisis microbiano
del suelo
 Efecto de las prácticas productivas
Factores a considerar:
1) No hay valores óptimos absolutos para todos los sitios en estudio. Usar
testigo de suelo sin disturbar.
2) Valores mayores no significa mejor fertilidad. Procesos balanceados.
3) Índices entre parámetros químicos y biológicos: por ej. Índice de
mineralización de C (CO2/MO).
Situaciones analizadas: Bosque
Chaqueño
Tala y sobrepastoreo
Testigo
Quema de pastizal
Testigo
Desmonte selectivo
y pasturas
Testigo
Situaciones analizadas:
Agroecosistemas
Monocultivo –
labranza
convencional
Ganadería y
pasturas
Siembra directa y
rotación
Testigo: suelo bajo alambrado
Parámetros analizados
• Químicos:
• Biológicos:
• Materia Orgánica
• Respiración
• pH
• N total
• Nitrato
• Grupos Funcionales
• Estructura Poblacional
• Índice de Mineralización de C
Porcentaje (%) de variación con el
suelo testigo
Bosque Chaqueño
respiración
materia orgánica
nitrato
100
Agroecosistemas
materia orgánica
nitrificadores
pH
0
respiración
nitrato
100
celulolíticos
amonificadores
nitrificadores
pH
0
fijadores
testigo
desm.-pasturas
quema
sobrepastoreo
celulolíticos
amonificadores
* Efecto de cambio de vegetación
* Efecto del sistema de labranza
* Efecto del fuego
fijadores
testigo
SD-rotación
ganadería
lab. convencional
Estructura de las comunidades
microbianas
Bosque Chaqueño
100%
16
11
8
16
17
80%
24
27
24
nitrificadores
60%
38
27
31
26
celulolíticos
fijadores
40%
amonificadores
20%
33
31
29
33
testigo
sobrepastoreo
quema
desmontepasturas
0%
Agroecosistemas
100%
4
15
80%
25
8
15
16
19
20
nitrificadores
28
60%
31
34
30
celulolíticos
fijadores
40%
amonificadores
48
20%
36
37
testigo
lab.convencional
34
0%
SD-rotación
ganadería
Indicadores Biológicos: Índice de
Mineralización de C (IMC)
Bosque Chaqueño
IMC
Agroecosistemas
IMC
Testigo
0.96
Testigo
1.02
Tala y sobrepastoreo
2.29
Monocultivo convencional
1.36
Quema de pastizal
1.17
Ganadería y pastura
1.18
Siembra directa y rotación
0.93
Desmonte selectivo y
pasturas
0.96
IMC= 1 balanceado
>1 pierde C
< 1 gana C