Tesis - Universidad de Colima

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Universidad de Colima
Doctorado en Biotecnología Microbiana
USO DE METODOS QUÍMICO-BIOLÓGICOS COMO
MEJORADORES DE LA CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA DE UN
SUELO SALINO-SÓDICO
TESIS
que para obtener el grado de
DOCTOR EN BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA
presenta
Oneyda Hernández Lara
Asesores
Dr. Manuel Ortega Escobar
Dr. Antonio Flores Díaz
Tecomán, Col. , Enero de 2000
Dedicatoria
A la memoria de mis padres, por darme la posibilidad de
vivir y siempre recibir el mejor ejemplo.
A Arlene y Leonardito, los dos grandes
tesoros, que llenan mi vida.
A Leonardo, el amor de mi vida, por toda
su comprensión y apoyo, durante
todos estos años.
A mis hermanas, cuñado y sobrinos por su
apoyo y cariño en todo momento.
Agradecimientos
Instituciones
En primer lugar agradezco a la Revolución Cubana por darme el privilegio
de realizar mis estudios de doctorado en México, y poder llegar a su
culminación con éxito, así como también al Ministerio de la Agricultura e
Instituto de Suelos de Cuba, por su apoyo brindado.
A México por abrirme las puertas para permanecer una etapa de mi formación profesional en
este hermoso país, gracias.
A la Secretaria de Educación Pública de los Estados Unidos Mexicanos por el apoyo
económico otorgado para ser posible la realización de mis estudios doctorales en México.
A la Universidad de Colima por acogerme en sus aulas de postgrado para realizar mis estudios
de doctorales y darme el apoyo en todo momento. También hago extensivo el reconocimiento
a la Facultad de Ciencias Agrapecuarias y dirección del Postgrado de dicha Universidad.
Al Tecnológico de Colima, por su apoyo para realizar la etapa de investigación, aislamiento y
caracterización de las bacterias
Al Colegio de Postgraduados, por darme la posibilidad de desarrollar el trabajo experimental.
A la Facultad de Ciencias Biológicas, laboratorio de microbiología (IPN), por su apoyo en la
parte de la reproducción de la biomasa de las cepas bacterianas.
Asesores
Este trabajo doctoral tuvo bajo la dirección de un grupo de asesores a los cuales quisiera
hacerle llegar mis más sinceros agradecimientos, así como también al grupo de revisores, por
sus sugerencias.
Agradezco de manera especial al Dr. Luis Felipe Bojalil Javer por todo el apoyo,
comprensión, sus enseñanzas y sobre todo su extraordinaria calidad humana, gracias por
darme la posibilidad de poder alcanzar una de mis grandes aspiraciones.
Al Dr. Antonio Flores Díaz que “mucho más que un asesor y guía del trabajo” fue un padre
para mí, por sus valiosas enseñanzas, paciencia y estar pendiente de cada detalle durante el
desarrollo del trabajo de tesis, son cosas que jamás olvidaré, a las cuales le estaré siempre
agradecida, gracias.
Al Dr. Manuel Ortega Escobar por trasmitirme la energía del conocimiento, la filosofía ante la
vida, el optimismo para seguir adelante y siempre recibir su apoyo incondicional.
Al Dr. Miguel Arenas por sus valiosas enseñanzas en la teoría de conocimiento, su calidad
humana, y no olvidaré todo lo que hizo para ser posibles mis estudios en México, gracias.
A la Dra. Judith Licea de Arenas por darme la posibilidad de enriquecerme en el
conocimiento del manejo bibliográfico. Hago extensivo el reconocimiento a los demás
asesores, Dr. Héctor González Cereso y Dr. Fauto Sánchez.
Agradezco de manera especial al Ing. Lorenzo Hernández, por su apoyo, sencillez y sus
extraordinarios valores humanos, gracias.
Dr., Ignacio Galindo, por su apoyo y amistad.
Dr. José Renato de Freitas, por sus valiosas observaciones y amistad.
Dr. Angel Martínez Garza, por su apoyo en la parte estadística.
Amigos
No hay palabras para agradecer a todo los compañeros que me apoyaron en todo el desorrollo
del trabajo en las buenas y en las malas, a los que me apoyaron en la realización de la
actividad, en especial a la Maestra Argelia Juárez, y su familia más que una compañera, es una
hermana, de quien siempre recibí su apoyo en los conocimientos de la microbiología y el calor
familiar. Hago extensivo el reconocimiento a jóvenes, Estela, Fernando, Inés y Daniel por su
entusiasmo y dedicación, para ser posible la realización de esta trabajo.
A la Maestra Isabel Sala, por su enseñanza, sencillez y no escatimar esfuerzo ante el trabajo.
Al colectivo de laboratorio de salinidad, Cruz Frutero, Bibiano Ramirez y Manuel Coronado,
así como a los compañeros que hicieron posible la realización del trabajo en invernadero,
Fernando, Telesforo y Porfilio. A Juan Avila por su ayuda incondicional en la sala de
computo, a todos gracias.
Al colectivos se mis compañeros del postgrado, donde fueron valiosas las experiencias de
cada uno, alimentando el conocimiento, reciban mis más sincero agradecimiento.
