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Evaluación de biofiltros para reducir pérdidas de nitrógeno en períodos de barbecho de suelos cultivados con maíz / Evaluation of buffer strips for reducing nitrogen losses from soils cultivated with maize during fallow periodsSepúlveda Díaz, Norma Daniela January 2014 (has links)
Memoria para optar al título profesional de: Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / La intensificación de las actividades agropecuarias en las regiones centro-sur de Chile han
ocasionado impactos negativos en los ecosistemas acuáticos, en lo que se refiere
específicamente al uso excesivo de agroquímicos que, como consecuencia, han generado
por ejemplo acumulaciones importantes de formas nitrogenadas en cuerpos de aguas
superficiales y subterráneas. Este estudio tuvo por objetivo evaluar el uso de biofiltros en
campos de cultivo de maíz en periodo de barbecho como una medida de mitigación para
reducir la contaminación difusa de cuerpos de agua superficiales; donde se comparó la
efectividad de distintos componentes vegetales en la retención de formas nitrogenadas en
flujo lateral subsuperficial en dos suelos de clase textural contrastante durante el primer año
de establecimiento del ensayo. Este estudio se desarrolló en la Comuna de Pichidegua,
Región de O'Higgins, donde se seleccionaron dos campos, San Luis (SL) y El Caleuche
(CLC) en los que se cultivaba maíz grano como monocultivo, que colindaban con cuerpos
de agua superficiales y que tenían además suelos con texturas gruesas en SL (Typic
Xerochrepts) y finas en CLC (Typic Duraqualf). El periodo de evaluación fue durante
marzo a septiembre del 2012. La metodología ocupada para esta investigación se basó en la
comparación y evaluación de franjas de biofiltros de 12 m x 5 m compuestos por distintos
componentes vegetales como árboles de arrayán blanco (Luma chequen) y canelo (Drimys
winteri), un arbusto (Fuchsia magellanica) y una pradera de festuca (Festuca arundinacea),
donde en cada sitio se establecieron cinco tratamientos: suelo en barbecho (C), pradera (G),
pradera+arbusto (GS); pradera+arbusto+arrayán (GST1) y pradera+arbusto+canelo
(GST2); en una estructura de bloques al azar con tres repeticiones. Para la determinación de
formas nitrogenadas como: nitratos (N-NO3), amonio (N-NH4) y nitrógeno total (NT), se
colectaron muestras de agua y suelo en la entrada y salida de cada una de las parcelas, para
luego ser analizadas por métodos colorimétricos en el Laboratorio de Química de Suelos y
Aguas de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile. Los resultados
obtenidos indican que los niveles de N-NO3 en los flujos subsuperficiales fueron siempre
más altos a la entrada que a la salida de los tratamientos, debido a que los puntos de entrada
estaban más cercanos a lo zona cultivada donde se aplicaron los fertilizantes nitrogenados
la temporada anterior. En cada tratamiento se observó una variación alta entre la cantidad
retenida de N-NO3 por cada uno de los bloques, lo que puede estar atribuido al tiempo de
adaptación y crecimiento que tuvieron las especies en cada uno de los bloques, donde las
raíces de los componentes vegetales no habían explorado la totalidad del perfil de suelo,
debido al breve periodo transcurrido desde el comienzo del estudio. Por otra parte no se
evidenciaron eventos de escurrimiento superficial, debido principalmente a que en la zona
en estudio se detectó un déficit de precipitaciones cercano al 50% respecto a un año normal. / The intensification of agriculture in south-central regions of Chile have caused negative
impacts on aquatic ecosystems, particularly related to overuse of agrochemicals, by
generating significant accumulations of nitrogen (N) forms in surface waters and
groundwater. The main aim of this study was to evaluate the use of biofilters in maize
fields during fallow period as a mitigation measure for reducing diffuse pollution of surface
water by comparing the effectiveness of different vegetal components in retaining N forms
in subsurface lateral flow in two soils with contrasting textural class during the first year of
establishment of the field experiments. This study was conducted in the Municipality of
Pichidegua, O'Higgins Region, where two fields were selected, San Luis (SL) and El
Caleuche (CLC). In these sites were grown maize as a monoculture, located nearby surface
water channels, and presented coarse-textured soil in SL (Typic Xerochrepts) and finetextured
soils in CLC (Typic Duraqualf).The study period was between March and
September 2012. The methodology employed for this research was based on the
comparison and evaluation of biofilters strips of 12 m x 5 m composed of different plant
components such as trees of arrayán blanco (Luma chequen) and canelo (Drimys winteri),
a shrub (Fuchsia magellanica) and meadow fescue (Festuca arundinacea), where these
were established at each site with five treatments: bare soil (C), grassland (G), prairie +
shrub (GS); prairie +shrub+ arrayán blanco (GST1) and prairie + shrub + canelo (GST2) in
a randomized block design with three replications per treatment. There were collected soil
and water samples at the inlet and outlet of each of the plots for determination of N forms
such as nitrate (NO3-N) ammonium (NH4-N) and total N (TN) by colorimetric methods at
the Laboratory of Soil and Water Chemistry, Faculty of Agricultural Sciences at the
University of Chile. The results showed that the levels of NO3-N in the subsurface flow
were always higher in the inlet than in the outlet of the treatments, because the entry points
were closer to the cultivated area where the N fertilizers were applied the last season. In
each treatment was observed a high variation in the amount of NO3-N retained in each
block, which was attributed to the short-time adaptation and growth of the vegetal species
in the blocks, where the roots of plant components had not fully explored the entire soil
profile due to the short period since the start of this study. Moreover there were not showed
surface runoff events, mainly because the study area had a rainfall deficit, when the
precipitation amount was nearly 50% less than a normal year.
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Efectos de la fertilización nitrogenada sobre los compuestos tiolados y aminoacídicos de uvas y vinos / Effects of nitrogen fertilization on thiolated and aminoacidic compounds of grapes and winesGalaz Barboza, Luis Ignacio January 2013 (has links)
Memoria para optar al Título profesional de:
Ingeniero Agrónomo / La fertilización es una técnica utilizada para evitar deficiencias nutricionales en las plantas.
En este sentido, el nitrógeno es el elemento mineral más importante en la nutrición, debido
a su presencia en moléculas de gran importancia y su participación en diversos procesos
metabólicos. Sin embargo, un exceso en su aplicación repercute en la planta con efectos
tales como crecimiento vegetativo excesivo o retrasos en la madurez. Es por ello, que la
fertilización foliar parece ser una alternativa complementaria al presentar menores
limitaciones respecto a la fertilización convencional. Para el caso específico de la vid,
estudios han demostrado que la fertilización nitrogenada tiene una influencia sobre la
composición aminoacídica de la baya. Así, mayores niveles de nitrógeno en la planta, se
asocian a un aumento en la concentración del nitrógeno total, amonio, aminoácidos libres y
por ende en el nitrógeno asimilable por las levaduras (YAN). Este aumento en la
concentración de los compuestos nitrogenados, tiene una influencia directa en el vino; no
solo porque evita fermentaciones lentas o detenciones del proceso, sino que también porque
existe un efecto sobre el perfil aromático del vino. Diversas investigaciones han
demostrado que Saccharomyces cerevisiae es capaz de sintetizar aromas a partir de
precursores indoros encontrados en la baya cuando existe una concentración adecuada del
YAN en el mosto. Esta acción por parte de las levaduras se produce sobre una familia
aromática particular: los tioles. Estos compuestos se caracterizan por ser los responsables
del aroma varietal de los vinos Sauvignon blanc. Así, durante la fermentación alcohólica
los precursores aromáticos, presentes en el mosto, son degradados, liberando el tiol volátil
correspondiente al vino, mejorando así el perfil aromático al aportar notas tropicales tales
como maracuyá, cítricos o pomelo. En consecuencia, la fertilización nitrogenada tiene un
impacto tanto sobre la composición aminoacídica como aromática de uvas y vinos
respectivamente. A pesar de lo descrito anteriormente, limitada información existe que
sintetice e integre el efecto de la fertilización nitrogenada sobre los tioles y la composicion
aminoacídica en uvas y vinos. Así, el objetivo de este estudio fue analizar y describir el
