4. Presentation of research findings
4.2 Presentation of findings
4.2.6 School managers’ learning and their role in their staff/school learning
pH
Este parámetro se ha tomado muchas veces como indicativo de la evolución del proceso de compostaje.
48
En la enmienda, se determinó el pH en una relación 1:5 (enmienda/agua deionizada). Después de someter las muestras a agitación durante 30 minutos y dejarlas reposar por 30 minutos se midió con un pH-metro ORION modelo 420 con compensación automática de temperatura y electrodo combinado de vidrio.
Conductividad eléctrica
La concentración de sales en las enmiendas orgánicas (reflejada por este parámetro) puede influir negativamente en la capacidad de germinación de las semillas y el crecimiento de las plantas, ya que disminuye el potencial osmótico del medio.
Procedimiento:
Con las muestras de enmiendas se realizó un extracto acuoso en una relación 1:5 (enmienda/agua deionizada). Después de 30 minutos de agitación mecánica y posterior filtrado se midió la conductividad eléctrica (CE) a 25 ºC con un conductímetro Hanna.
Contenido en macro nutrientes
Muchos autores (Quédraogo et al., 2001; Soumaré et al., 2002) han demostrado que la aplicación de compost estables y maduros, en dosis razonables, mejora el crecimiento de las plantas en parte por el incremento de los niveles de nutrientes disponibles.
Nitrógeno total
La determinación de nitrógeno total (NT) está basada en la mineralización del nitrógeno orgánico de la muestra mediante digestión con H2SO4 concentrado a alta
temperatura (>350 ºC). De esta manera se logra que el nitrógeno orgánico pase a la forma amoniacal que, junto con el amonio ya existente en la muestra, se determina mediante titulación con solución de HCl valorado.
49
Se realizó de acuerdo a la técnica propuesta por Bremmer y Mulvaney (1982). En un tubo de digestión se pesó 0,50 g de compost o vermicompuesto debidamente acondicionado. Se agregaron 250 mg de mezcla catalítica (preparada mezclando 50 g de sulfato de potasio, 5 sulfato de cobre pentahidratado y 0,5 g de selenio) y 6 mL de H2SO4
concentrado. Se digirió durante 3,5 h a una temperatura de 350 ºC. Se dejó enfriar y luego se transvasó el contenido del tubo a un matraz de 100 mL. Se enrazó el matraz con agua deionizada y posteriormente se extrajeron alícuotas de 10 mL que fueron destiladas en medio básico y tituladas con una mezcla de HCl 0,015 mol L-1 e indicador mixto (rojo de metilo y verde de bromocresol en alcohol etílico).
Nitrógeno inorgánico (N-NO3)
La determinación del N-NO3 es importante debido a que es la forma soluble del
nutriente más disponible para las plantas, sin embargo un exceso de esta forma de nitrógeno puede ocasionar, bajo ciertas circunstancias, la lixiviación del nutriente y la contaminación de las aguas subterráneas (Costa et al., 1991).
Procedimiento:
Una masa de 10 g de muestra se agitó durante 30 minutos en 50 mL de solución extractora. La solución extractora se preparó pesando 2,5 g de sulfato de cobre pentahidratado, 0,15 g de sulfato de plata y 0,62 g de ácido bórico en un matraz de 1000 mL y enrazando con agua deionizada. Luego de la agitación de la mezcla se centrifugó durante 5 minutos, se filtró y se recogió la solución filtrada. Se ajustó, el pH con H2SO4
0,25 mol L-1 hasta un valor de 4 y la fuerza iónica agregando 2 mL de solución de sulfato de amonio 2 mol L-1.
El equipo se calibró con dos patrones, uno de concentración 10 mg kg-1 en nitrógeno y otro de concentración 100 mg kg-1 en nitrógeno. La determinación se realizó con un aparato ORION Research microprocessor ionalizer 901 equipado con electrodo de ion selectivo de nitrato Orion.