No quisiera dejar de nombrar a compañeros que han compartido mis preocupaciones, alegrías
y triunfos en esta etapa lejos de los míos. A Irma Díaz, por su valiosa ayuda, amistad en todo
momento. Ana Laura, por su amistad y ayuda, a Marcela por su bella amistad, Helbert por
facilitarme su computadora en una etapa del trabajo. Así como, a Maximiano, Guillermo,
Adriana y a Mary. Hago extensivo también al Dr, Enriquez Méjias, por su apoyo en todo
momento.
Especialmente a mis compatriotas cubanos, quienes me dieron palabras de aliento para
continuar con mis estudios doctorales y de esta forma contribuir al desarrollo de la ciencia, Dr.
Williams Cantero, Elio Villarreal, Magalys Valdés, Matilde Borroto, Rosa Orellana, Noel,
Edelmira y Mario Hernández.
A mis amigos latinoamericanos, a los venezolanos, Guillén, Alberto y sus respectivas familias.
A los colombianos, Teobaldis, Juan, Gustavo y familiares. A los guatemaltecos, Osberto,
Raúl, Iván y Adan. A Costa Rica, Pablo Montero.
A mis familiares mexicanos, porque así los considero, debido a que tuve la posibilidad de
sentir el calor y amor de la familia, con todo mi cariño a Teresa Aguilar, Marco Soto, Daisy
Pérez y Maria Celia. También a mis buenos amigos de Colima, Ernestina, Aureliano, Sergio,
Rocio y Teresita.
Gracias
Comité de revisión:
Dr. Antonio Flores Díaz
Dr. Manuel Ortega Escobar
Dr. Angel Martinez Garza
Dr. Javier Farías Larios
Dr. José Gerardo López Aguirre
Dr. Jaime Molina Ochoa
Dra. María del Rocío Flores Bello
INDICE
Páginas
Indice
Indice de cuadros
Indice de figuras
Indice de anexos
Resumen
Abstract
1 Introducción
i
iv
v
viii
ix
x
1
11 Revisión de literatura
2.1. Salinidad: relacionada con los ecosistemas agrícolas
2.1.1. Salinidad y fertilidad
2.1.2. Salinidad y desertificación
2.1.3. Salinidad y biodiversidad
2.2. Causas de la salinidad
2.3. Perspectivas para la recuperación de los suelos afectados por sales
2.3.1. Mejoradores orgánicos
2.3.2. Mejoramiento biológico
2.3.3. Mejoramiento con la utilización de residuales
2.3.4.Mejoradores químicos
2.3.4.1 Efecto de los mejoradores químicos en el suelo
2.4. Ciclo del azufre
2.4.1. Importancia del ciclo del azufre
2.4.2. Transformaciones del azufre en el suelo
2.4.3. Función de los microorganismos en el ciclo del azufre
2.4.3.1. Importancia de Thiobacillus
2.4.3.2. Población de Thiobacillus en los suelos
2.4.3.3. Factores que afectan la oxidación del azufre en el suelo
2.4.3.4. El azufre como mejorador de los suelos salinos/sódicos
2.4.3.5. Estudios de la recuperación por medio de Thiobacillus
6
7
8
10
11
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13
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15
16
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20
21
22
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26
28
29
30
31
III Materiales y métodos
3.1. Ubicación del sitio experimental
3.1.1. Muestreo de suelo
3.2. Experimento in vitro
3.3. Experimento de producción de biomasa de los microorganismos
aislados por vía quimostato.
33
34
34
36
3.3.1. Activación de las cepas
3.3.2. Producción de biomasa de Thiobacillus
3.3.2.1. Extracción de las células
3.3.2.2. Obtención de la biomasa vía quimostato
3.4. Experimento en columnas de lixiviación
3.5 Diseño experimental
3.5.1. Tratamientos
3.6. Análisis de los efluentes y el suelo
3.6.1. Efluentes
3.6.2. Suelo
3.7. Métodos utilizados
3.7.1. Métodos químicos
3.7.2. Métodos físicos
3.7.3. Métodos microbiológicos
3.7.4. Conductividad hidráulica
3.7.5. Análisis estadísticos
36
36
36
36
37
39
39
40
40
40
40
41
41
41
42
43
IV Resultados y Discusión
4.1. Composición química del efluente en función de los volúmenes
porosos aplicados
4.1.1. Variación del pH con la lixiviación
4.1.2. Conductividad eléctrica (CE) y sales solubles totales (SST) en la lixiviación
4.1.3. Comportamiento de los cationes en la lixiviación
4.1.3.1. Lixiviación del Na+
4.1.3.2. Lixiviación del Ca2+ y Mg2+
4.1.3.2. Lixiviación del K+
4.1.4. Comportamiento de los aniones en la lixiviación
4.1.4.1. Lixiviación del CO3 2- y HCO3 4.1.4.2. Lixiviación del Cl- y SO424.2. Efecto del azufre, el yeso y dos cepas de Thiobacillus en la conductividad hidraúlica
en función de los diferentes volúmenes porosos aplicados
4.2.1. Volúmenes lixiviados
4.2.2. Efecto de los tratamientos
4.3. Efecto de la práctica de mejoramiento sobre las propiedades del suelo
4.3.1. Efecto sobre el pH y la conductividad eléctrica
4.3.1.1. Efecto a diferentes profundidades
4.3.2. Efecto en los tratamientos
4.3.2.1. Variación del pH
4.3.2.2. Variación de la CE
4.3.2.3. Efecto en los volúmenes lixiviados
4.3.3. Variaciones en la composición de las sales en las diferentes profundidades,
tratamientos y volúmenes de lavado
4.3.3.1. Efecto en los cationes y aniones
4.3.3.1.1. Efecto a diferentes profundidades
45
45
47
50
50
50
53
56
56
56
60
60
63
67
68
68
70
70
71
72
72
72
72
4.3.3.1.2. Variación de los aniones
4.4. Efecto del azufre y el yeso con los diferentes tratamientos
4.4.1. Efecto del azufre elemental
4.4.2. Efecto del yeso
4.4.3. Efecto en los volúmenes lixiviados
4.4.3.1. Cationes
4.4.3.2. Aniones
4.5. Efecto en los cationes intercambiables
4.6. Caracterización de las bacterias nativas aisladas procedentes del suelo
4.6.1. Efecto del mejoramiento con azufre elemental y yeso en la actividad biológica del
suelo salino sódico
74
74
78
85
85
87
87
88
88
V Conclusiones
91
VI Sugerencias
92
VII Anexos
93
VIII Bibliografía Citada
103
Índice de cuadros
Página
Cuadro 1. Atributos y consecuencias de la salinidad y desertificación.
9
Cuadro 2. Características fisiológicas de las bacterias oxidantes del azufre.
28
Cuadro 3. Características químicas y físicas del suelo salino sódico de El Chococo.
34
Cuadro 4. Análisis de varianza de las interacciones, con respecto a la variable
Conductividad hidráulica.
60
Cuadro 5. Análisis de medias de la conductividad hidráulica en relación de los
Volúmenes porosos.
63
Cuadro 6. Análisis de medias de la conductividad hidráulica con respecto a los
Tratamientos.
66
Cuadro 7. Valores de F calculada para los parámetros estudiados.
67
Cuadro 8. Promedios de las variaciones del pH y la CE con las diferentes profundidades
del perfil del suelo.
68
Cuadro 9. Variación del pH y la conductividad eléctrica con los tratamientos.
70
Cuadro 10. Variación del pH y CE con relación a los volúmenes lixiviados.
72
Cuadro 11. Variaciones del contenido de cationes con las profundidades en el perfil del
suelo.
73
Cuadro 12. Variación del contenido de aniones con las profundidades en el perfil del
suelo.
74
Cuadro 13. Efecto de los tratamientos en las variaciones de los cationes.
78
Cuadro 14. Efecto del volumen lixiviado en el Ca 2+, Mg 2+, Na + y K.+
87
Cuadro 15. Efecto del volumen lixiviado en HCO3 -, Cl- y SO42-
87
Cuadro 16. Efecto del azufre y del yeso en dos poblaciones oxidantes del azufre en el
suelo salino-sódico.
89
Índice de figuras
Página
Figura 1. Simplificación del ciclo del azufre por depósitos minerales
21
Figura 2. Esquema de la bioquímica de oxidación de varios compuestos del azufre
25
Figura 3. Obtención de bacterias oxidantes del azufre a partir del quimostato.
37
Figura 4. Vista de las columnas de lixiviación utilizadas en el experimento
38
Figura 5. Efecto del azufre y el yeso en el pH con los diferentes tratamientos y láminas
de lavado; a y b; un volumen; c y d; dos volúmenes; e y f; tres volúmenes
46
Figura 6. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de la conductividad eléctrica
con los diferentes tratamientos y láminas de lavado; a y b; un volumen;
c y d; dos volúmenes; e y f; tres volúmenes
48
Figura 7. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de las sales solubles totales con
los diferentes tratamientos y láminas de lavado; a y b; un volumen; c y d;
dos volúmenes; e y f; tres volúmenes
49
Figura 8. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de sodio con los diferentes
tratamientos y láminas de lavado; a y b; un volumen; c y d; dos volúmenes;
e y f; tres volúmenes
51
Figura 9. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de calcio con los diferentes
52
Figura 10. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de magnesio con los diferentes
54
Figura 11. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de potasio con los diferentes
55
Figura 12. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de carbonato con los diferentes
57
Figura 13. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de los bicarbonatos con los
diferentes tratamientos y láminas de lavado; a y b; un volumen; c y d; dos
volúmenes; e y f; tres volúmenes
58
Figura 14. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de los cloruros con los diferentes
59
Figura 15. Efecto del azufre y el yeso en los contenidos de los sulfatos con los
diferentes tratamientos y láminas de lavado; a y b; un volumen; c y d; dos
volúmenes; e y f; tres volúmenes
61
Figura 16. Efecto del azufre y el yeso sobre la conductividad hidráulica (CH)
con los diferentes tratamientos en la lixiviación en función de un volumen
poroso: (a) azufre y (b) yeso.
62
Figura 17. Efecto del azufre y el yeso sobre la conductividad hidráulica (CH) con
los diferentes tratamientos en la lixiviación en función de dos volúmenes
porosos: (a) azufre y (b) yeso.
