El nitrógeno del suelo

Introducción:

El nitrógeno es uno de los elementos principales para la vida. Es esencial para la vida de las plantas porque estimula el crecimiento por encima del suelo, y contribuye al brillante color verde característico de las plantas saludables.

Aunque el nitrógeno molecular (N2) compone el 78% de la atmósfera, esta forma de nitrógeno no puede usarse por los animales ni por la mayoría de las plantas en la fabricación de aminoácidos y proteínas esenciales. Este nitrógeno molecular, primero, ha de "fijarse" (combinado con oxígeno o hidrógeno) para formar compuestos tales como amoniaco (NH3) o nitrato (NO3-), o alguna otra forma orgánica de nitrógeno. Alguna fijación del nitrógeno ocurre por los efectos de los rayos, y alguna, por las algas verde-azules, sin embargo, la mayor parte de la fijación del nitrógeno se lleva a cabo por bacterias que viven en el suelo. Una variedad de bacteria fijadora de nitrógeno vive libre en el suelo, mientras la otra variedad vive dentro de los nódulos de las raíces de las legumbres (la soya, o soja, el maní, las habichuelas, el trébol, la alfalfa). La descomposición de materiales en el suelo de los bosques, también, constituye una fuente de nitrógeno porque el amoniaco o el amonio (NH4+) se produce en el proceso de descomposición.

La tasa de crecimiento de las plantas, generalmente, es proporcional a la tasa a la cual se provee el nitrógeno. Si el suelo tiene deficiencia de nitrógeno, las plantas se vuelven altas y débiles, raquíticas y pálidas. Como suele aparecer en relativamente pequeñas cantidades en el suelo de los bosques, el nitrógeno, junto con el fósforo, a menudo, se convierte en el nutriente que limita el crecimiento de las plantas, y, por consiguiente, limita la productividad de los bosques. El ión de amonio puede atarse a las partículas de arcilla para permanecer en el suelo, sin embargo, el ión de nitrato, no, y, con frecuencia, el agua lo lava o "lixivia" del suelo. La mayor parte del nitrógeno en el suelo se ha de hallar en los horizontes superiores de los suelos, y, como consecuencia, el nitrógeno puede drenarse fácilmente de los suelos cuando ocurre alguna perturbación.

 

En este protocolo, van a determinar los niveles de nitrógeno en su muestra de suelo siguiendo las instrucciones que trae el equipo para pruebas provisto por su instructor/a. Pueden seguir las instrucciones sobre estrategias para el muestreo de suelo a la hora de recolectar sus muestras de suelo (Soil Sampling Strategies).

 

Materiales:

Equipo para pruebas
Líquido filtrado del suelo (del protocolo sobre pH)
Hoja de datos

Procedimientos:

Cada grupo seguirá estos procedimientos. Luego, juntarán los resultados.

 

Día # 1 (50 minutos: recuerden que los tiempos de desplazamiento varían):

 

1) Formen grupos de cuatro.

2) Cada grupo deberá asignar las siguientes funciones a miembros individuales de los grupos:

a. Investigador - el estudiante es responsable de realizar las instrucciones estudiantiles.

b. Registrador - el estudiante es responsable de registrar toda la información en su diario.

c. Reportero - el estudiante es responsable de recopilar los datos, los cuales se usarán en el informe escrito.

d. Asistente - el estudiante es responsable de asistir a cualesquiera de los otros estudiantes.

 

3) Seleccionen las ubicaciones de los lugares de estudio de donde cada grupo extraerá suelo.

4) Vayan al/los lugar/es de estudio.

5) Registren cualesquiera observaciones acerca del lugar (por ej., los tipos de plantas alrededor, su desarrollo, la humedad del suelo, la cantidad de hojarasca).

6) Sigan las Instrucciones sobre Estrategias para el Muestreo de Suelo (las cuales pueden encontrarse en: Soil Sampling Strategies) para recolectar sus muestras de suelo. Asegúrense de que recolectan tierra suficiente para poder seguir las instrucciones de los equipos para pruebas escogidos.

Día # 2 (50 minutos: los tiempos pueden variar según las instrucciones de los equipos para pruebas):

1) Obtengan su muestra de filtrado de suelo, su equipo para pruebas y cualquier otro equipo necesario.

2) Determinen qué pruebas llevará a cabo su grupo.