efecto de la fertilización nitrogenada sobre estos compuestos. / Fertilization is a technique used to avoid nutritional deficiencies in plants. In this sense,
nitrogen is the most important mineral element in nutrition, due to the presence of
important molecules and its participation in many metabolic processes. However, an
excessive nitrogen application has an impact on plant, with effects as excessive vegetative
growth or delaying in ripening. For these reasons, foliar spraying seems to be a
complementary alternative to have less limitation respect to conventional fertilization. To
specific case of the grapevine, some studies have demonstrated that nitrogen fertilization
has an influence on berry aminoacidic composition. Thus, higher nitrogen levels in plant,
are associated to an increase in total nitrogen, ammonium, free aminoacids concentration
and hence yeast assimilable nitrogen (YAN). This increasing in the content of nitrogen
compounds, has a directly influence on wine; not only because it avoid stuck and sluggish
fermentations, but also because exists an effect on aromatic profile of the wine. Many
researches have demostrated that Saccharomyces cerevisiae is capable to synthesize aromas
from odorless precursors located into berry when an adecuate YAN concentration in must
exists. This action by yeasts is produced on specific aromatic family, thiols. These
compounds are characterized because they are responsible for the varietal aroma in
Sauvignon blanc wines. Thus, during alcoholic fermentation aromatic precursors, present in
the must, are degraded, releasing the respective volatile thiol to the wine, improving the
aromatic profile to contribute tropical notes such as, passionfruit, citrus or grapefruit. Thus,
nitrogen fertilization has an impact both aminoacidic and aromatic composition of grapes
and wines respectively. Despite the above, there is a limited information to synthesize and
intregate the effect of nitrogen fertilization on thiols and aminoacidic composition in grapes
and wines. Thus, the aim of this study was analyze and describe the effect of nitrogen
fertilization on these compounds.
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In situ determination of nitrogen movement in agricultural soils with pig slurry application in the mediterranean zone of Chile / Determinaciones in situ del movimiento de nitrógeno en suelos agrícolas con aplicaciones de purines de cerdo en la zona mediterránea de ChileNájera de Ferrari, Francisco January 2013 (has links)
Tesis presentada para optar al Grado de Magíster en Manejo de Suelos y Aguas / On a global scale, natural biogeochemical cycles are being overwhelmed. Fertilizer and atmospheric deposition dominate total anthropogenic nitrogen (N) inputs to the temperate regions as a whole, with fertilizer accounting for roughly two-thirds of the total (Howarth et al., 1996). On agricultural land, crop and livestock production systems are the largest cause of the global N alteration (Bouwman et al., 2011), with most of the N applied in annual production systems being lost (Robertson and Vitousek, 2009). Moreover, N availability to plants is difficult to predict, since organic matter turnover processes and losses influence the availability (Sørensen, 2001).
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Evaluación del índice de suficiencia de nitrógeno como mejorador de la capacidad predictiva de las lecturas SPAD en híbridos de maízFigueroa Bustos, Victoria January 2013 (has links)
Tesis para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo y al Grado de Magister en Ciencias Agropecuarias Mención Producción de Cultivos / El maíz (Zea mays L.) es el cereal con mayor producción a nivel mundial con 817 millones de toneladas en el año 2009 (FAO, 2012). Los usos del maíz de grano están orientados fundamentalmente a consumo animal, de aves y porcinos, y en segundo término a consumo humano e industrial. La principal forma de consumo para alimentación humana es la harina de maíz (Mejía, 2003).
En Chile, la superficie anual de siembra en las tres últimas temporadas (2009-2012) alcanzó las 127.211 ha, generando en promedio una producción nacional total de 1.4 millones de toneladas de grano, lo que equivale al 67,5% de la necesidad de consumo nacional. Por tal motivo se importan aproximadamente 666.000 toneladas de grano provenientes principalmente de Argentina y Paraguay (ODEPA, 2012).
La mayor producción en Chile se obtiene en la Región de O’Higgins, la cual durante la temporada 2010 aportó con un 46% a la producción total del país. La Región del Maule y la Región Metropolitana, por su parte, contribuyeron a la producción nacional con aproximadamente un 27% y 13%, respectivamente. Actualmente, el rendimiento promedio nacional alcanza los 120 qq ha-1 (ODEPA, 2012).
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Diseño de nuevas estrategias de estimación y pronóstico del término de la fase aeróbica para el proceso de remoción biológica de nitrógeno en reactores batch secuencialesJaramillo Montoya, Francisco Roberto January 2018 (has links)
Doctor en Ingeniería Eléctrica / En la actualidad existen industrias (petroquímicas, farmacéuticas) cuyos residuos líquidos contienen elevadas concentraciones de nitrógeno. Una alternativa altamente utilizada es la Remoción Biológica de Nitrógeno en Sequencing Batch Reactors. Esta técnica ofrece como ventajas alta eficiencia de conversión y consumo reducido de productos químicos. Como desventaja posee los gastos operacionales inherentes del proceso, como por ejemplo: gastos energéticos y costos asociados a la eliminación de biomasa.
Gran parte de las investigaciones que buscan optimizar la eficiencia de la Remoción Biológica de Nitrógeno, se centran en la fase de nitrificación (fase aeróbica), por ser la encargada de la conversión de productos que son utilizados posteriormente en la desnitrificación. Dentro de estas investigaciones se cuentan el uso de modelos fenomenológicos, estimación de estados, estimación del término de fase aeróbica y la estrategia denominada nitrificación parcial, que destaca por sus alcances en reducción de costos y tiempos de operación del reactor.
A pesar de que existe un gran número de investigaciones, todavía existen brechas importantes que acortar, y una de esas representa la falta de una integración de estrategias , en la cual, estrategias tales como estimación del término de fase aeróbica, permitan potenciar y mantener una nitrificación parcial estable en el largo plazo.
En el presente trabajo de Tesis se propone la elaboración de estrategias de estimación y pronóstico del término de la fase aeróbica para el proceso de Remoción Biológica de Nitrógeno en un Sequencing Batch Reactor, con el fin de aumentar la eficiencia del proceso y reducir sus costos.
En primer lugar y mediante simulación, se analiza la influencia de la duración de la fase aeróbica sobre la eficiencia global del proceso de Remoción Biológica de Nitrógeno operado bajo nitrificación parcial. En segundo lugar, se proponen y desarrollan dos tipos de enfoques que aportan con la estimación del término de la fase aeróbica. El primero es un enfoque basado en extracción de características y clasificadores Support Vector Machines. En cambio, el segundo es un enfoque basado en Filtro de Partículas para estimar la concentración de amonio en el reactor y posteriormente pronosticar el término de la fase aeróbica.
Los resultados de simulación refuerzan la idea de incorporar herramientas que estimen el término de la fase aeróbica de manera precisa, para así lograr una reducción de los costos y de los tiempos de operación de manera estable en el largo plazo. En cuanto a los enfoques propuestos, su entrenamiento, verificación y posterior validación fueron realizados utilizando datos experimentales provenientes de un reactor secuencial batch a escala piloto.
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Efecto del uso de un fertilizante de entrega lenta versus fertilizantes nitrogenados tradicionales en la dinámica del nitrógeno en un suelo de textura gruesa cultivado con maíz grano en lisímetros / Effect of using a “slow release” fertilizer compared to “traditional nitrogen fertilizer” on the nitrogen dynamic in a coarse-texture soil cultivated with maize in lysimetersScott Fernández, Camila January 2016 (has links)
Memoria para optar al título profesional de Ingeniera Agrónomo / El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de un fertilizante de entrega lenta (FEL) de nitrógeno versus un fertilizante nitrogenado tradicional (urea) en la dinámica del nitrógeno (N) en un suelo de textura gruesa y cultivado con maíz grano en lisímetros. Se evaluaron las pérdidas por lixiviación de N, producción de materia seca (MS) del cultivo y también se correlacionó la salida de N del sistema por la cosecha del maíz grano utilizando técnicas tradicionales y mediciones de índice de contenido de clorofila (ICC) y Valor Munsell (VM).
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Intervalo seda antesis y su efecto en el rendimiento de siete híbridos de maíz usados en Chile / Anthesis silking interval and its effect on yield of seven maize hybrids used in ChileSandoval Castillo, Francisca Javiera January 2015 (has links)
Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero Agrónomo / El rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L.) está estrechamente relacionado con la
condición fisiológica del cultivo, durante el período crítico de éste. Déficit de nitrógeno es
uno de los factores que influyen en la disminución del rendimiento. Uno de los caracteres
utilizados para determinar tolerancia a este tipo de estrés, por su alta relación con el
rendimiento, es ASI, intervalo seda-antesis. El objetivo de este estudio fue determinar si los
híbridos de maíz usados en Chile, más tolerantes a una condición de estrés, en este caso
deficiencia de nitrógeno, son los que tienen un menor ASI. Los valores de rendimiento y
ASI fueron medidos en híbridos de maíz DK619, Lerma, NK703, Río Cisnes, Río Maipo,
Río Negro y Río Trancura lo que fue evaluado en dos ensayos, con y sin fertilización
nitrogenada, los cuales se realizaron en la Estación Experimental Antumapu de la
Universidad de Chile en la temporada 2011-2012 bajo condiciones de riego. El diseño
experimental fue de bloques completos al azar con cuatro repeticiones para cada uno de los
ensayos, los bloques se distribuyeron en forma perpendicular a la pendiente del sector. Al
realizar un análisis combinado de varianza para ASI se detectó interacción entre híbrido y
ensayo con fertilización nitrogenada (p≤0,05). El ASI no varió entre ensayos para los
híbridos DK619 y Lerma siendo significativamente menor que los otros híbridos. Los
híbridos que tuvieron mayor diferencia de ASI entre ensayos fueron Río Negro y Río
Maipo, ambos con 4 días de diferencia. El rendimiento no tuvo interacción entre híbrido y
ensayo con fertilización nitrogenada, por lo que el ranqueo de los híbridos no varió dentro
de los ensayos. El rendimiento estuvo relacionado negativamente con el ASI, tanto en el
ensayo con fertilización nitrogenada como en el ensayo sin fertilización nitrogenada, pero
estas relaciones no fueron significativas para ninguno de los dos ensayos.
Con la finalidad de evaluar el efecto de la deficiencia de nitrógeno ocurrida producto de la
no fertilización, sobre el rendimiento del cultivo en los siete híbridos de maíz, se planteó
cuantificar la disminución porcentual del rendimiento (DPR). La disminución porcentual
del rendimiento fluctuó entre un 14% y 43%. Con la finalidad de evaluar el efecto de la
deficiencia de nitrógeno ocurrida producto de la no fertilización, sobre el ASI de los
híbridos de maíz, se cuantifico ∆ASI entre ensayos. Esta variable tuvo una relación positiva
y significativa con la disminución de rendimiento porcentual bajo condición de estrés
(r2
=0,75 y p-value=0,0069).
Por lo tanto la limitante al rendimiento en la localidad evaluada es el déficit de nitrógeno
para el cultivo. El mayor rendimiento se obtuvo en el ensayo con fertilización nitrogenada
con el híbrido Río Maipo.
Los híbridos que tuvieron una menor disminución porcentual de rendimiento en
condiciones de deficiencia de nitrógeno son los que tuvieron un menor ASI. / The yield of maize (Zea mays L.) is closely related to the physiological condition of the
crop during its critical period. Nitrogen deficiency is one of the factors influencing the
yield's fall in. One of the characters used to determine stress tolerance due to its high
correlation with yield, is ASI, anthesis - silk interval. The objective of this study was to
determine whether corn hybrids used in Chile to a more tolerant stress condition, in this
case nitrogen deficiency, are those with lower ASI. Yield and ASI for hybrids DK619,
Lerma, NK703, Río Cisnes, Río Maipo, Río Negro y Río Trancura, was evaluated in two
trials, with and without nitrogen fertilization, which were conducted at the Antumapu
Experimental Station in University of Chile, in the 2011-2012 season, under irrigated
conditions. Treatments were arranged as randomized complete block design with seven
treatments replicated four times, the blocks are distributed perpendicular to the slope of the
sector. When a combined analysis of variance for ASI was achieved, interaction between
hybrid and nitrogen fertilization test ( p ≤ 0.05 ) was detected. The ASI did not differ
between trials for hybrids DK619 and Lerma, being significantly lower than the other
hybrids. The hybrids with a higher result as an ASI difference between trials, were Río
Negro and Río Maipo, both 4 days apart from each other. The yield had not interaction
between hybrid and nitrogen fertilization trial, thus the ranking of the hybrids did not vary
within trials. The yield was negatively correlated with both ASI nitrogen fertilization test
and in the test without nitrogen fertilization, but these correlations were not significant for
none of the trials.