64
Figura 18. Efecto del azufre y el yeso sobre la conductividad hidráulica (CH) con
los diferentes tratamientos en la lixiviación en función de tres volúmenes
porosos: (a) azufre y (b) yeso.
65
Figura 19. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dSm-1) en el perfil del
suelo original (T0).
69
Figura 20. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dSm-1) con diferentes
volúmenes de lavado (T1): (a) un volumen; (b) dos volúmenes; (c) tres
volúmenes.
69
Figura 21. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dSm-1) con la aplicación
del azufre y el lavado del perfil con diferentes volúmenes de agua (T2):
(a) un volumen; (b) dos volúmenes; (c) tres volúmenes.
75
de azufre + T. Thiooxidans y el lavado del perfil con diferentes volúmenes
de agua (T3): (a) un volumen; (b) dos volúmenes; (c) tres volúmenes.
77
del azufre + T. Thioparus y el lavado del perfil con diferentes volúmenes
de agua (T4): (a) un volumen; (b) dos volúmenes; (c) tres volúmenes.
79
de azufre + mezcla de las bacterias T. Thiooxidans y T. Thioparus y el
lavado del perfil del suelo con diferentes volúmenes de agua (T5): (a) un
volumen; (b) dos volúmenes; (c) tres volúmenes.
80
de yeso y el lavado del perfil con diferentes volúmenes de agua (T6):
82
de yeso + azufre y el lavado del perfil con diferentes volúmenes de agua (T7):
83
de yeso, azufre + T. Thiooxidans y el lavado del perfil con diferentes
volúmenes de agua (T8): (a) un volumen; (b) dos volúmenes; (c) tres
volúmenes.
84
de yeso, azufre + la mezcla del T. thiooxidans y T. Thioparus y el lavado
del perfil con diferentes volúmenes de agua (T2): (a) un volumen; (b) dos
volúmenes; (c) tres volúmenes
86
Índice de anexos
Páginas
Cuadro 1A Valores promedios de las características químicas y físicas del suelo salino
sódico de El Chococo después de la aplicación del tratamiento T1 (suelo
lavado y sin mejorador).
94
sódico de El Chococo después de la aplicación del tratamiento T2 (suelo +
azufre).
95
azufre + T. thiooxidans).
96
Cuadro 4AValores promedios de las características químicas y físicas del suelo salino
sódico de El Chococo después de la aplicación del tratamiento T4
(suelo + azufre +T. Thioparus).
97
Sódico de El Chococo después de la aplicación del tratamiento T5 azufre +
T. thiooxidans + T. Thioparus).
98
yeso).
99
Cuadro 7A Valores promedios de las características químicas y físicas del suelo salino 100
azufre + yeso)
yeso + T. thiooxidans).
yeso + T. thiooxidans + T. Thioparus).
Uso de métodos químico-biológicos como mejoradores de
la conductividad hidráulica de un suelo salino-sódico
RESUMEN
Se estudió la recuperación de un suelo salino sódico de un área citrícola, de Tecomán,
Colima, con la aplicación de dos mejoradores químicos y biológicos azufre elemental, yeso
y dos cepas bacterianas oxidantes del azufre (Thiobacillus thioparus y T. thiooxidans), y su
efecto sobre la conductividad hidráulica. El trabajo se realizó en columnas de 60 cm de largo
x 20 de diámetro donde se estudió el proceso de lixiviación contínua. El diseño
completamente al azar con arreglo factorial de 9 x 3 y un testigo, con tres repeticiones, Se
aislaron dos cepas de Thiobacillus sp del mismo suelo (T. thioparus y T. thiooxidans), se
obtuvieron los inóculos para ser aplicados al suelo conjuntamente con los mejoradores
químicos (azufre elemental y
yeso). El lavado se aplicó en tres volúmenes porosos,
cuantificándose los efluentes en cada tratamiento para la determinación de la conductividad
hidráulica. Los resultados señalan diferencias entre los tratamientos, volúmenes y
profundidad, además se encontró una disminución del pH, CE y
contenido de sodio
intercambiable, y un efecto positivo en la oxidación del azufre y el yeso por la actividad
biológica que hace que se acidifica el medio, debido a la formación de ácido sulfúrico y el
desplazamiento del sodio por el calcio, desde los sitios de intercambio. La conductividad
hidráulica se incrementó 0.1 hasta 1.7 cm h1- con los mayores valores en el tratamiento del
azufre con T. Thioparus. Se concluye que la aplicación del azufre, yeso y las dos cepas
estudiadas son una alternativa para la recuperación de las propiedades físicas, químicas y
biológicas en un suelo salino sódico.
Palabras claves: Salinidad, suelo salino-sódico, conductividad hidráulica,
azufre, yeso, oxidación, Thiobacillus, T. thioparus y T. thiooxidans.