3) Sigan las instrucciones provistas con los equipos para pruebas (instrucciones de muestra más adelante), y registren datos en la hoja de datos que se facilita más adelante.

4) Despejen el área siguiendo las instrucciones del/la maestro/a.

 

Día # 3 (20-40 minutos):

1) Cada grupo deberá compartir sus hallazgos/datos con la clase, incluyendo una descripción del lugar.

2) Interpreten los resultados, y discutan los hallazgos.

3) Las preguntas siguientes han sido diseñadas para ayudarles a sacar conclusiones significativas:

 

a. ¿Qué lugar tenía el nivel de nitrógeno más elevado? ¿Y los niveles de nitrógeno más bajos?

 

b. ¿Creen que la cantidad de nitrógeno en el suelo impactó el área circundante? (por ej., los tipos de plantas presentes, los tipos de microorganismos presentes)

 

c. ¿Qué creen ustedes que influye en la cantidad de nitrógeno en el suelo en sus lugares de estudio? El nitrógeno, ¿se encuentra naturalmente en el suelo, o ha sido puesto allí por los humanos (intencionadamente o no)?

Instrucciones de muestra:

*Reimpreso de las Instrucciones para Pruebas, de la Compañía LaMotte

 

Procedimiento de extracción

El siguiente procedimiento de extracción usa la *Solución Extractora Universal para producir un extracto de suelo que se usa en todas las tres pruebas de nitrógeno inorgánico: amoniaco, nitrato, nitrito.

1. Llenen el tubo de extracción hasta la marca de 14 mL con solución extractora.

2. Usen la medida de suelo plástica para añadir dos medidas rasas de suelo al tubo. Tapen el tubo, y agítenlo durante un minuto.

3. Usando un pedazo de papel de filtro y un embudo plástico, filtren la solución de suelo. Coloquen el filtrado en el segundo tubo de extracción.

 

Nitrógeno en forma de amoniaco

Es de esperarse que un suelo fértil arroje una lectura baja en la prueba de amoniaco, a no ser que, recientemente, se haya fertilizado con nitrógeno en otras formas además de nitrato. La rápida desaparición
de amoniaco después de la aplicación de fertilizante pone de manifiesto la deseada transformación del amoniaco en compuestos de nitrato, más disponibles. En los suelos de los bosques, el amoniaco es la forma de nitrógeno disponible más abundante. Si se da una tasa satisfactoria de transformación de nitrógeno, las capas de humus de un suelo de bosque producirán concentraciones muy altas de amoniaco.

1. Usen una pipeta de traslado para trasladar 4 gotas del extracto de suelo general (filtrado) hasta una de las depresiones grandes de la platina con depresión.

2. Añadan una gota de la *Solución para la Prueba de Nitrógeno de Amoniaco. Agiten con una varilla limpia. Dejen reposar durante un minuto. Cotejen el color resultante con la Tabla de Colores para el Amoniaco. La
tabla de colores expresa los resultados en valores relativos: desde "Muy bajo" hasta "Muy alto". Los valores pueden convertirse a ppm:

 

Muy bajo

0-5ppm

Bajo

5-10ppm

Medio

40ppm

Alto

100ppm

Muy Alto

150ppm

 

 

Nitrógeno en forma de nitrato

1. Usen una pipeta de 1 mL para trasladar 1 mL del extracto de suelo general (filtrado) a una de las depresiones grandes de la platina con depresión.

2. Añadan 10 gotas del *Reactivo #1 de la Prueba de Nitrato.

3. Usen una cuchara de .5 g para añadir una medida rasa del *Reactivo #2 de la Prueba de Nitrato.

4. Agiten bien con una varilla limpia. Dejen reposar durante cinco minutos.

5. Cotejen el color de la muestra con la Tabla de Colores para el Nitrógeno de Nitrato. La tabla de colores arroja los valores de nitrato en lb/acres. Conviertan este valor a ppm.

 

1 ppm = 2 lb/acres

 

Información de fondo:

 

Vocabulario: amoniaco, amonio, aminoácidos, lixiviación, nitrato y fijación de nitrógeno

 

El ciclo del nitrógeno:

 

 


Nombre________________________

 

Código del lugar para el suelo_______

Pruebas de nitrógeno

Hoja de datos

 

Pruebas de nitrógeno

Valores (ppm)

Comentarios

Amoníaco

 

 

Nitrato

 

 

Nitrito

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abiotic Factors: