Chapter 1: Introduction and Overview
1.2 Thesis chapter synopsis
El trabajo de campo se realizó en un área de suelo en el Instituto de Ciencias Biomédicas, de la UACJ, localizado en el municipio de Ciudad Juárez, Chihuahua.El diseño experimental fue completamente al azar, se consideraron dos variables: tipo de suelo (franco y arenoso) y sustrato (estiércol solarizado 40 t /ha, estiércol sin solarizar 40 t/ha, biosólidos 10 t/ha y un testigo), con cinco repeticiones para cada tratamiento. Se utilizaron 40 tubos de aluminio de 15 cm de largo x 5 cm de diámetro. En la parte inferior de cada tubo fueron colocadas bolsas de nylon con resinas sintéticas de la marca Sybron Chemicals y se sujetaron con cinta adhesiva, dejando espacios libres para que drene el flujo de agua. Los cilindros de aluminio fueron enterrados en el suelo a 14cm de profundidad aproximadamente, dejando un espacio entre cilindro de 20cm.Cada cilindro fue regado con 100ml de agua potable cada siete días durante los meses de julio a diciembre del 2013.A partir de la fecha de instalación de los cilindros se asignó un periodo de incubación de 30 días, después de cumplir dicho periodo, las bolsas con las resinas sintéticas fueron remplazadas por nuevas. Cada resina fue empaquetada en bolsas de plástico y rotuladas conforme al número del cilindro que se encontraban y fueron refrigeradas para su posterior análisis. Para la extracción de nitrógeno de las resinas sintéticas se utilizó la técnica descrita por Distefano y Gholz (1986).Cada bolsa de resina sintética fue depositada en un matraz Erlenmeyer de 250ml, previamente rotulado, con 50ml de KCl 2N. Se le coloco a cada matraz Erlenmeyer un tapón de hule y fueron situados en un agitador de vaivén a 140rpm durante 30 minutos a 20°C. Luego se filtró el extractante de cada matraz utilizando embudos de plástico y papel filtro Wathman del número 41, se colecto el filtrado en un recipiente de plástico de 150ml. Este proceso se realizó en tres ocasiones y se obtuvo un volumen total de 150ml por bolsa de resina. Para el análisis de N se empleó un auto-analizador de la marca SEAL AutoAnalyzer 3, que se basa en un sistema de destilación y análisis colorimétrico a través de un flujo de aire segmentado. El análisis de datos consistió en análisis de varianza de una vía y una prueba de promedios Tukey con el software SPSS versión 19.0.
Resultados y Discusión
El tipo de suelo y el tipo de sustrato mostraron efecto significativo (p<0.05) para el contenido de nitratos en resinas a los 60, 90 120 días y la suma de las incubaciones, así como en suelo al final del experimento (Cuadro 1). Sin embargo, no se detectó efecto significativo para la interacción suelo x sustratos en la cantidad de nitratos en las resinas, pero si hubo efecto para
la interacción en los nitratos del suelo. El suelo de textura franco supero significativamente (p<0.05) en 50 mg/kg de nitratos al suelo arenoso (Figura 1). La comparación de promedios de nitratos para los tipos de sustrato evaluados indica que el suelo tratado con estiércol sin solarizar y con biosólidos tuvieron la mayor cantidad de nitrógeno (p<0.05) significativamente mientras que el estiércol solarizado y el control mostraron la menor cantidad de nitratos en resinas (Figura 2). Aunque el tratamiento con estiércol solarizado mostro 18 mg/kg de nitratos más que el control, esta diferencia no fue significativa. La baja respuesta en liberación de nitratos del estiércol solarizado a la dosis de 40 t/ha podría atribuirse tanto a posible reducción de nitrógeno total e inorgánico durante la solarización previa al experimento, ya que al solarizarse el estiércol alcanzo 60 oC y en este proceso existe desde un alta actividad
microbiana que conlleva a la eliminación de patógenos y procesos físicos como evaporación y lixiviación de productos. El Promedio del contenido de nitratos en el suelo al final del periodo de incubación, fue mayor significativamente (p<0.05) para el tratamiento de suelo franco tratado con estiércol sin solarizar, el cual tuvo 21.5 mg/kg de nitratos en forma residual producto de la descomposición del estiércol (Figura 3). Esta cantidad podría representar alrededor de 80 kg N/ha que serían importantes en la nutrición de un cultivo. Los tratamientos den suelo franco con estiércol solarizado y biosólidos pero superiores al control. En el suelo arenoso, el tratamiento con estiércol sin solarizar mostro el mayor contenido de nitratos en suelo al final del estudio, mientras que la disponibilidad de N en los tratamientos con estiércol solarizado y biosólidos fue baja en promedio 0.4 mg/kg.
Cuadro 1. Análisis de varianza para el contenido de nitratos en resinas y nitrógeno del suelo al final del experimento, 2013.
Figura 1. Promedio del contenido de nitratos en las resinas sintéticas para dos texturas de suelo durante 120 días de incubación en campo, 2013.
Factor G.L. NO3 suelo
de Variacion 30 d 60 d 90 d 120 d Suma final
Tipo de Suelo 1 0.141z 0.000 0.000 0.041 0.000 0.000
Tipo de Sustrato 3 0.000 0.003 0.038 0.003 0.000 0.001
Suelo x sustrato 3 0.111 0.957 0.906 0.809 0.299 0.016
z Nivel de significancia observado (P > F: *, **)
Nitratos en resinas para cada incubacion
0 20 40 60 80 100 120 140 N-‐ NO3 en resi nas (m g/k g)
Tipo de Suelo
Arenoso Franco
a
Figura 2. Promedio del contenido de nitratos en las resinas sintéticas para los sustratos evaluados durante 120 días de incubación en campo, 2013.
Figura 3. Promedio del contenido de nitratos en el suelo para los tratamientos de tipo de suelo y sustrato incubados durante 120 días en campo, 2013. Tratamientos:1) suelo arenoso, 2) arenoso + estiércol sin solarizar, 3) arenoso + estiércol solarizado, 4) arenoso + biosólidos, 5) suelo franco, 6) franco + estiércol sin solarizar, 7) franco + estiércol solarizado, y 8) Franco + biosólidos.
Conclusión
La mineralización de nitrógeno en forma de nitratos dependió significativamente del tipo de suelo y sustrato orgánico mediante la medición en resinas sintéticas de intercambio iónico. El suelo de textura franco fue mayor en 50 mg/kg de nitratos que el suelo arenoso durante 120 días de incubación. El suelo tratado con estiércol sin solarizar y con biosólidos mostró la mayor liberación de nitratos significativamente. La respuesta en liberación de nitratos del estiércol solarizado fue muy baja en dosis de 40 t/ha, lo cual se atribuyó a la posible reducción de nitrógeno total e inorgánico durante la solarización. El contenido de nitratos en el suelo al final del periodo del estudio fue mayor significativamente en el suelo franco tratado con estiércol sin solarizar, mientras que en suelo franco con estiércol solarizado y biosólidos fueron mayores que el control. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 N-‐ NO 3 en re sin as (m g/ kg)
Tipo de Sustrato
Testigo Est.Sin.Solarizar Est.Solarizado Biosolido
a a b b 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 5 6 7 8 N -‐NO 3 en su el o ( m g/ kg) Tratamientos a b b c d e e e
Bibliografía
Distefano, J; Gholz, H. 1986. A proposed use of ion exchange resins to measure nitrogen
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