Use of chemical-biological methods as improvers of the
Hydraulic conductivity of a sodic saline soil
ABSTRACT
The rehabilitation of an citrus-growing area of a sodic saline soil was
studied, in Tecomán, Colima, with the application of two chemical
improvers, elementary sulfur, gypsum and two oxidizers strains bacterial of
the sulfur (Thiobacillus thioparus and T. thiooxidans), and the effect that it
has on the hydraulic conductivity. The work was carried out in columns of
60 cm long x 20 of diameter where the process of continuous leaching was
studied. The design employed was chosen completely at random with a
factorial arrangement of 9 x 3 one control, with three repetitions,
respectively. Two strains of Thiobacillus sp were isolated from the same soil
(T. thioparus and T. thiooxidans), the innoculations were obtained in order
to be applied to the soil together with the chemical improvers (elementary
sulfur and gypsum), according to each treatment. The leaching was applied
in three porous volumes, quantifying the effluvium in each treatment in
order to determine the hydraulic conductivity. The results of this work
point out differences between the treatments, volumes and depth, it was also
a decrease of the pH, CE and content of interchangeable sodium, and a
positive effect in the oxidation of the sulfur and the gypsum by the biological
activity that makes the means acidified due to the formation of sulfuric acid
and the displacement of sodium for the calcium from the places of exchange.
The hydraulic conductivity increased from 0.1 up to 1.7 cm h -1 treatment of
the sulfur with the T. thioparus. It is concluded that the application of the
sulfur, gypsum and the two studied strains are an alternative for the
rehabilitation of the physical, chemical and biological properties in a saline
sodic soil.
Key words: Salinity, saline sodium soil, hydraulic conductity, sulfur,
gypsum, oxidation, Thiobacillus, T. thioparus, T. thiooxidans.
1. INTRODUCCION
Algunos de los paradigmas que en la actualidad tiene vigencia son: la necesidad de producir grandes cantidades
de alimento y fibra para la población mundial, el desarrollo de nuevas tecnologías para mantener y mejorar la
fertilidad de los suelos y detener el deterioro ambiental. Estos problemas se manifiestan particularmente en los
países tropicales, donde el crecimiento de la población presenta los más altos índices y los suelos tienen una
menor fertilidad (Brown et al., 1994). Esta situación reviste gran importancia si se toma en cuenta el reciente
reporte de la UNFPA (1999) (http://www.unfpa.org) donde se señala que la población mundial ascendió a 6 mil
millones en el año 2000 y se estiman 8.5 mil millones para el año 2025.
Uno de los principales componentes del medio es el suelo, y de los numerosos procesos que ocurren dentro de él,
está bien definido y se visualiza el denominado proceso de salinización, en donde las futuras generaciones
tendrán que desarrollar una importante tarea, en la conservación, sustentabilidad, manejo de la tierra, protección
del medio y en la lucha por combatir la deforestación y la desertificación (Szabolcs, 1994).
La salinidad, como fenómeno degradante de los suelos es reconocido por su efecto sobre la mayoría de los
ecosistemas agrícolas en el mundo. Aproximadamente, una tercera parte de las tierras agrícolas bajo riego en el
planeta, tienen problema con la salinidad y la mayoría de las plantas de cultivo son muy sensibles a las sales
(Gaxiola, 1995). Por otra parte, la tecnología tradicional para la recuperación de estos suelos es relativamente
larga y costosa. Si se tiene en cuenta que el mejoramiento de los suelos es un elemento indispensable para la
agricultura moderna, éste es efectivo si las prácticas son implementadas teniendo en cuenta, las principales
características geoquímicas del suelo, dirigidas a mejorar tanto las propiedades del suelo como su régimen
(Zimovets et al., 1994).
Uno de los métodos de recuperación de los suelos salinos es el biológico y dentro de éste el uso de los
microorganismos adquiere una importancia relevante en los momentos actuales para elevar la fertilidad de los
suelos y su productividad (Bollag et al., 1994; Garland, 1996; Kennedy y Gewin, 1997), como medio más
integral para el manejo de los cultivos, utilizándose como alternativa ante los altos costos de los fertilizantes
químicos y evitando la degradación de los suelos como parte fundamental del sistema de la agricultura sostenible
(Parkin, 1993; Kennedy y Smith, 1995).
Es amplia la literatura sobre Rhizobium, como microorganismo capaz de fijar nitrógeno atmosférico con la
simbiosis en leguminosas, incrementando la cantidad de nitrógeno en el suelo para su absorción por la planta
(Hashem et al.,1998). Existen además otras bacterias fijadoras de nitrógeno como Azotobacter, Frankia, entre
otras (Gouzou et al., 1993).
Una propiedad de los microorganismos del suelo, es la de producir
polímeros intracelulares que tienen un efecto positivo en la estabilidad de
los agregados del suelo, mejorando la estructura, la aereación, la
penetración de las raíces; así como la absorción de nutrimentos y el agua.
La actividad microbiana favorece la conductividad hidráulica en los suelos
salinos, por la capacidad que tienen para producir polisacáridos y otros
materiales orgánicos, por lo que contribuyen a la formación de agregados
más estables, mejorando la estructura del suelo y evitando su degradación
(Evlagon et al., 1992; Ragusa et al., 1994).
Por otra parte, algunas especies del género Bacillus son capaces de
solubilizar el fósforo contenido en compuestos no asequibles, haciéndolo
disponible, mejorando por tanto, el régimen fosfórico de los suelos (Lynch,
1981; Gouzou et al., 1993). Los microorganismos del género Thiobacillus
tienen una función importante en la oxidación del azufre desde su forma
elemental hasta ácido sulfúrico (Lindemann et al., 1991; Germida et al.,
1992) por lo que puede utilizarse en la recuperación de los suelos afectados
por sales con alto contenido de sodio.