50
Fósforo extractable
El contenido de fósforo se determinó mediante la técnica de Bray y Kurtz Nº 1, la cual se emplea ampliamente para caracterizar muestras de suelo respecto a niveles críticos de este nutriente.
Procedimiento:
En tubos de 50 mL se colocaron 2,5 g de la muestra secada y tamizada en tamiz de 2 mm. Se agregó, a los distintos tubos 20 mL de solución extractiva (NH4F 0,03 mol L-1 y
HCl 0,025 mol L-1) cuyo pH fue ajustado a 2,6 ± 0,055 y se agitaron los tubos exactamente
durante 5 minutos, se filtró y se recogió la solución filtrada. En un matraz de 50 mL se colocaron 5 mL de la solución filtrada y 8 mL del reactivo mezcla (ácido ascórbico 0,1 mol L -1 utilizando como solvente Reactivo A). Se enrazó el matraz con agua deionizada. El reactivo A se preparó de la siguiente manera: en un matraz de 2 L se colocó 1 L de una solución de H2SO4 2,5 mol L-1, 250 mL de Molibdato de amonio al 4 % solubilizado en
250 mL de agua deionizada, 100 mL de una solución de tartrato de antimonio y potasio (1 mg de antimonio por mL de solución) y se enrazó con agua deionizada. Luego de 20 minutos se determinó la transmitancia (%T) en espectrofotómetro Spectronic Genesys 20 Modelo 4001/4 a 885 nm de longitud de onda. Se utilizó una curva patrón para el cálculo de los mg kg-1 de fósforo extractable (Pe).
Calcio, Magnesio, Sodio y Potasio asimilables.
Para la cuantificación del contenido de los macronutrientes Calcio, Magnesio, Sodio y Potasio se utilizaron soluciones extractoras específicas y se valoró la cantidad de esos nutrientes que estarían disponibles para el cultivo cuando se adicionen las enmiendas.
Procedimiento:
Se extrajeron los cationes intercambiables Calcio, Magnesio, Sodio y Potasio agitando durante 15 minutos las muestras debidamente acondicionadas, con una solución
51
de acetato de amonio de pH 7, en una relación 1:10 (muestra/solución), luego se centrifugó y la solución sobrenadante se recolectó en un matraz de 250 mL. Se repitió nuevamente la operación y luego se enrazó el matraz con agua deionizada.
Se realizó la cuantificación conjunta de calcio y magnesio por quelatometría: a 20 mL del extracto aceto-amónico se le adicionaron 7 mL de solución reguladora (Cloruro de amonio-amoníaco pH=10). Se tituló con solución EDTA (sal disódica del ácido etilendiaminotetraacético) 0,02 N utilizando como indicador negro de Eriocromo T.
Para la cuantificación de Calcio por quelatometría: a 20 mL de extracto aceto- amónico se le adicionaron 10 mL de KOH 2 mol L-1 para regular el pH a 11. Se tituló con
solución EDTA 0,02 N utilizando hidroxinaftol azul como indicador. El contenido de Magnesio se calculó por diferencia.
Cuantificación de Sodio y Potasio: se realizó en el extracto aceto-amónico a través de fotometría de llama (Cole Parmer Modelo 2655-00).
Cálculo del porcentaje de sodio intercambiable
El porcentaje de sodio intercambiable (PSI) es un indicador del contenido de sodio relativo a otros cationes. Enmiendas con alto contenido de Sodio, pueden ocasionar la dispersión y migración de las fracciones coloidales y aumentos del pH de suelo cuando son incorporadas. Por otra parte, pueden ocasionar deficiencia de nutrientes y toxicidad específica a los cultivos. El PSI se calculó de acuerdo a la expresión 2.1.
100 (%) 2 2 Mg Ca K Na Na PSI (2.1)
Determinación de la capacidad de intercambio catiónico.
