MATERIA ORGANICA DEL SUELO

 

            La materia orgánica (MO) es uno de los constituyentes más importantes de los suelos. Su identificación y cuantificación permite clasificar suelos, evaluar su fertilidad y estimar el peligro de erosión, entre otras cualidades.  Existe numerosa bibliografía que señala los efectos benéficos de la materia orgánica sobre distintas características físicas y químicas del suelo como estabilidad estructural, capacidad de retención hídrica, disponibilidad de nitrógeno y azufre, etc.

 

Constitución y origen de la materia orgánica edáfica

 

             La MO representa un conjunto complejo de sustancias constituidas por restos vegetales y organismos que están sometidos a un constante proceso de transformación y síntesis. Por lo tanto, la MO no puede considerarse estable, ni cualitativa ni cuantitativamente, tanto a corto como a largo plazo.

Normalmente se presenta en cantidades muy inferiores a la fracción mineral, no obstante su papel es tan importante o más para la evolución y propiedades de los suelos.

Los constituyentes orgánicos del suelo se pueden agrupar en:

ü      Materiales vivos (biomasa): Microbiota (microorganismos: algas, bacterias, hongos, protozoos); Mesobiota (nematodos, gusanos); Macrobiota (raíces vegetales, lombrices). Representa un grupo enormemente diverso. Valores usuales son de 10.000 a 10.000.000 de organismos por gramo de suelo para la microflora y de 1.000 a 100.000 para la microfauna.

ü      Materiales no vivos: restos orgánicos frescos (tejidos vegetales y animales), productos excretados por los organismos, productos de descomposición y compuestos de síntesis.

El concepto de MO del suelo se refiere a la fase muerta, pero en la práctica se incluyen también a los microorganismos vivos dada la imposibilidad de separarlos del resto de material orgánico transformado.

Los restos vegetales que caen al suelo y las raíces muertas, sufren primero transformaciones físicas y químicas y luego, descomposición biológica:

i) Transformación química inicial, es una alteración que sufren los restos vegetales antes de caer al suelo. Las hojas son atacadas por los microorganismos, en la misma planta, y se producen importantes transformaciones en su composición y estructura. Consiste en pérdida de sustancias orgánicas y elementos minerales como P, N, K, Na.

ii) Acumulación y destrucción mecánica. La hojarasca, ramas, tallos, etc., se acumulan sobre el suelo y se van destruyendo mecánicamente, fundamentalmente por la acción de los animales que reducen su tamaño, lo mezclan con la fracción mineral y lo preparan para la posterior etapa.

iii) Alteración química. En esta etapa se produce una intensa transformación de los materiales orgánicos y su mezcla e infiltración en el suelo. Los restos orgánicos en el suelo pierden rápidamente su estructura celular y se alteran a un material amorfo que va adquiriendo un color cada vez más negro, con una constitución y composición absolutamente distintos de los originales. Poco a poco los restos transformados se van desintegrando, difuminándose en el suelo y finalmente se integran totalmente con la fracción mineral.

            La acción de los microorganismos edáficos es decisiva para el desarrollo de estos procesos de transformación, éstos transforman los residuos orgánicos por polimerización a sustancias amorfas, de color oscuro y de alto peso molecular, el humus propiamente dicho (materia orgánica transformada y alterada, con carga negativa y de carácter ácido. Constituye un conjunto muy complejo de compuestos orgánicos coloidales de color oscuro, y de elevado peso molecular (10000 – 50000), sometidos a un constante proceso de transformación).

Los microorganismos necesitan del carbono como fuente de energía (oxidan el C y lo devuelven a la atmósfera como CO2) y el nitrógeno para incorporarlo a su protoplasma y a ambos los toman de los restos vegetales.

En estas transformaciones se desprenden moléculas inorgánicas (NH4, NH3, CO2, H2O, etc.), restituyendo así minerales al suelo. El proceso de formación de humus se denomina humificación, mientras que la mineralización se refiere a la liberación de sustancias inorgánicas. Todos los nutrientes son absorbidos por las plantas en forma inorgánica, de aquí la importancia del proceso de mineralización.