La rizosfera, es en particular un sitio de gran actividad biológica en el suelo, donde los microorganismos
oxidantes de azufre tienen una mayor actividad con relación a la otra parte del suelo (Grayston y Germida, 1990;
Miller y Wood, 1996). Aunque aún no se conoce en detalle el flujo del azufre en la rizosfera, el manejo de las
condiciones de la rizosfera para una mejor adquisición de nutrientes y mejoramiento de la simbiosis, son factores
que promueven el crecimiento de las plantas y la represión de patógenos, lo que pudiera ayudar en el futuro a la
productividad de los cultivos (Romheld, 1990).
La sostenibilidad de la producción agrícola en los ecosistemas depende de muchos factores, principalmente de
mantener la óptima fertilidad física, química y biológica en los suelos (Bethlenfalvay y Linderman, 1992). Si se
toma en consideración el crecimiento vertiginoso de las áreas afectadas por sales en el mundo (Szabolcs, 1994),
en particular las que se producen por salinidad secundaria, resulta evidente que se hace necesario buscar sistemas
integrales ecológicamente balanceados, que permitan evaluar, conservar y utilizar el recurso suelo y que
contribuyan a resolver el problema alimentario al incorporar tierras que hoy dejan de producir sin que se
produzcan desequilibrios del entorno.
En general, son pocos los trabajos orientados a la utilización de microorganismos junto con mejoradores
químicos, para la recuperación de los suelos afectados por sales. Esta práctica sin embargo, se ha llevado con
algún éxito en Colima, donde se reportan 12,000 ha afectadas por salinidad. El trabajo de López-Aguirre et al.,
(1999) demuestra el efecto de la aplicación del azufre elemental sobre la biomasa y propiedades físico-químicas
de un suelo salino sódico. En Cuba no existe experiencia del mejoramiento de los suelos salinos por métodos
biológicos, donde en la actualidad hay más de un millón de hectáreas afectadas por problemas de salinidad y/o
sodicidad (CNSF, 1985).
Al proponer estudiar el proceso de rehabilitación químico-biológico sobre los suelos afectados por la salinidad, se
pretendió, generar conocimiento en este campo de la biología y tratar de encontrar una solución en la reducción
del tiempo y la eficiencia del mejoramiento a través de la actividad biológica.
Considerando que el estado físico del suelo es el resultado de la interacción de los componentes minerales,
orgánicos, líquidos, gaseosos y biológicos del mismo. De manera general se planteó la pregunta siguiente: ¿El
proceso de rehabilitación de un suelo salino-sódico por métodos químico-biológicos inducirá cambios sobre la
conductividad hidráulica y la interacción entre los componentes del medio poroso del suelo?
Basado en los anteriores argumentos, el propósito fue realizar una investigación para dar respuesta a las
siguientes afirmaciones: 1) COMO CONSECUENCIA DE LA OXIDACIÓN DEL AZUFRE MEDIANTE LA
ACTIVIDAD BIOLÓGICA, SE FORMA EL ÁCIDO SULFÚRICO QUE ACTUA SOBRE EL CARBONATO DE
CALCIO, Y SE PONEN EN MOVIMIENTO DIFERENTES CANTIDADES DE IONES DE CALCIO, QUE
DESPLAZAN EN CANTIDADES EQUIVALENTES A LOS IONES DE SODIO QUE SE ENCUENTRAN EN LOS
SUELOS EN ESTADO INTERCAMBIABLE. 2) LOS ORGANISMOS QUIMIOLITOTRÓFICOS SON
IMPORTANTES EN LA CONVERSIÓN MICRIOBIANA DEL AZUFRE PARA LA DISPONIBILIDAD DE
SULFATOS HACIA LAS PLANTAS EN LOS SUELOS SALINOS SÓDICOS. 3) EL TAMAÑO Y LA ACTIVIDAD
DE LA BIOMASA MICROBIANA DETERMINAN LA RELACIÓN DE LA OXIDACIÓN DEL AZUFRE
ELEMENTAL DE LOS SUELOS SALINOS Y/O SÓDICOS 4) EXISTEN INTERACCIONES ENTRE ESPECIES
MICROBIANAS DEL SUELO QUE PUEDEN AFECTAR SUS PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS, Y FÍSICOQUÍMICAS. 5) COMO CONSECUENCIA DEL DESPLAZAMIENTO DEL SODIO INTERCAMBIABLE POR LOS
IONES CALCIOS QUE SE ENCUENTRAN DISPONIBLES DEBIDO A LOS PROCESOS QUÍMICOBIOLÓGICOS LA CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA DE LOS SUELOS SALINOS-SÓDICOS MUESTRAN
DIFERENTES VARIACIONES.
Los objetivos de este trabajo fueron:
OBJETIVO GENERAL:
Evaluar la efectividad del uso conjunto de mejoradores químicos como: azufre elemental (S°), yeso (CaSO4
2H20) y biológico como: Thiobacillus sobre la conductividad hidráulica de un suelo salino-sódico.