Es conocido que el grado de descomposición de la materia orgánica y la capacidad de intercambio cationica (CIC) están correlacionadas (Harada e Inoko, 1980).
52 Procedimiento:
Se pesaron 5 g de muestra debidamente acondicionada, se le agregaron 50 mL de solución de acetato de amonio pH 7. Se agitaron durante 5 minutos, luego se centrífugó y desechó el liquido sobrenadante. Se le agregó 50 mL de alcohol etílico y se agitó y filtró nuevamente. Por último al sedimento se le agregaron 50 mL de solución de NaCl 1 mol L-1 se agitó, centrífugó y recolectó el sobrenadante. Esta última operación se repitió con otros 50 mL de solución de NaCl 1 mol L-1. Los sobrenadantes recolectados en los dos pasos anteriores se neutralizaron con una solución de NaOH 0,10 mol L -1. Se adicionaron 20 mL de formol neutro (neutralizado con NaOH). Se tituló la acidez generada debido a la reacción que se produce entre el amonio desplazado y el formol. Para titular se utilizó una solución de NaOH de concentración 0,10 mol L-1 valorada.
Carbono orgánico total
Las variaciones en el contenido de carbono orgánico total (COT) reflejan la descomposición de la MO y la estabilización durante un proceso de compostaje (Hsu y Lo, 1999). Al mismo tiempo, el contenido de COT representa el grado de impurezas que pueda contener el material, sobre todo si su origen son los residuos sólidos urbanos (vidrio, plástico, metales, etc.) como así también, si ha sido mezclado con suelo (Costa et al., 1991; Hogg et al., 2002). La determinación de COT se ha realizado por calcinación de acuerdo con la técnica propuesta por Abad et al., (2002).
Procedimiento:
Una masa conocida de muestra debidamente acondicionada se calcinó en cápsula de porcelana durante 5 horas a una temperatura de 550 °C. Se calculó el porcentaje de COT y de cenizas de la muestra referido a peso seco de la muestra.
53
Carbono orgánico oxidable
La cuantificación del carbono oxidable (Cox) se realizó mediante el método de Walkey y Black que consiste en una oxidación por vía húmeda, con las adecuaciones correspondientes debido al tipo de material (compost y vermicompuestos) a analizar (Page et al., 1982).
Procedimiento:
En un erlenmeyer de 500 mL se colocó una masa conocida (aproximadamente 1,00 g) de compost o vermicompuesto. Se añadió 40 mL de solución de dicromato de potasio 2 N y 60 mL de H2SO4 concentrado, homogeneizando después de cada agregado. Se dejó
reposar durante 30 minutos, a temperatura constante. Posteriormente se añadió 200 mL de agua deionizada y 10 mL de H3PO4 concentrado. Se dejó enfriar. Se valoró el cromo no
reducido mediante sulfato ferroso amónico 0,5 mol L-1 (Sal de Mohr), utilizando difenilamina como indicador. Paralelamente se preparó un blanco sin agregado de enmienda. El porcentaje de Cox de la muestra se determinó mediante cálculos analíticos simples los cuales se resumen en la siguiente expresión (2.2).
gramos en seca Enmienda de 100 003 . 0 % 2 Masa Fe mL mL Cox B M (2.2) donde:
mLB = volumen de sulfato ferroso amónico gastados en el blanco expresado en mL.
mLM = volumen de sulfato ferroso amónico gastados en la muestra expresado en mL.
[Fe2+] = concentración del sulfato ferroso amónico expresado en Molaridad.
0,003 = peso de un miliequivalente de 1000 * 4 12 C
54
Carbono de las sustancias húmicas
La cuantificación del carbono de sustancias húmicas (CSH) se realizó de acuerdo a la técnica propuesta por Sims y Haby (1971).