In order to evaluate the effect of nitrogen deficiency occurred due to the un-fertilization on
the crop yield, it was proposed to quantify the yield percentage reduction (YPR). The yield
percentage reduction ranged between 14% and 43%. In order to evaluate the effect of
nitrogen deficiency occurred due to the un-fertilization on the ASI hybrids, it was proposed
to quantify the ∆ASI between trials. This variable had a positive and significant correlation
with ASI under stress condition (r
2
=0,75 y p-value=0,0069).
Therefore the bounding one to yield in the evaluated locality is the deficit of nitrogen for
the crop. The major yield was obtained in the trial with nitrogen fertilization by the hybrid
Rio Maipo.
The hybrids had a lower percentage decrease of yield under nitrogen deficiency are those
who had lower ASI .
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Modelamiento fluido-dinámico de microtoberas de cold spray para la depositación de partículas de cobre utilizando mezclas helio-nitrógenoParot Cabrera, Mario Alonso January 2019 (has links)
Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / El propósito de este trabajo es aplicar modelamiento computacional fluido-dinámico (CFD) para estimar la eficiencia de depósito de partículas de Cobre en el proceso de Cold Spray con microtoberas. Con ello se busca estudiar la conveniencia del uso de mezclas Helio-Nitrógeno como gas de trabajo. Esto como una alternativa al uso de Helio puro que presenta un mejor desempeño para este tipo de proceso, pero al mismo tiempo, tiene un costo comercial mayor que el Nitrógeno.
Este trabajo muestra que por medio de la caracterización de las propiedades termodinámicas de las mezclas Helio-Nitrógeno, es posible utilizar herramientas CFD para calcular la velocidad y temperatura de impacto de las partículas, y con ello estimar la eficiencia y factibilidad del proceso.
En total se simulan ocho configuraciones diferentes de microtobera, con largos que varían entre 37 mm y 48 mm y con diámetros de salida que varían entre 2.4 mm y 3 mm.
Se determina que el proceso de Cold Spray para partículas de Cobre no es factible para microtoberas de largo menor a 48 mm si se utiliza Nitrógeno puro, siendo la eficiencia máxima obtenible un 39%, lo que está en el límite de factibilidad. Como alternativas para mejorar la eficiencia del proceso aparece el precalentado de las partículas de Cobre y el uso de las mezclas Helio-Nitrógeno. Con respecto a este último punto, a partir del uso de una mezcla con un 28% de Helio (fracción molar), la eficiencia del proceso mejora hasta en un 74%. Mientras que para una mezcla con un 60% Helio, la eficiencia de depósito mejora hasta alcanzar un 90%.
Esta investigación es un avance significativo para reducir el costo operacional de las microtoberas de Cold Spray. Además de contribuir con el estudio de nuevas tecnologías de manufactura aditiva con Cobre, el mineral más importante de la industria chilena.
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Validation of non-destructive techniques to estimate the nitrogen retention in the vegetal components of buffer strips / Validación de técnicas no destructivas para estimar la retención de nitrógeno en los componentes vegetales de un biofiltroRealini Gómez, Piero Alejandro January 2016 (has links)
Tesis para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo y al Grado de Magíster en Manejo de Suelos y Aguas / Nitrogen (N) is an essential nutrient for terrestrial and marine life, influencing many aspects of natural ecosystems and intervened by man (Vitousek et al., 1997). It is the nutrient that most often limits the primary productivity of ecosystems. Most N in the atmosphere is present as N2, while other forms of N are found in small amounts. However, most organisms can only assimilate forms of reactive N (Nr), including oxidized and reduced inorganic and organic forms (Duce et al., 2008).