 

            Dependiendo de las características del suelo y de la naturaleza de los restos vegetales aportados (relación C/N de éstos) dominará la humificación o la mineralización aunque siempre se dan las dos procesos con mayor o menor intensidad.

La humificación (proceso enormemente complejo) es responsable de la acumulación de la MO en el suelo mientras que la mineralización conduce a su destrucción.

El fin inexorable de todos los compuestos orgánicos del suelo es su mineralización, por tanto sus destrucción. Pero muchos compuestos son lo suficientemente estables como para permanecer en cantidades suficientes en los suelos (su descomposición se compensa con los aportes). Los compuestos húmicos pueden tener una vida media de cientos a miles de años (dataciones con 14C).

En suelos minerales se ha estimado que entre 65 a 75 % de la MO consiste de materiales húmicos, que a su vez se pueden diferenciar en ácidos húmicos (solubles), ácidos fúlvicos (solubles) y huminas (insolubles) según sea su comportamiento frente a reactivos extractantes (ácidos y álcalis). El resto, se compone de polisacáridos y sustancias proteicas no totalmente modificadas.

Los restos orgánicos se transforman muy rápidamente comparados con la fracción mineral, por ello la velocidad de formación del horizonte A es mayor que la de los horizontes subsuperficiales. La velocidad de descomposición depende del tipo de resto vegetal aportado y de las condiciones del medio edáfico (pH, , , disponibilidad de nitrógeno, oxigenación, etc.).

 

Evolución de la composición elemental.

 

            Además del contenido de agua, que representa el 75 % del peso, los vegetales están constituidos por Carbono (35 - 50%), Oxígeno (20 - 30%) e Hidrógeno (4 - 10%).  Los tejidos contienen una cantidad notable de Nitrógeno orgánico (2 - 8%), y de Azufre y Fósforo (0,5 - 10%).

            Durante la humificación, la composición elemental de la materia humificada se aleja tanto más rápido de la de los compuestos vegetales cuando su velocidad de degradación es más activa. Los coloides húmicos aislados y purificados a partir de varios tipos de suelos tienen una composición elemental que varía entre los siguientes límites:

                        %

C............... 40 - 60

O............... 25 - 50

H............... 2 -  7

N............... 1 -  8

P............... <  1

S............... <  1

 

Principales vías de transformación

 

            Los procesos de descomposición y su velocidad varían mucho según el tipo de sustrato orgánico. Existen vías de evolución específicas para cada familia de sustancias, por ejemplo:

 

Glúcidos.....................hidrólisis, celulólisis

Prótidos......................proteólisis

Lípidos.......................saponificación

Polímeros fenólicos....hidrólisis y oxidación

 

            Estas sustancias pueden sufrir una degradación más completa (mineralización) o seguir otro ciclo de evolución, transformándose en otras sustancias orgánicas bajo la acción de los microorganismos (neosíntesis). Los productos de neosíntesis son principalmente proteínas, polisacáridos sencillos y pigmentos oscuros.  Estos tres tipos de sustancias le confieren las principales características a la materia orgánica del suelo.  Las proteínas constituyen una reserva protoplasmática de iones como nitrógeno y azufre, mientras que los polisacáridos forman ésteres fosfatados y azufrados. Ambos tipos de moléculas son muy activos químicamente si se encuentran en forma libre en el suelo, y contribuyen a la estabilización de la estructura del suelo por su capacidad de adsorber y formar complejos con los coloides minerales. Los pigmentos oscuros confieren el color pardo o negro al suelo, influyendo en la temperatura del mismo.

 

TIPOS DE HUMIFICACION

 

            La evolución de la materia orgánica del suelo depende de la actividad biológica y además de otros factores que intervienen directamente por su acción sobre la microflora. Estos son el clima, la vegetación y el tipo de material original, especialmente su pH y contenido de bases. Se pueden destacar dos grandes tipos de humificación según las condiciones ambientales, las cuales determinarán las transformaciones químicas de la materia orgánica del suelo.