OBJETIVOS PARTICULARES:
Evaluar las variaciones en las propiedades biológicas, físicas, químicas y físico–químicas de un suelo salino–
sódico tratado con mejoradores químico-biológicos.
Evaluar los diferentes cambios que tienen ocurrencia sobre la conductividad hidráulica
de los suelos, como consecuencia de la aplicación de métodos de mejoramiento químicobiológicos en los suelos salinos-sódico.
Caracterizar las bacterias nativas presentes en suelos afectados por sales, capaces de
oxidar fuentes de azufre.
Evaluar la producción de biomasa Thiobacillus thiooxidans y T. thioparus en medios de
cultivo especifícos; para la generación de inóculo.
II. REVISION DE LITERATURA
2.1. Salinidad: relacionada con los ecosistemas agrícolas
La salinidad es un proceso originado de forma natural y/o antropogénica, presente en todos los suelos, que
conduce en menor o mayor grado a una acumulación de sales que no sólo afecta la producción agrícola, sino
también la ecología del medio (Matsumoto et al., 1994). Es una de las problemáticas más agravantes en la
época actual, estrechamente relacionada con el riego, la fertilidad de los suelos, los procesos de desertificación,
la biodiversidad y en general con los ecosistemas agrícolas (Szabolcs, 1994). Está ampliamente distribuida en el
mundo, su extensión se incrementa a medida que se presentan cambios climáticos, redistribución de materiales
debido a los procesos geomorfológicos; así como cambios hidrológicos superficiales y subterráneos (Kovda,
1980; Hendry y Buckland, 1990).
La salinidad es una condición de exceso de sales, tanto en el suelo como en el agua, las cuales afectan las plantas
por incremento de la presión osmótica en la solución del suelo, interfiere en la absorción de los nutrientes e
induce toxicidad de los iones específicos y un desbalance nutricional, siendo ésta la primera causa de la
mortalidad de las plantas desarrolladas en suelos con altos niveles de sales (Subbarao y Johansen, 1991).
Otro de los procesos que la caracterizan es la acumulación de cationes principalmente de sodio y magnesio en la
solución y en la fase de intercambio que, a diferentes niveles en dependencia del suelo, y con su concentración
total de sales en la solución del suelo y aguas percolantes, provocan deterioro de las propiedades físicas del suelo,
disminuyen la conductividad hidráulica y la tasa de infiltración que indirectamente afectan también el
rendimiento de los cultivos (Pla, 1988; Steppuhn y Cutin, 1992; Evangelou, 1993; Churchman et al., 1993).
La salinidad afecta también otros aspectos de la biosfera, la cual
repercute en la sociedad humana, contaminación de las aguas potables,
efectos tóxicos sobre los microorganismos del suelo, carencia de vegetación
y otras propiedades del suelo que pueden ser diferentes dependiendo de las
características de la salinidad y la sodicidad (Szabolcs, 1987, 1994;
Fitzpatrick et al., 1994).
Otro factor estrechamente relacionado con la salinidad es el riego, ya
que no se puede concebir una agricultura sin apoyo del regadío. El riego
entre otros factores agrotécnicos, es un elemento esencial para incrementar
la producción agrícola. Un mal manejo del riego conlleva pérdida de la
fertilidad, dando lugar al deterioro de las propiedades físicas, hidrofísicas,
lavado de nutrientes, empantanamiento y salinidad secundaria (Abrol,
1986; Kayasseh y Schench, 1989; Xiong et al., 1996). Toda reflexión técnica
o científica sobre esta tarea, debe intentar contribuir a mejorar las
relaciones suelo - planta - atmósfera.
2.1.1. Salinidad y fertilidad
Russell (1992) señala que “La corrupción es la madre de la vegetación”. Esta afirmación ha sido ignorada por las
primeras investigaciones cuando buscaban el “principio” de la vegetación para explicar los fenómenos
relacionados con la fertilidad de los suelos y el desarrollo de las plantas, sin tener en cuenta que la
descomposición de los residuos vegetales, los estiércoles, los cadáveres de los animales y su resto, como la
sangre, aumentaban la fertilidad del suelo. Además, menciona otros factores que controlan la fertilidad del suelo,
como los físicos, químicos y biológicos, las que han tenido un avance notable en este siglo y la aplicación de
estos conocimientos ha proporcionado un notable incremento en la productividad de los suelos. En 1993, se
celebró en La Habana, Cuba, el primer seminario Cuba-México titulado “Salinidad: Un nuevo concepto”, el cual
fue realizado para compilar y analizar la bibliografía sobre la salinidad y en particular en América Latina, que
sirviera como base para actualizar los conceptos que hasta ahora se venían manejando, así como abrir nuevas
líneas de investigación que conduzcan a un uso racional de los suelos salinos que esté acorde con los
requerimientos de la sociedad, los recursos naturales y las necesidades de la producción agropecuaria.
En este seminario se definió a la fertilidad del suelo como “el equilibrio armónico entre el estado físico y el
medio circundante que permite el desarrollo adecuado de un ecosistema vegetal”. Este concepto se fundamenta
en que la fertilidad no es igual ni tiene la misma expresión en todo los lugares de la tierra por las siguientes
razones: los nutrientes tienen un origen diferente de acuerdo al material parental, la topografía y los procesos
dinámicos establecidos en su superficie (geomorfología) que contribuyen a su distribución espacial.