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Efecto del porcentaje de retención de agua en la degradación de urea en suelos con distinto contenido de carbono orgánicoGonzález Rojas, Mitza Macarena 01 1900 (has links)
Título de: Químico Ambiental / El contenido hídrico afecta la actividad ureásica y nitrificante en los suelos,
por ende influye en los cambios de pH y potencial de óxido reducción. Dentro de las
etapas del ciclo del nitrógeno en el suelo, la degradación de urea corresponde a la
mineralización de nitrógeno orgánico mediante la actividad de la enzima ureasa de
origen microbiano y sus principales productos de degradación son amonio (NH4
+) y
posteriormente nitrato (NO3
-). En este trabajo se estudió el efecto de la capacidad
de retención de agua (CRA) sobre las curvas de saturación de ureasa y las curvas
de progreso de amonio y nitrato en condiciones de saturación por sustrato mediante
ensayos con microcosmos con dos suelos de la Zona Central de Chile que difieren
en su contenido de carbono orgánico (CO): suelo de la localidad Alhué (Región del
Libertador General Bernardo O’Higgins) con bajo CO y suelo del Campus
Antumapu (Región Metropolitana) con alto CO.
Se construyeron microcosmos al 60 y 100 % de la CRA de cada suelo y se
incubaron con distintas concentraciones de urea hasta por 24 horas para
determinar la concentración de saturación de la enzima. Para la curva de progreso
se incubaron los microcosmos en condiciones de saturación por sustrato en las
mismas condiciones anteriores por 16 días. Para el análisis estadístico se utilizó el
coeficiente de Correlación de Pearson y Análisis de varianza (ANOVA) de dos vías,
con intervalos de confianza superiores al 95 %.
Los resultados de las curvas de saturación de ureasa mostraron que en
ambos suelos al 100 % de la CRA disminuye la velocidad máxima (Vmáx) y la
concentración de semisaturación ([S]0,5). Esto se explica porque a una mayor CRA,
la menor concentración de O2 limita los procesos metabólicos de los
microorganismos capaces de degradar urea (aeróbicos). La actividad ureásica es
mayor en el suelo Antumapu debido a que un mayor contenido de CO se asocia a
una mayor capacidad para retener microorganismos capaces de degradar urea. De
acuerdo al ANOVA de dos vías hay diferencias estadísticamente significativas entre
las curvas de saturación para ambos suelos. En el suelo Alhué el factor tratamiento
(CRA) fue el causante de la mayor parte de la varianza total (43,73 %) junto con el
factor concentración (43,01 %), mientras que en el caso del suelo Antumapu la
mayor parte de la varianza total proviene del factor concentración (51,37 %),
seguido del factor tratamiento (35, 41 %). En las curvas de progreso se evaluó el
efecto de la CRA sobre los parámetros edáficos del suelo (potencial de óxido
reducción, pH, contenido de amonio, contenido de nitrato). El ANOVA de dos vías
muestra que el factor tiempo dio cuenta de la mayor parte de la varianza total en el
x
potencial de óxido reducción (67,14 y 96,45 % para Antumapu y Alhué
respectivamente), pH (91,34 y 96,57 %), contenido de amonio (94,41 y 97,95 %) y
contenido de nitrato (69,03 y 87,10 %). Respecto a las curvas de progreso del
contenido de amonio, hubo diferencias estadísticamente significativas para
Antumapu, a diferencia de los factores tratamiento e interacción en Alhué. En
cuanto a la actividad nitrificante, esta fue baja comparada a la ureásica,
probablemente a causa de los efectos inhibitorios de la concentración de amonio
junto al alto pH del suelo. Además, los resultados del ANOVA de dos vías indican
que los factores tratamiento (14,08 y 1,70%, para Antumapu y Alhué
respectivamente) e interacción (15,80 y 10,34 %) tuvieron mayor aporte a la
varianza total comparado a lo ocurrido con el contenido de amonio. Las bacterias
oxidadoras de amonio y las bacterias oxidadoras de nitrito son estrictamente
aeróbicas, por lo que es esperable que sean susceptibles a los tratamientos al 100
% de la CRA, debido a una menor concentración de O2 disponible y su difusión más
lenta.