 

Humificación biológica: En este caso dominan los procesos biológicos que suministran la energía y activan los procesos de descomposición. Es característica de los suelos con buena aireación, con presencia de mesofauna y flora, pH próximo al neutro y alta disponibilidad de bases. El ciclo biológico es rápido, con activa mineralización y humificación, y degradación de celulosa (uno de los componentes más importantes de la materia orgánica fresca) y lignina.

 

Humificación abiológica: Se produce en condiciones ambientales desfavorables para la actividad microbiológica, como baja disponibilidad de oxígeno o agua (hidromorfismo o suelos de desierto), pH ácido y baja concentración de bases en la roca madre, o vegetación de ericáceas o pinos. Predominan procesos físicos y químicas de degradación de los residuos vegetales y su combinación con iones metálicos.  La insuficiencia de bases o de oxígeno modera los procesos biológicos, quedando una capa gruesa de materia orgánica poco evolucionada. La humificación es muy lenta y se producen sustancias poco polimerizadas y solubles en agua. Predominan los microorganismos lignívoros acidófilos que descomponen la lignina a fenoles sencillos que a su vez reaccionan con proteínas. Este tipo de humificación en condiciones ácidas caracteriza a los Podzoles.

 

TIPOS DE HUMUS

Desde un punto de vista global (evolución, morfología, propiedades, unión a la fracción mineral) el material orgánico se clasifica en tres tipos básicos de humus.

Mor. Materia orgánica muy poco transformada.

Moder. Mayor transformación de la materia orgánica (Fúlvicos y precursores).

Mull. Materia orgánica evolucionada (ácidos húmicos, coloración del horizonte muy oscura).

Características básicas de las sustancias húmicas

            Las sustancias húmicas (utilizado aquí como sinónimo de humus) presentan esquemáticamente un núcleo principal de carácter aromático (benceno, naftaleno, antraceno, furano, etc.) unido en su periferia a grupos radicales, o funcionales, como los grupos carboxílico y fenólico (ácidos) entre otros, que confieren al conjunto sus características físicas y fisicoquímicas, y a grupos de enlace.

Algunas de las características importantes de las sustancias húmicas son la formación de complejos solubles o insolubles con iones metálicos y la interacción con sustancias orgánicas y minerales.

            La expresión complejo organomineral define entonces el resultado de una reacción (complexación) entre un anión complexante orgánico y un elemento mineral del suelo.

            Los complejos organominerales pueden dividirse en:

Complejos arcillo-húmicos: muy estables, insolubles, de tamaño relativamente grande, importantes en la formación de estructura del suelo. La unión se produce entre minerales arcillosos con carga negativa y grupos funcionales de carácter catiónico, minerales arcillosos de carga positiva y grupos funcionales con carga negativa o minerales arcillosos con carga negativa y grupos funcionales con carga negativa con un catión polivalente que actúa como puente.

Complejos organo-metálicos: estabilidad variable, tamaño relativamente pequeño, importantes en procesos de inmovilización de metales tóxicos. La unión entre ambos compuestos se produce a través de la formación de un quelato con Fe o Al, o Zn, Mn, Cu, Ni (provenientes de vertidos).

 

CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA EN EL SUELO

 

El contenido de MO de un suelo es el resultado de la interacción de los factores edafogenéticos en un determinado tiempo. Intervienen el material parental, el clima, el relieve, el bioma y factores antrópicos como el manejo y uso del suelo.

El clima afecta los procesos biológicos a través de sus componentes humedad y temperatura. Las tasas más activas de crecimiento biológico ocurren en zonas cálidas y húmedas, mientras que las más bajas corresponden a zonas frías y áridas. Por lo tanto, en regiones de clima frío hay acumulación de materia orgánica y bajas tasas de humificación y mineralización con niveles altos de materia orgánica en los suelos (caso extremo: turbas). Zonas cálidas se caracterizan por niveles más bajos de materia orgánica, dado que las tasas de mineralización no favorecen la acumulación de materia orgánica. A su vez, en condiciones húmedas siempre habrá mayores niveles de materia orgánica que en zonas áridas.

