Evaluación de la lábil de carbono orgánico en el suelo Uso de procedimientos de incubación secuencial Fumigación

El objetivo general de este procedimiento de incubación por fumigación secuencial es estimar el carbono lábil y la tasa potencial de renovación de carbono en el suelo. Este método puede responder a cosas clave en el campo de la microbiología del suelo, como la cantidad de sustrato que los microbios del suelo utilizan para transformar los nutrientes del suelo. Una de las principales ventajas de esta técnica es que es relativamente sencilla de usar y económica.

Antes de la recolección, identifique las diferencias en las propiedades del suelo y la vegetación dentro del sitio de recolección. Utilizando los coeficientes de variación adecuados, determine el número de muestras necesarias y la distancia de variabilidad. Para condiciones de suelo heterogéneas, designe un patrón de muestra de cuadrícula en el que la distancia entre los puntos de muestra en cada transecto sea menor que la distancia de variabilidad dentro de una unidad experimental.

Limpie la materia orgánica de la superficie del suelo en los puntos de muestreo. Con una barrena, recoja cada muestra de suelo. Para cada transecto de la cuadrícula, mezcle las muestras en un solo recipiente.

Coloque cada muestra compuesta en una hielera con bolsas de hielo inmediatamente después de la recolección. Una vez finalizado el trabajo de campo, tamice las muestras de suelo. Limpie la malla con agua después de tamizar cada muestra.

Para cada muestra de suelo compuesto, coloque tres muestras individuales de 100 gramos en vasos de precipitados. Cubra los vasos de precipitados con film de laboratorio y preincube los vasos a 25 grados centígrados durante 10 días. Luego, para cada muestra, retire la película y coloque un gramo de tierra en un bote de pesaje de aluminio previamente pesado.

Registre el peso combinado del suelo húmedo y pese el bote. Seque cada muestra en los botes de pesaje a 105 grados centígrados durante 48 horas. Controle el peso cada ocho horas durante las primeras 24 horas y luego cada seis horas hasta que no se pierda más peso.

Usando los pesos conocidos de los botes de pesaje, determine el peso del suelo seco. Calcule la proporción de peso del suelo seco a húmedo. Para comenzar la fumigación, coloque una toalla de papel húmeda en el fondo de cada uno de los dos desecadores de vacío de vidrio con platos de porcelana.

Designe un desecador para la fumigación. Para cada muestra, prepare tres viales de vidrio estrechos, cada uno con 30 gramos de tierra. Etiquete cada vial con lápiz en cinta de laboratorio.

Para cada juego, coloque dos viales en el desecador de fumigación y el tercer vial en el otro desecador. Coloque el desecador de fumigación en una campana extractora. Cubre el fondo de un vaso de precipitados de 100 mililitros con piedras hirviendo.

En la campana extractora, vierta 50 mililitros de cloroformo sin etanol en el vaso de precipitados. Coloque el vaso de precipitados en el centro del desecador de fumigación y cierre el desecador. Conecte el desecador de fumigación a una bomba de vacío.

Encienda la bomba de vacío y deje que el cloroformo hierva durante 30 segundos. Luego, apague y desconecte la bomba para permitir que entre aire en el desecador. Repite este paso dos veces más.

Hervir el cloroformo por cuarta vez durante dos minutos. Luego, cierre el desecador para mantener el vacío. Apague y desconecte la bomba de vacío.

Cierre y selle el otro desecador. Guarde ambos desecadores en un área oscura a temperatura ambiente durante 24 horas. A continuación, coloque el desecador de fumigación en una campana extractora.

Ventile el desecador y retire la toalla de papel. Coloque los viales con tierra en el desecador, cierre el desecador, conecte la bomba de vacío y abra el vacío para eliminar el gas cloroformo de las muestras de suelo. Encienda la aspiradora durante cinco minutos y luego ventile el desecador.

Realice este paso cuatro veces más, luego retire los viales llenos de tierra del desecador para prepararlos para los procedimientos de incubación. Para preparar recipientes de incubación, etiquete botellas de polipropileno de boca ancha para las submuestras fumigadas y no fumigadas. Etiquete tres botellas más, ya que no hay controles de suciedad para la valoración posterior.

Para cada botella etiquetada, perfore un agujero en el centro de un tapón de goma de tamaño 10 e inserte una varilla de vidrio de 15 centímetros de largo en el agujero. Fije un frasco de vidrio de 40 mililitros a la varilla de vidrio con una banda elástica. Luego, agregue un gramo de tierra de la muestra de suelo preincubada original a cada una de sus tres submuestras.

Coloque un mililitro de agua desionizada en una de las botellas etiquetadas para suelo fumigado. Coloque un frasco de tierra fumigada en la botella. Pipetear un mililitro de hidróxido de sodio de dos molares en el vial de vidrio del conjunto del tapón.

Tape con cuidado el frasco y selle el frasco con una película de laboratorio. Repita este proceso para las muestras de suelo restantes. Prepare los recipientes sin tierra de la misma manera pero sin muestras de suelo.

Guarde las cámaras de incubación en un área oscura a temperatura ambiente durante 10 días. Después de la incubación, retire con cuidado el vial de hidróxido de sodio de un recipiente de incubación. Pipetear dos mililitros de un molar de cloruro de bario en el vial.

Agregue una gota de fenolftaleína al vial. Agregue una barra magnética para remover el vial y comience a remover la mezcla en una placa para revolver. Con una bureta, agregue lentamente 0,1 de ácido clorhídrico normal hasta que la apariencia de la solución cambie de rojo a incoloro.

Registre el volumen de ácido clorhídrico agregado. Repita la valoración para todas las cámaras de incubación anotando los valores de ausencia de suelo por separado. Utilizando los datos de valoración y la relación entre el peso del suelo seco y húmedo, calcule el dióxido de carbono mineralizado durante la incubación de las muestras de suelo.

A partir de esto, calcule el carbono de la biomasa microbiana para cada conjunto de muestras. Realice siete rondas más de fumigación e incubación en las muestras fumigadas, calculando el dióxido de carbono mineralizado después de cada ciclo. Con estos datos, determine la cantidad de carbono orgánico lábil y el tiempo de renovación potencial para cada muestra fumigada mediante regresión no lineal.

El método secuencial de fumigación e incubación del suelo identifica las diferencias en el carbono orgánico lábil, o LOC, y las tasas potenciales de renovación de carbono entre las diferentes condiciones de la vegetación. Las condiciones de la soja tienen los valores más altos de LOC, lo que se asoció con la deposición de biomasa durante las cosechas de soja. Las plantaciones de pino Loblolly tuvieron las tasas potenciales de renovación de carbono más altas, lo que se asoció con la hojarasca ácida como fuente dominante de materia orgánica del suelo.

El sistema de cultivo en callejones de pino loblolly y pasto varilla tuvo la gama más amplia de condiciones de sitio de muestreo y el pasto varilla tuvo la mayor variación en las texturas del suelo entre los sitios de muestreo. Ambas condiciones exhibieron amplios rangos de valores de LOC y tasas potenciales de renovación de carbono. Una vez dominada, esta técnica tarda unos 30 minutos por muestra en el transcurso de un período de 80 días que se tarda en ejecutar cada muestra.

Para llevar a cabo este procedimiento con precisión, algunas de las cosas que debe recordar son asegurarse de que los desecadores estén bien sellados, así como las cámaras de incubación, y no respirar demasiado cerca de los viales que contienen hidróxido de sodio. Junto con este procedimiento o después de este procedimiento, hay varios ensayos enzimáticos diferentes que se pueden realizar en el suelo para comprender mejor la función microbiana del suelo. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo realizar el análisis de carbono lábil utilizando el procedimiento de incubación de fumigación secuencial.

No olvide que trabajar con cloroformo puede ser extremadamente peligroso. Necesita equipo de protección personal y una campana extractora para realizar estos procedimientos de manera segura.