Amonificacion y Desnitrificacion Informe

AMONIFICACION Y DESNITRIFICACION EN SUELO 

INTRODUCCION

El nitrógeno es un elemento biogénico que encontramos incorporado en moléculas orgánicas que desempeñan desempeñan funciones vitales vitales para toda célula. Este elemento elemento es un constituyente constituyente básico básico de aminoácidos, ácidos nucleicos, azúcares aminadas y los polímeros que estas moléculas forman. Los  procesos de transformación t ransformación química que intervienen en el ciclo de nitrógeno son varios: fijación de nitrógeno molecular, asimilación de amoniaco, nitrificación, nitrifi cación, desnitrificación, reducción asimilativa de 1 nitrato y amonificación . Dos de los pasos importantes importantes en el ciclo del nitrógeno nitrógeno son la Amonificación y la Desnitrificación. Desnitrificación. La + amonificación es la conversión a ion amonio(NH4 ) del nitrógeno que en la materia viva aparece  principalmente como grupos amino (-NH2) o imino imi no (-NH-) 2. Es definida también como el proceso que consiste en la generación de amoniaco (NH3) como producto principal en la descomposición de materia orgánica nitrogenada (ej. proteínas, bases nitrogenadas, urea, etc.); en otras palabras, cuando los organismos producen desechos que contienen nitrógeno como la orina (urea), ( urea), los desechos de las aves (ácido úrico), así como de los organismos muertos, éstos son descompuestos por bacterias  presentes en en el suelo y en el el agua, liberando liberando el nitrógeno al medio, medio, bajo la forma de amonio (1,3). Por otro lado, la desnitrificación es un proceso de respiración anaerobia, donde el nitrato es utilizado como aceptador alterno de electrones en lugar de oxígeno, reduciéndose a óxido nitrico (NO), óxido nitroso (N2O) o nitrógeno molecular (N2) 1. Este proceso, es llevado a cabo por bacterias desnitrificadoras que revierten la acción de las fijadoras de nitrógeno, regresando el nitrógeno a la atmósfera en forma gaseosa 3. Las bacterias desnitrificadoras pertenecen a varios géneros tales como: Pseudomonas , Bacillus, Spirillum, Hyphomicrobium, Agrobacterium, Acinetobacter , Propion obacterium, Rhizobium, Cornebacterium, Cytophata, Thiobacillus, y Alcaligenes. No obstante, las más extendidas en el agua y en las aguas residuales son  Pseudomonas fluorescens, P. Aeruginosa , P. denitrificans y Alcaligenes sp . Estos organismos organismos estan por doquier y se encuentran encuentran facilmente en en los 4 suelos y en los ambientes de los humedales naturales . La práctica tuvo como objetivos determinar la presencia o no de amoniaco en muestras de suelo de alta y baja fertilidad tratados con Caldo Urea y Caldo Nutritivo, respectivamente; y detectar la  presencia o ausencia de Nitritos en muestras de suelo de alta y baja fertilidad, y en cultivo de  pseudomonas.  pseudomonas.

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PROCEDIMIENTO

DESNITRIFICACIÓN

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- Presencia de compuesto nitrogenado:

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1) 3 días post siembra:

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2) 7 días post siembra:

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RESULTADOS

RESULTADOS DE AMONIFICACIÒN: Tabla 1. Detección de Amoniaco y medición de pH de dos muestras de suelo simulados en dos medios de cultivos monitoreado hasta los 7 días. Muestra

Presencia de NH3

pH

Dia 3 / Dia 7

Dia 3 / Dia 7

SAF

+ / +

7 / 8

SBF

+ / +

8 / 8,5

Control

- / -

7 / 7

SAF

+ / ++

10 / 10

SBF

+ / ++

10 / 9,5

Control

- / -

8 / 8

CN

CU

SBF: Suelo de baja fertilidad SAF: Suelo de alta fertilidad

CN: Caldo Nutritivo CU: Caldo Urea

CALDO NUTRITIVO 100     l 80    m    0    0    1 60     /    3    H 40    N    g    m 20

0 SBF

SAF

CONTROL

Muestra SBF: Suelo de baja fertilidad SAF: Suelo de alta fertilidad

Dia 3

Dia 7

Figura 1. Cuantificación de NH3 (mgNH3/100ml) en SBF, SAF y control, tratados en Caldo Nutritivo en los días 3 y 7.