Dentro de una zona climática, el contenido de materia orgánica varía según la textura del suelo, a mayores contenidos de arcilla y limo corresponden más altos niveles de materia orgánica. En la zona semiárida, los suelos arenosos generalmente tienen entre 1 - 1.5 % (en el horizonte superficial) y los de textura franca entre 3 - 5 % de materia orgánica. En algunos suelos vírgenes de monte en el norte de La Pampa puede llegar a valores máximos de alrededor de 7 u 8 %.

En cuanto a su distribución en el perfil, la MO se concentra en el horizonte superficial y disminuye gradualmente con la profundidad (a excepción de determinados tipos de suelos, como podsoles, turbas y fluvisoles).

En los suelos de pradera el contenido en materia orgánica es mayor que en los de bosque y alcanza niveles más profundos (figura).

El perfil de carbono orgánico (CO) de un argiudol virgen de Pergamino se corresponde perfectamente con los suelos de pradera de clima templado. En superficie, el CO alcanza valores de 3 %,  por encima de los primeros 40 cm supera el 2% y es superior al 1% por encima de los primeros 60 cm.

            El uso del suelo por parte del hombre modifica el valor equilibrio de materia orgánica que resulta de la interacción de factores climáticos e intrínsecos del suelo como su textura, pH, contenido de bases, etc. Este equilibrio se puede describir de la siguiente forma:

 

       MOf = MOi +(S MOap * fh) – (S MOi * fm)

 

Donde: MOf: cantidad de MO.

             MOap: cantidad de MO aportada como residuos vegetales.

             MOi: cantidad de MO inicialmente presente.

             fh : factor de humificación de los residuos.

             fm : factor de mineralización de la MO estable.

            

 

            El factor de humificación depende de la calidad del material aportado y varía entre el 50 % para estiércol bien descompuesto y el 8 - 15 % para paja de cereales sin aporte de fertilizante nitrogenado. El factor de mineralización varía según las condiciones ambientales como temperatura, humedad y aireación. Al igual que el fh, también es afectado por la calidad de sustrato. Asumiendo que este último factor es relativamente constante en un suelo dado, se considera que varía entre 1 - 4 % anual. En pasturas recién aradas puede llegar a valores de 8 % o más.

 

            En un sistema netamente pastoril sobre pasturas naturales el efecto es a través de la disminución del aporte de residuos vegetales (MOap) al suelo.  En sistemas agrícolas el hombre maneja tanto la cantidad de materia orgánica aportada como también su factor de humificación (fh), pero el mayor efecto es sobre la magnitud de la tasa de mineralización de la materia orgánica del suelo. 

Las labranzas que remueven la capa arable por completo (arado de reja) y destruyen agregados (rastras como labor secundaria) aumentan la tasa de mineralización al exponer más sustancias orgánicas a la acción de los microorganismos y en condiciones más favorables para éstos, por la mayor aireación que producen. Las pérdidas causadas por el uso agrícola continuo en suelos de la Pampa Ondulada fueron estimadas en el orden del  47 % de la materia orgánica originalmente presente en estos suelos (Michelana et al, 1989). Las tendencias de utilizar labranzas verticales y labranzas reducidas hasta la siembra directa, y de no quemar ni pastorear los rastrojos apuntan a minimizar las pérdidas de materia orgánica y hasta lograr aumentos de ésta mediante un buen manejo de los residuos.

 

Propiedades de la materia orgánica

Propiedades físicas.

Confiere al suelo un determinado color oscuro

Estructura. Influye tanto en la formación como en la estabilización de los agregados. Las sustancias húmicas tienen un poder aglomerante, se unen a la fracción mineral y dan buenos flóculos en el suelo originando una estructura grumosa estable, de elevada porosidad, lo que implica que la permeabilidad del suelo sea mayor.

Tiene una gran capacidad de retención de agua lo que facilita el asentamiento de la vegetación, dificultando la acción de los agentes erosivos

La temperatura del suelo es mayor debido a que los colores oscuros absorben más radiaciones que los claros.

Protege al suelo de la erosión. Los restos vegetales y animales depositados sobre la superficie del suelo lo protegen de la erosión hídrica y eólica. Por otra parte, como ya hemos mencionado, el humus tiene un poder aglomerante y da agregados que protegen a sus partículas elementales de la erosión.