En conclusión, el aumento de la actividad ureásica se relaciona
principalmente con un mayor contenido de carbono orgánico del suelo y se favorece
al 60 % de la CRA. En el caso de la actividad nitrificante, está fuertemente regulada
por el efecto combinado del potencial de óxido reducción y pH, junto con el
contenido de amonio. No hay claridad respecto al efecto del tratamiento en cada
suelo. / The hydric content affects the urease and nitrifying activity in soils, therefore
it influences changes in pH and oxidation-reduction potencial. In the steps of the
nitrogen cycle in soils, urea degradation corresponds to the mineralization of organic
nitrogen through the activity of the urease enzyme of microbial origin and its main
degradation products, ammonium (NH4
+) and nitrate (NO3
-). In this work it was
studied the effect of water holding capacity (WHC) on urease saturation curves and
ammonium and nitrate content progress curves in substrate saturation conditions
using microcosms with two soils from the Central Zone of Chile that differ in their
organic carbon content (OC): Alhué soil (Libertador General Bernardo O’Higgins
region) with low OC and Campus Antumapu soil (Metropolitana region) with high
OC.
Microcosms were made with 60 and 100% WHC for each soil and they were
incubated with different urea concentrations up to 24 hours to establish the enzyme
saturation concentration. For the progress curve, microcosms were incubated in
substrate saturation conditions at the same previous conditions for 16 hours.
Statistical analysis included Pearson correlation coeficient and two way Analysis of
Variance (ANOVA), with confidence interval higher than 95 %.
Urease saturation curve results show that both soils at 100% WHC
decreasing their maximal velocity (Vmáx) and semi-saturation concentration ([S]0,5).
This is explained because at a higher WHC, the lower concentration of O2 limits
metabolic processes of microorganisms able to degrade urea (aerobic). The urease
activity is higher in Antumapu soil, due to a higher OC that it is associated to a
higher capacity to retain microorganisms capable to degrade urea. According to the
two-way ANOVA there are statistically significant differences between saturation
curves in both soils. In Alhue soil the treatment factor (WHC) was the cause of the
major part of total variance (43.73%) together with the concentration factor
(43.01%), while in Antumapu soil the major part of total variance comes from
concentration factor (51.37%), followed by treatment factor (35.41%).
In progress curves was evaluated the effect of WHC on edaphic parameters
of soils (oxidation-reduction potential, pH, ammonium content, nitrate content). The
two-way ANOVA shows that time factor gave account for the most of total variance
on the oxidation-reduction potential (67.14 and 96.45 % for Antumapu and Alhué
respectively), pH (91.34 and 96.57 %), ammonium content (94.41 and 97.95 %) and
nitrate content (69.03 and 87.10 %).
xii
According the ammonium content in progress curves, there are statistically
significant differences for Antumapu soil, unlike the treatment and interaction factors
in Alhué. The nitrifying activity was lower than ureasic, probably due to ammonium
content inhibition effect and a high soil pH. In addition to, the two-way ANOVA
shows that treatment factor (14,08 y 1,70%, Antumapu and Alhué respectively) and
interaction (15,80 and 10,34 %) had major contribution to total variance than in
ammonium content. The ammonium oxidizing bacteria and nitrite oxidizing bacteria
(responsible of nitrifying activity) are obligated aerobioc, so it’s expected that shows
a sensitive behavior at 100 % WHC traeatments, due to lower O2 concentration and
slower diffusion.
In conclusion, an increase in urease activity it’s related to a higher OC
content principally and it’s favored at 60 WHC treatments. The nitrifying activity is
highly regulated by the combinated effect of oxidation reduction potential-pH,
together with the ammonium content. There isn’t a clear answer to the WHC
retention effect in treated soils. / 08/2019
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