Carbono Oxidable por Permanganato (“carbono activo”, POXC)

Para el protocolo en detalle, véase el manual completo descargable

El carbono oxidable por permanganato (POXC), a veces conocido como “carbono activo” es un indicador de fertilidad del suelo que se puede usar para medir el impacto de las prácticas de manejo. El carbón activo consiste en la porción disponible o lábil de la Materia Orgánica del Suelo (MOS), de la cual el carbono en las moléculas orgánicas es la columna vertebral y aproximadamente el 45% en peso. El carbono del suelo o MOS mejora la capacidad de retención de agua de los suelos. También alimenta la vida del suelo que une las partículas del suelo y mejora el almacenamiento de nutrientes de las plantas en los suelos. De este modo que la fracción activa de carbono del suelo medida por esta prueba se vincula a muchas funciones ecológicas de la tierra. El video y las instrucciones a continuación detallan cómo se realiza esta prueba.

Lista de materiales:

● Tubos de centrífuga o recipiente similar, 50-100 mL, que sellan bien y no dejan escapar la solución de permanganato.
● Agua embotellada o agua limpia del grifo
● Suelo secado al aire
● Solución de prueba: 0.015 M de permanganato de potasio + 0.1 M de CaCl2 EN LA MISMA SOLUCIÓN (ver el manual en arriba para mas detalles)
● Viales transparentes de 11 mL, con 0.75 pulgadas de diámetro, para usar con el colorímetro de fosfato de alto rango de Hanna.
● Dos tubos de centrífuga de 50 ml adicionales, o un recipiente similar en el que se puede diluir la solución de permanganato que se reaccionó con el suelo, y también preparar una versión diluida de la solución inicial, no digerida y sin suelo.  De esta segunda botella solo se necesita uno o dos para analizar todo un juego de muestras, ya que es un tipo de “testigo” que se aplica a todas las muestras por igual.
● Pipeta de transferencia o gotero graduado, se pueden comprar con graduaciones de 0,5 ml. También se puede preparar un gotero graduado marcando el nivel donde contiene exactamente 0,50 ml o 0,50 g de agua, utilizando un equilibrio.  La precisión de este gotero es importante para asegurar un resultado preciso de la prueba.

Método

  1. Mezcle 2,5 g de suelo en 20 ml de solución de permanganato de potasio + cloruro de calcio. Tenga en cuenta que esto podría ser más suelo si estimamos desde el principio que hay niveles muy bajos de C activo, o menos suelo para suelos de materia orgánica muy alta. Independientemente, la cantidad debe ser registrada en una hoja de datos. Vea el video y el manual para las estrategias en una hoja de datos y el tiempo de múltiples muestras.
  2. Agitar 2 minutos.
  3. Dejar reposar 10 minutos. El CaCl2 flocula las arcillas del suelo para que se asienten y dejen una solución clara, excepto por el color morado restante del KMnO4.  Mientras tanto se puede preparar los dos tubos con 30 mL de agua para realizar la dilución de las soluciones antes de leerlo (ver siguientes pasos)
  4. Luego, tome 0.5 ml del supernadante (la solución sin el suelo) de este tubo y agregarlo a 30 ml de agua en un tubo de centrífuga u otro recipiente pequeño, y mezcle bien. Después de agregar los 0,5 mL asegúrese de enjuagar el gotero absorbiendo y expulsando el agua del mismo tubo, para transferir todo el volumen de 0,5 mL. Estos tubos o recipientes pueden pesarse previamente con 30 ml de agua antes del análisis (pesando 30 g de agua = 30 ml de agua).  La precisión de este paso, es decir mezclar exactamente 0,5 mL con exactamente 30 mL de agua para todos las muestras, es bastante importante para la precisión del método.
  5. Transfiera algo de la solución diluida para llenar un frasco de 11 ml y 0.75 pulgadas de diámetro que se usa como cubeta para el colorímetro. Lea la muestra con el colorímetro de alto rango de Hanna y observe la lectura. Consulte el manual en arriba para mas detalle; aquí se presenta en breve el procedimiento:
    • Presione el botón para encender (presione y mantenga presionado para apagar primero si está terminando otra medición)
    • Espere C1, inserte el vial de control y vuelva a presionar el botón.
    • Espere a que aparezca C2, inserte el vial de color morado con permanganato y presione el botón nuevamente.
    • Anotar la lectura (entre 0.0 y 21.0, generalmente)
  6. También deberá leer una muestra de control al 100%, que es solo 0,5 ml de la solución de permanganato de la misma botella, pero sin reaccionar, y diluida de la misma manera que la muestra en 30 ml de agua. Vuelva a medir el valor de control del 100% de esta solución cada 3 o 4 muestras.

Cálculos para determinar el contenido de POXC en un suelo:

Debería haber registrado tres valores de cada muestra: (1) el peso de la muestra analizada, ej. 2,67 g; (2) La lectura de esta muestra en el colorímetro, y (3) la lectura de la solución de “testigo” de KMnO4 al 100% (sin reaccionar con el suelo y diluida de la misma manera que las muestras).

Digamos que pesamos 2,51 g de suelo para analizar, la lectura de la muestra de suelo es de 13,2 y la lectura de la solución de control al 100% es de 17,6.

Entonces, como sigue:

  1. La concentración conocida de la solución al 100% es 0.015 M
  2. La proporción de KMnO4 restante en la solución de suelo reaccionada se encuentra como la relación de las lecturas, ya que la lectura es proporcional al KMnO4 en solución: esto es 13.2 / 17.6 o 75%, ya que 13.2 / 17.6 = 0.75
  3. Esto significa que la concentración de ion de permanganato consumida por el suelo y perdida en la solución (proporcional a la presencia de carbono activo) es (100% -75%) o solo el 25% de los 0.015 M iniciales en términos de concentración. Al multiplicar 25% x 0.015 obtenemos 0.25 x 0.015 = 0.00375 M, que es la cantidad de concentración de permanganato que se redujo en la solución debido al carbono en el suelo.
  4. Queremos convertir este cambio en la concentración en una cantidad absoluta en moles de permanganato, y podemos hacerlo multiplicando este cambio en la concentración por el volumen de la solución: 0.00375 M x 0.020 L = 0.000075 moles, que también se puede expresar como 7.5 x 10 -5 Moles (tenga en cuenta que 20 mL = 0.020 L que debemos usar, ya que la molaridad se define como moles / L)
    Para convertir esto en mg de carbono activo en el suelo oxidado por el KMnO4, los inventores de la prueba determinaron que se puede usar un factor de conversión de 9000, es decir: mg C que fue oxidado = 7.5 x 10 -5 moles KMnO4 x 9000 = 0.675 mg C
  5. Esta cantidad de carbono “activo” se puede dividir por la masa inicial de suelo seco que se pesó para el análisis (aquí también necesitamos expresar el suelo g pesado inicialmente como kg, dividido por 1000).
  6. Realizando este último cálculo, el POXC o contenido de carbono activo = 0.615 mg / 2.51 g = 0.615 / 0.00251 kg, lo que equivale a 269 mg C / kg de suelo, redondeando al número entero más cercano.
  7. Este es un nivel relativamente bajo de POXC; Los niveles más altos observados en los suelos pueden acercarse a 1500 mg C / kg o incluso más, pero se observan niveles aún más bajos hasta 100 mg / kg en suelos arenosos y / o muy degradados.
  8. Ver el manual o el video en arriba para mas detalles sobre la interpretación de este resultado, sin embargo reproducimos la tabla de interpretación aquí en abajo para consultar:POXC_Table_spanish
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