Protege al suelo de la contaminación. La materia orgánica adsorbe plaguicidas y otros contaminantes y evita que estos percolen hacia los acuíferos.

Aumenta el rango de humedad en el que el suelo se comporta como friable (consistencia ideal para realizar el laboreo), debido a su capacidad de absorber agua y no manifestar plasticidad.

Disminuye la densidad aparente del suelo ya que posee menor densidad (1.1 - 1.5 grs/cm3) que la fase inorgánica (2.65 grs/cm3) y además genera porosidad en el suelo.

 Propiedades químicas y fisicoquímicas.

Las sustancias húmicas tienen propiedades coloidales, debido a su tamaño y carga (retienen agua, hinchan, contraen, fijan soluciones en superficie, dispersan y floculan).

La materia orgánica es por tanto una fase que reacciona con la solución del suelo y con las raíces.

Capacidad de cambio. La materia orgánica fija iones de la solución del suelo, los cuales quedan débilmente retenidos, están en posición de cambio, evitando por tanto que se produzcan pérdidas de nutrientes en el suelo.

La capacidad de cambio es de 3 a 5 veces superior a la de las arcillas, es por tanto una buena reserva de nutrientes.

Influye en el pH. Produce compuestos orgánicos que tienden a acidificar el suelo.

Influye en el estado de dispersión/floculación del suelo

Es un agente de alteración por su carácter ácido. Descompone los minerales.

 Propiedades biológicas

Aporte de nutrientes a los microorganismos y fuente de energía.

 

 

DETERMINACION DE LA MATERIA ORGANICA

 

1. CARBONO TOTAL:

            La determinación cuantitativa de la materia orgánica de suelos minerales se hace mediante la determinación de carbono total del suelo.  Únicamente en suelos orgánicos la cantidad de materia orgánica se puede determinar directamente por la diferencia de peso antes y después de haberla destruido por oxidación completa.

 

            El carbono total es la suma de carbono orgánico e inorgánico. El carbono orgánico se halla principalmente en la materia orgánica mientras el carbono inorgánico se encuentra en forma de carbonatos minerales.  No todos los suelos contienen carbono inorgánico, debido a que en su pedogénesis el carbonato originalmente presente en el material parental puede perderse por lixiviación. Sin embargo, en suelos formados sobre material calcáreo en condiciones áridas y semiáridas, frecuentemente la cantidad de carbono inorgánico supera la de carbono orgánico.

 

            La determinación de carbono en suelos involucra la conversión de todas las formas de carbono a CO2 por oxidación seca o húmeda y la subsecuente cuantificación del dióxido de carbono mediante técnicas gravimétricas, titrimétricas, volumétricas, espectrofotométricas o gascromatográficas.

 

            La oxidación seca (combustión) se lleva a cabo en mufla a una temperatura de aproximadamente 1000 °C, con el agregado de un catalizante y en atmósfera libre de CO2. El gas producido se absorbe en un medio apropiado para su posterior valoración.

En la oxidación húmeda, en tanto, se hierve el suelo con una mezcla de oxidantes, siendo las demás condiciones iguales.

 

            Debido a que los métodos mencionados requieren aparatos especiales, se ha desarrollado una técnica simplificada de oxidación húmeda para análisis de rutina de C total en aguas y suelos.  En este caso el C presente se oxida con dicromato de potasio agregado en exceso y en cantidad conocida, y se valora la cantidad de C indirectamente por la titulación del dicromato no reducido (Walkley y Black).  Su ventaja es la rapidez y sencillez, pero este método tiene como inconveniente que la oxidación del C orgánico es incompleta en la técnica y hace necesario el uso de un factor de corrección.  El factor que se utiliza se ha establecido empíricamente comparando los resultados de ésta técnica con los métodos más exactos descriptos anteriormente.

            Para lograr una oxidación completa del C se ha empleado este mismo método con la variación de hervir la mezcla suelo - oxidante, lo cual logra que se puede suprimir el factor de corrección y obtener resultados más exactos.  Esta variante del método de Walkley y Black no es tan sencilla ya que requiere de mucho cuidado cuando se calienta la mezcla.