Procedimiento:
La misma consistió en realizar previamente una extracción de la fracción orgánica de los materiales compostados o vermicompostados con solución de NaOH 0,1 mol L -1 en una relación 1:10 (compost o vermicompuestos/solución). La suspensión se agitó mecánicamente durante 4 horas en atmósfera de N2. Luego se centrifugó a 2500 rpm
durante 15 minutos, se filtró y se recolectó la suspensión filtrada (extracto). Para la cuantificación del CSH, a una alícuota de 4 mL del extracto, se le agregó 98 mg de dicromato de potasio y 4 mL de H2SO4 concentrado; se realizó una digestión a 150°C
durante 15 minutos. Se dejó reposar durante un período de aproximadamente 10 h. Posteriormente se le agregó 2 mL de agua deionizada, se agitó y se determinó la transmitancia (%T) en espectro Spectronic Genesys 20 Modelo 4001/4 a una longitud de onda de 590 nm, donde se registra la mayor absorbancia del Cr+6. La cuantificación del carbono CSH se calculó a partir de una curva patrón que se realizó con glucosa.
Carbono de ácidos húmicos y fúlvicos
Al extracto alcalino obtenido en el punto anterior, se lo acidificó hasta pH=2 con H2SO4 concentrado. Se dejó en reposo durante 24 horas, hasta una completa precipitación
de los AH, que se separaron de la fracción de carbono no precipitado mediante centrifugación a 4000 rpm durante 15 minutos.
El carbono no precipitado, considerado carbono de los ácidos fúlvicos (CAF), se determinó siguiendo el mismo procedimiento empleado en la determinación del CSH, descripto en el punto anterior. El carbono precipitado, considerado carbono de ácidos húmicos (CAH), se determinó por diferencia entre el CSH y el CAF.
55
Carbono soluble en agua
El carbono soluble en agua (CSA) es la fracción más lábil de carbono presente en estos materiales compostados y constituye una fracción fácilmente biodegradable por la biota del suelo y compost.
Procedimiento:
El CSA se extrajo de los compost y vermicompuestos con agua deionizada en relación 1:10 (compost o vermicompuestos/agua) de la siguiente manera: a 10 g de muestra, se le agregaron 100mL de agua deionizada, se agitaron por un período de 2 h, se centrifugaron a 4000 rpm durante 15 minutos y se filtraron. En una alícuota de 4 mL del extracto acuoso, se determinó el contenido de carbono siguiendo la técnica utilizada en la cuantificación de CSH.
Relación CSA/NT
La expresión Carbono soluble en agua en relación al contenido de nitrógeno total (CSA/NT) se utiliza como indicador del grado de estabilidad alcanzado en el proceso y su evolución ha sido estudiada por numerosos autores (Chaniyasak y Kutoba, 1981; Pascual et al., 1997; Sánchez- Monedero et al., 2001; Said Pullicino et al., 2007).
Absorbancia a 465 y a 665 nm.
La relación de absorbancia a 465 nm y a 665 nm (E4/E6), está relacionada con el
grado de humificación (descomposición de la materia orgánica). Es decir, puede ser utilizada como un parámetro indicador del grado de madurez. La progresiva humificación está indicada por un valor decreciente del cociente E4/E6. El valor de E4/E6 sugiere el nivel
de agregación, mayores valores indican que la macromolecula húmica está más agregada (mayor contenido de fracciones alifáticas) (Kononova, 1966; Pertusatti y Prado, 2007).
56 Procedimiento:
Se utilizó el método propuesto por Zbytniewski y Buszewski, (2005). Se pesó 1 g de muestra de compost o vermicompuesto en un frasco plástico de 250 mL y se le agregó 50 mL de solución de NaOH 0,5 mol L-1. Se agitó durante 2 horas y se dejó en reposo durante 12 h. Posteriormente se centrifugó a 3000 rpm durante 25 minutos, se filtró. Se determinó la transmitancia (%T) del sobrenadante a 465 nm (E4) y a 665 nm (E6) en un
espectrofotómetro (Spectronic Genesys 20 Modelo 4001/4); con estos valores se calculó la relación E4/E6.