CALDO UREA 800 700     l    m600    0    0 500    1     /    3 400    H    N300    g    m200

100 0 SBF

SAF

CONTROL

Muestra SBF: Suelo de baja fertilidad SAF: Suelo de alta fertilidad

Dia 3

Dia 7

Figura 1. Cuantificación de NH3 (mgNH3/100ml) en SBF, SAF y control, tratados en Caldo Urea en los días 3 y 7.

RESULTADOS DESNITRIFICACIÓN:

Tabla 2. Evaluación de la desnitrificación a partir de caldo glucosado nitrato de potasio al día 3 y 7.

Muestra

Presencia de gas Día3/Día7

Presencia de nitrito Día3/Día7

pH Día3/Día7

SAF

-/-

+/+

4/4,5

SBF

+/+

-/-

6/6,5

Pseudomonas

+/+

-/-

5/6

Control

-/-

+/+

6/6

SBF: Suelo de baja fertilidad SAF: Suelo de alta fertilidad

COMENTARIO En la tabla 1 se presenta la determinación de amoniaco (NH3) y la medición de pH en dos tipos de suelos evaluados hasta los siete días, suelo de alta (suelo arenoso agrícola) y baja (heces de cuy) fertilidad, tratados cada uno con dos cultivos distintos, Caldo urea y Caldo nutritivo. En primer lugar, en la evaluación hasta los tres primeros días con respecto al control, en el suelo de alta fertilidad y en el de baja fertilidad se detectó la presencia de amoniaco, tanto en caldo nutritivo como en caldo urea, ya que, en la determinación cualitativa, las soluciones de ambos suelos tomaron un color ladrillo a diferencia de los controles que fueron amarillos. El color ladrillo nos indicó la presencia de amoniaco; esto significa que en ambos suelos se degradaron los compuestos nitrogenados presentes en ambos caldos. Después de siete días, la evaluación para detectar amoniaco fue nuevamente positiva, con la diferencia que en los suelos tratados con caldo urea la concentración de amoniaco fue mucho mayor, y eso se notó en la intensidad de color; es decir, en el séptimo día las soluciones de los suelos tomaron un color ladrillo mucho más intensos con respecto a la evaluación del tercer día, y esto claramente es evidente ya que en el caldo urea, el compuesto nitrogenado (urea) es mucho más fácil de degradar, a diferencia de la peptona (en caldo nutritivo) que tiene una estructura mucho más compleja, que de igual manera se degrada a amoniaco pero en un tiempo mucho más prolongado. Esto se comprueba con la determinación cuantitativa de amoniaco descrita en las figuras Nº 1 y Nº 2 en los que se reporta la cantidad de amoniaco presentes en cada suelo con sus respectivos caldos de cultivos en los dos tiempos de evaluación; y es que esto va de la mano con el tipo de suelo que se han empleado, el suelo de baja fertilidad empleado fue el suelo agrícola arenoso y el de alta fertilidad, los excrementos de cuy. El estiércol a diferencia del suelo agrícola contiene mayor cantidad de compuestos nitrogenados que aparecen principalmente como grupos amino (-NH2) o imino (-NH-) como es la urea, lo que va a constituir parte importante en su degradación, ya que al haber mayor cantidad de estos compuestos habrá mayor cantidad de amoniaco formado. Todo estos resultados son similares a los de otras investigaciones en donde utilizaron, a diferencia de estiércol de cuy, estiércol bovino, en la que el proceso de amonificación fue el mismo; en la muestra con estiércol bovino hubo mayor concentración de amoniaco conforme paso el tiempo de incubación, en comparación con suelo agrícola, y es que como ya se explicó, en las heces de estos animales hay mayor cantidad compuestos nitrogenados como la urea que son más fáciles de degradar por los microorganismos, por tanto la concentración de amoniaco será mayor 5. En cuanto a los controles, estos sirven como base para comparar con los suelos que se están evaluado,  pero en la cuantificación de amoniaco en caldo urea a los 7 días, se reportó un número mucho mayor a los de los suelos tratados con el mismo medio, lo que en realidad supone a decir que estos fueron contaminados, o bien no se hizo una correcta titulación y como consecuencia fue la obtención de cálculos incorrectos. Con respecto a los pH, estos aumentaron conforme pasaron los días de incubación, notándose diferencia entre ambos caldos. En los suelos tratados con caldo urea el pH fue mayor debido a la mayor concentración de compuestos básicos (Amoniaco) En segundo lugar, con respecto al proceso de desnitrificación , en la tabla Nº 2 se presenta la evaluación de este proceso a partir de caldo glucosado nitrato de potasio en muestras de suelo de baja y alta fertilidad, paralelamente con la evaluación de la bacteria  Pseudomonas  al día 3 y 7. Se hizo una determinación cualitativa en la que se encontró que al tercer y séptimo día en la muestra de alta fertilidad habían presencia de nitritos pero ausencia de gas, lo cual quiere decir que en el proceso de desnitrificación, los nitratos han sido llevados a nitritos por micoorganismos presentes en el suelo