 

            La estimación de carbono orgánico en suelos no calcáreos no presenta dificultades ya que C total = C orgánico.  En suelos calcáreos existen dos alternativas, el C orgánico se puede calcular de la diferencia entre C total y C inorgánico. En este caso el C inorgánico se debe determinar por separado por un método que no afecta el C orgánico.  La segunda alternativa es de eliminar el C inorgánico de la muestra con un pretratamiento antes de analizar por C total. Ambas alternativas tienen sus respectivas desventajas, en el primer caso baja la precisión de los datos ya que se obtienen por diferencia de dos datos experimentales, y en el segundo caso por la variabilidad en la efectividad del pretratamiento.  No obstante, en general se ha adoptado el pretratamiento de la muestra con sulfato de hierro en ácido sulfúrico por ser más simple, rápido y menos costoso.

La cantidad de materia orgánica se calcula multiplicando el valor de C por el cociente de materia orgánica/C orgánico normalmente hallado en suelos minerales (1,724).  Sin embargo, muchos investigadores mantienen que este valor es demasiado bajo para muchos suelos, y que factores de conversión de 1,9 y 2,5 serían más apropiados para suelos superficiales y subsuperficiales respectivamente.

 

            Es evidente que la estimación de la materia orgánica a partir de la concentración de carbono no es muy exacta, ya que el contenido de C en la materia orgánica varía entre suelos y con la profundidad en el perfil.

 

 

2. FRACCIONAMIENTO DE MATERIA ORGANICA Y DETERMINACION DE CARBONO LIVIANO:

 

            La mayor proporción de materia orgánica en suelos consiste de compuestos húmicos.  Estos son sustancias orgánicas complejas con un rango muy amplio de peso molecular.  Según su solubilidad en ácidos y álcali se pueden diferenciar tres fracciones de sustancias húmicas:

 

     a) ácido húmico, soluble en álcali diluido.

     b) ácido fúlvico, soluble en álcali diluido y en ácido.

     c) Humina, insoluble en álcali diluido y ácido.

 

 

El esquema de extracción y fraccionamiento de sustancias húmicas se presenta a continuación:

 

 

       

 

                                                             

            Las tres fracciones de sustancias húmicas son químicamente muy similares pero difieren en su peso molecular, composición elemental y contenido de grupos funcionales.  Los ácidos fúlvicos tienen menor peso molecular, pero mayor contenido de grupos funcionales (-COOH, -OH, -C=O) por unidad de peso que las otras fracciones.

 

            La finalidad del fraccionamiento es de poder diferenciar suelos sobre la base de su calidad de materia orgánica, ya que suelos evolucionados en distintas condiciones climáticas o sobre distintos materiales originales poseen diferentes proporciones de estas fracciones.

 

COMPOSICION ELEMENTAL DE SUSTANCIAS HUMICAS:

                                                          

  Elemento                                Acido Húmico     Acido Fúlvico     

                                                                ..........% .........          

                                                     (peso seco libre de cenizas)       

                                                             

            C                                            50-60              40-50           

                                                         

            O                                            30-35              44-50           

                                                          

            H                                            4 - 6                   4 - 6           

                                                         

            N                                            2 - 6                < 1 - 3           

                                                          

            S                                            0 - 2                   0 - 2           

                                                         

           

            Las diferencias de composición elemental y de proporción de cada fracción húmica en distintos suelos repercuten sobre la fertilidad química de éstos.

 

            Otra forma de evaluar la calidad de la materia orgánica es la determinación de la fracción de "Carbono Liviano", o de la denominada "Materia Orgánica Gruesa". Estas técnicas se basan en la separación física de sustancias orgánicas de menor peso molecular por suspensión en soluciones de peso específico determinado, en el caso de C liviano, o de tamizado en agua para separar los residuos orgánicos poco alterados, en el segundo caso. Las fracciones de materia orgánica así separadas corresponden a compuestos de bajo peso molecular, que todavía se parecen en sus características químicas y físicas a sus precursores de origen vegetal o animal.  La mayoría de estos compuestos son muy susceptibles al ataque de los microorganismos, y constituyen la fracción más lábil y más dinámica de la materia orgánica. La cuantificación de esta fracción es muy útil para poder diferenciar el efecto de distintos tipos de manejo sobre la evolución de la materia orgánica del suelo.

