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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/147432 |
| Date | 01 1900 |
| Creators | González Rojas, Mitza Macarena |
| Contributors | Carú Marambio, Margarita, Rojas Garrido, María Cecilia, Toro, Richard, Labbé, Cecilia, Universidad de Chile. Facultad de Ciencias. Escuela de Pregrado. |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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