evaluado; mientras que en el suelo de baja fertilidad, hubo ausencia de nitritos pero presencia de gas, lo que demuestra que los nitratos han sido llevados hasta nitrógeno molecular (N2). En cuanto a la evaluación con  Pseudomonas, hubo ausencia de nitritos y presencia de gas lo cual confirma que exactamente es una bacteria desnitrificante pues ha realizado el proceso de desnitrificación llevando los nitratos a nitrógeno molecular (Proceso desasimilativo). En cuanto al pH, en el proceso de desnitrificación han aumentado conforme el tiempo de incubación en un intervalo de 0,5-1 lo que indica que se ha ido dando el proceso de desnitrificación, pues si el pH hubiera sido menor a 4 la reducción a nitritos no hubiese sido posible. Esto se comprueba con ensayos reportados en el que se ha encontrado que el pH óptimo para este proceso está alrededor del neutro, ya que la desnitrificación aumenta la alcalinidad y, como consecuencia, sube el pH 6. En conclusión, con la práctica se logró determinar la presencia o ausencia de amoniaco y nitritos en muestras de suelo de alta y baja fertilidad, haciendo uso de pruebas cualitativas y cuantitativas, que ayudaron a detectar en que fase del proceso del ciclo de nitrógeno se encontraban los suelos evaluados, es decir, se determinó que constituyentes del nitrógeno se hallaron en dichas muestras y se las compararon analizando su diferencia.

REFERENCIAS BIBLIOGRÀFICAS (1) López J. Nutrientes y gases: Nitrógeno. Primera edición. Madrid: Consejo superior de Investigaciones Científicas; 2000 (2) Costa J, Ocete C. Ciclo del nitrógeno. Revista Latinoamericana de Microbiología. 2000; 42:7382 (3) Ramírez D. Ciclo del nitrógeno. Centro de información y comunicación ambiental. 2007; 1(2): 15-19 (4) Echevarría E, San Martin N, Bergonzi N. Métodos rápidos de estimación de nitrógeno  potencialmente mineralizable en suelos. Ciencia del Suelo. 2000; 18 (1): 23-28 (5) Velásquez R. Contaminación de suelos por nitratos y amoniacos provenientes de estiércol  bovino. Universidad Autónoma Agraria. 2012; 1-71 (6) Suarez J. Eliminación de nitrógeno de las aguas residuales. procesos de nitrificación y desnitrificación. Revista Scielo. 2011; 2(3): 12-19