 

            Aparte de las determinaciones mencionadas existen métodos para cuantificar moléculas orgánicas específicas dentro de la materia orgánica, y técnicas de medición de la actividad microbiana, como también de la masa microbiana. Cada determinación arroja valores que permiten conocer distintas aspectos de la materia orgánica edáfica. De esta manera, el dato de materia orgánica total se debe considerar como el resultado del equilibrio de los factores que influyen sobre la formación del humus. Por lo tanto, sólo se pueden comparar valores cuando se tiene en cuenta las condiciones de clima y la textura del suelo. Los datos de fraccionamiento y de determinación de C liviano o MO gruesa generalmente se expresan como proporción de MO total, pudiéndose así interpretar diferencias de calidad de materia orgánica.

 

 

METODO DE WALKLEY & BLACK PARA LA DETERMINACION DE CARBONO TOTAL:

 

            La técnica consiste en la oxidación del carbono por vía húmeda, utilizando dicromato de potasio como oxidante, con el agregado de ácido sulfúrico para favorecer las condiciones de oxidación.  La reacción química es la siguiente:

 

8 K2Cr(VI)2O7 + 16 H2SO4 + C6H12O6

 

4 Cr(III)(SO4)3 + 4 K2SO4 + 14 H2O + 6 CO2 + 4 K2Cr(VI)2O7

 

El Cr(VI) no usado en la oxidación se valora luego por titulación con sulfato ferroso amoniacal (Sal de Mohr):

 

Cr2O72-  + Fe2+                       FeCr2O7

 

 

REACTIVOS:

 

1. Dicromato de potasio 4 N:  Pesar 49,04 g de la sal pura y  llevar a 1 litro.

2. Sulfato ferroso amoniacal 0,5 N:  Se disuelven 196,1 g de la sal en 800 ml de agua dest. en matraz aforado de 1 l, se agregan 20 ml de ác. sulfúrico conc. y se lleva a volumen.

3. Difenilamina:  Se disuelven 0,5 g en 20 ml de agua dest. y se agregan 100 ml de ác. sulfúrico concentrado.

4. Acido sulfúrico concentrado.

5. Fluoruro de sodio.

6. Acido fosfórico concentrado.

         

PROCEDIMIENTO:                    

 

Se pesa 1 g de suelo seco y tamizado y se lleva a un erlenmeyer de 500 ml. Se agrega exactamente 10 ml de solución de dicromato de potasio con pipeta de doble aforo.  Se añaden 20 ml de ácido sulfúrico concentrado y se deja enfriar 30 min.

Paralelamente se prepara un blanco en idénticas condiciones pero sin la muestra de suelo.

Una vez enfriado, se agregan 170 ml de agua destilada, una pizca de fluoruro de sodio y 10 ml de ácido fosfórico concentrado.

Se agita, se agregan 10 gotas de difenilamina y se titula con Sal de Mohr. En primer lugar se titula el blanco y luego las muestras. El color de la solución antes de titular es pardo amarillento o oscuro, al comenzar la titulación pasa a azul oscuro, y el punto final se caracteriza por un color verde intenso.

 

CALCULOS:

 

1. CARBONO TOTAL:

 

              1.3 * 0.003 g/meq * 0.5 meq/ml * (B - P) ml

% C =                                                                              * 100

                   peso de la muestra (g)

 

Donde:

1.3   -  factor de corrección por la incompleta oxidación.

0.003 -  peso de un miliequivalente de C en g.

0.5   -  normalidad de la Sal de Mohr.

B     -  ml de Sal de Mohr gastados con el blanco.

P     -  ml de Sal de Mohr gastados con la muestra.

 

2. MATERIA ORGANICA:

                  1

% MO =            * % C   =  % C * 1.72

               0.58

 

Donde:  0.58  surge de que se considera un contenido promedio de C del 58 % en la materia orgánica.