La comprensión de materia orgánica disuelta Biogeoquímica través

El objetivo general de este método de pulso nutricional consiste en manipular indirectamente el reservorio ambiental de materia orgánica disuelta para comprender cómo responde este reservorio de materia orgánica a cambios en la concentración de nutrientes. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la biogeoquímica fluvial, como la forma en que están vinculados el ciclo de la materia orgánica y el de los nutrientes. La principal ventaja de este método es que representa una manipulación de todo el ecosistema y puede replicarse fácilmente.

Las implicaciones de esta técnica se extienden a la exportación de carbono y nitrógeno en cuencas hidrográficas, ya que la interacción de estos elementos determina cómo se retienen dentro del curso de agua. Tuvimos por primera vez la idea de esta técnica cuando nos dimos cuenta de que el enfoque del pulso nutricional generaba un rango dinámico de concentraciones de nutrientes y de que las concentraciones de materia orgánica disuelta eran sensibles a estos cambios. Para comenzar, despliegue el medidor de conductividad de campo, seleccionando un lugar aproximadamente entre 0,5 y 1,0 metros aguas arriba del sitio de recolección de muestras.

El medidor permanecerá en su lugar durante todo el experimento. A continuación, enjuague tres veces botellas de polietileno de alta densidad lavadas con ácido y úselas para recolectar 125 mililitros de muestras puntuales de fondo, en réplicas triples, en el sitio de adición y luego en el sitio de recolección del tramo experimental. Estas se utilizan para determinar las concentraciones ambientales antes de la adición de la solución.

Registre la conductividad de fondo en la corriente antes de la adición de solutos. Luego registre la hora de recolección y la conductividad de las muestras de fondo recolectadas. Primero, recolecte agua del arroyo con un recipiente grande.

Luego agregue todos los reactivos y asegúrese de que los solutos se disuelvan completamente. Lleve un registro de la cantidad de agua añadida. Enjuague los recipientes de los reactivos tres veces con agua adicional del arroyo y vierta el enjuague en el recipiente de la solución.

Agite la solución con una varilla de agitación limpia hasta que todos los reactivos se hayan disuelto. Etiquete adecuadamente un frasco de polietileno de alta densidad de 60 mililitros y, en él, recoja la alícuota de 60 mililitros de la solución de adición. Guárdela por separado de otras muestras para evitar contaminación.

A continuación, vierta la muestra en el sitio de adición con un movimiento suave y rápido para minimizar el tiempo de recorrido y evitar salpicaduras. Enjuague inmediatamente el recipiente y mueva el agitador en la corriente tres veces para liberar todos los reactivos. Registre el tiempo en horas, minutos y segundos.

Registre las masas de los trazadores añadidos, junto con el momento de liberación, y tenga cuidado de no perturbar el bentos del arroyo ni la solución hasta la finalización del experimento. En el sitio de recolección, ordene las botellas de muestra etiquetadas en orden ascendente mientras espera la solución. Utilice el medidor de conductividad de campo para tomar lecturas en el sitio de recolección.

La llegada de la solución se detectará por un aumento en la conductividad. Una vez que se haya detectado la llegada de la solución, tome una botella limpia de 125 mililitros y enjuáguela con el agua del arroyo. Deseche el enjuague aguas abajo del punto de muestreo, y luego recoja la muestra sosteniendo la botella en la corriente principal del agua en el punto de muestreo.

Repita este proceso de recolección, utilizando una botella nueva tras otra durante todo el paso de la solución, y registre el tiempo de recolección y la conductividad de cada muestra. Continúe tomando muestras hasta que la conductividad regrese a un valor dentro de cinco microsiemens por centímetro del nivel de fondo. Tape las muestras y guárdelas en una nevera portátil.

Primero, organice las muestras para filtración de manera que el límite ascendente se filtre en orden ascendente de conductividad específica hasta el pico. A continuación, organice las muestras del límite descendente para que se filtren en orden ascendente de conductividad específica. Para filtrar las muestras, tome una jeringa de 60 mililitros, retire el émbolo y luego cierre la llave de paso.

Vierta aproximadamente 10 mililitros de muestra en la jeringa y vuelva a colocar el émbolo. Agite la jeringa para que la muestra enjuague las paredes internas. A continuación, conecte un portafiltros a la jeringa y abra la llave de paso.

Empuje la muestra a través del filtro presionando el émbolo y deseche el enjuague. Retire el émbolo y cierre la llave de paso. Esta vez, vierta 30 mililitros de la misma muestra en la jeringa y reemplace el émbolo.

Con la jeringa colocada para expulsar en un frasco de muestra limpio de 60 mililitros, abra la llave de paso y pase aproximadamente 10 mililitros a través del filtro. Tape el frasco, agítelo suavemente y deseche el filtrado. Repita el procedimiento tres veces para asegurar que las impurezas se eliminen del frasco y que las paredes queden recubiertas con la muestra.

Retire nuevamente el émbolo y cierre la llave de paso. Vierta aproximadamente una muestra de 60 mililitros en la jeringa y reemplace el émbolo. Pase la muestra a través del portafiltros hacia el frasco de muestra de 60 mililitros.

Llene las botellas hasta no más de la altura del hombro, tápelas y coloque las muestras en una nevera portátil. Finalmente, analice las muestras para carbono y nitrógeno orgánico disuelto y cualquier otro parámetro de interés en orden de conductividad baja a alta. Estas gráficas son regresiones lineales de mediciones de concentraciones de nitrógeno orgánico disuelto, o DON, tras la adición de nitrato mediante el método de impulso.

Los resultados muestran que las concentraciones de nitrógeno orgánico disuelto cambian en respuesta a la adición de nitrato. También se observó variación en la respuesta del nitrógeno orgánico disuelto dentro de los sitios en diferentes momentos de muestreo, lo que sugiere que las comunidades microbianas acuáticas podrían estar utilizando diferentes componentes de la materia orgánica disuelta en distintos momentos de la temporada de crecimiento. Las correlaciones positivas se interpretan como un reflejo del papel del nitrógeno orgánico disuelto como fuente de nutrientes, mientras que las correlaciones negativas se interpretan como un reflejo del nitrógeno orgánico disuelto actuando como fuente de energía.

Los experimentos que mostraron relaciones no significativas reflejan un grupo de NOD no reactivo o uno en el que los procesos basados en nutrientes y los procesos basados en energía se contrarrestan. Aquí, las gráficas muestran regresiones lineales del carbono orgánico disuelto, o COD, tras la adición de nitrato. A diferencia de las gráficas de NOD, estas muestran pocos casos de cambios significativos en la concentración de COD debido a la adición de nitrato.

Esto podría indicar que las fracciones ricas en nitrógeno y ricas en carbono del reservorio de materia orgánica disuelta tienen su propio conjunto particular de controles ecológicos y biogeoquímicos y que el reservorio ambiental de DOC es altamente recalcitrante. Una vez dominada, esta técnica puede llevar entre tres y seis horas, dependiendo del sistema. Al realizar este método, es importante evitar la contaminación de muestras de baja conductividad por muestras de alta conductividad.

Tras seguir este procedimiento, se pueden calcular otros métodos, como la cinética de absorción de nutrientes, para determinar cómo la velocidad y el flujo de absorción de nutrientes determinan las concentraciones de carbono orgánico disuelto y nitrógeno orgánico disuelto. Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la biogeoquímica acuática exploraran los factores que regulan la retención de nutrientes en los ecosistemas de corrientes. Aunque este método puede proporcionar información sobre el ciclo de nutrientes en corrientes, potencialmente podría aplicarse a otros ambientes, como sistemas de aguas subterráneas y estuarios.

Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar experimentos de adición de nutrientes en ecosistemas de arroyos de cabecera.