La vegetación origina formas de almacenamiento y dinámica vertical en el perfil, que difiere con el taxón del
suelo y cubierta vegetal. Por lo que no se puede hablar de una fertilidad homogénea cuando se presentan climas
tan disímiles en diferentes regiones del mundo. De ahí que la salinidad fuera definida, como el resultado de los
procesos naturales y/o antropogénicos presente en todos los suelos, que conducen en menor o mayor grado a una
acumulación de sales que pueden afectar la fertilidad del suelo.
En esta definición se señalan dos nuevos conceptos que son: medio físico que es el conjunto de elementos: suelo,
clima, vegetación, topografía, geología, geomorfología, hidrología, hombre y tiempo de interacción de los
mismos en un entorno determinado y estado físico del suelo como el resultado de la interacción de los
componentes minerales, orgánicos, líquidos, gaseosos y biológicos en el suelo.
2.1.2.
Salinidad y desertificación
Los problemas de desertificación que se están presentando en el ámbito mundial, derivan de una mala planeación
en la actividad humana, los cuales han adquirido una gran importancia por los impactos negativos que se están
dando, principalmente en lo que se refiere a la contaminación ambiental, la degradación de los ecosistemas y el
problema de la erosión y salinidad (Lynch, 1990).
La desertificación es un proceso adverso al medio que está
estrechamente relacionado con la salinidad, ya que un proceso de
salinización induce a un proceso de desertificación y viceversa, por lo que
son dos procesos que van juntos (Thomas y Meddletonf 1993; Szabolcs,
1994). Szabolcs (1994) planteó la interacción entre los atributos y
consecuencias de la desertificación y la salinidad, como se muestra en el
Cuadro 1.
Cuadro 1. Atributos y consecuencias de la salinidad y desertificación
(Szabolcs, 1994).
Desertificaciòn
• Aumenta la concentración de sales.
• Disminuye la lixiviación microbiana.
• Aumenta la concentración de sales
en las aguas subterráneas y superficiales
• Aumenta los compuestos secundarios
solubles en agua.
Salinidad
• Reducción de la disponibilidad de
agua.
• Se dificulta la absorción de los
nutrientes.
• Se reduce la diversidad microbiana
• Se limita la cubierta vegetal sobre la
superficie del suelo.
• Disminuye el contenido de humus.
• Se eleva la temperatura y modifica
las propiedades del suelo.
La desertificación se origina en procesos que se inician, generalmente, en la destrucción de la cobertura vegetal
(plantas perennes), con lo que las aportaciones de la materia orgánica al suelo se modifican y lo expone a
procesos erosivos de salinización y de empobrecimiento de nutrientes, afecta las propiedades físicas y biológicas.
Se considera el proceso terminal de degradación del ecosistema.
2.1.3. Salinidad y biodiversidad
Según Szabolcs (1991), el suelo es parte esencial de los ecosistemas, porque está constituido de materiales vivos
y muertos, tales como: los minerales, sustancias orgánicas, animales, macro y microorganismos, enfatizando la
importancia de todos estos componentes en el flujo de la energía, que tiene una repercusión directa en los
procesos de formación de los suelos y en la dinámica de los nutrientes para las plantas. Además señala, que la
biota determina la productividad de la tierra y tiene una influencia en la sostenibilidad, como parte esencial del
suelo.
Este mismo autor plantea que los suelos salinos presentan diferentes biotas y éstas dependen de las
características de cada tipo de suelo y de las condiciones del medio. De ahí que los clasifique en cinco grupos: 1)
suelos salinos; 2) alcalinos; 3) magnésicos; 4) yesíferos y 5) suelos sulfáticos ácidos, y destaca la importancia que
reviste esta clasificación en el manejo de la agricultura sostenible, ya que toma en consideración la sostenibilidad
de la tierra, el medio y la diversidad. Además destacó la importancia de los microorganismos en el mejoramiento
de los suelos afectados por sales, por medio de los métodos de incubación, por ejemplo los efectos de los
fijadores de nitrógeno con Rhizobium, Azotobacter, Frankia, etc, los oxidantes de azufre como los del género
Thiobacillus, solubilizadores de fósforo tales como Bacillus (Lynch, 1981; Gouzou et al., 1993; Oades, 1993).
Los cuales inducen agregados estables, mejorando las estructuras del suelo por consiguiente un incremento en la
población microbiana y una repercusión en la productividad del suelo. Autores como: Van Veen y Heijnen (1994
) llegaron a la misma conclusión de que, la inoculación de microorganismos es una metodología importante para
el manejo del ecosistema del suelo, destacando algunos factores importantes a considerar: las características
celulares de los microorganismos inoculados, la interacción biótica del suelo, las propiedades físicas en el suelo y
el sustrato aprovechable.
2.2. Causas de la salinidad
Los suelos salinos pueden ser de origen natural (salinidad primaria) o inducida por el hombre (salinidad
secundaria). Cuando la salinidad es de tipo natural se distinguen dos tipos de acumulación: la salinidad
continental y la de origen marino. En la continental las sales se originan, en los procesos de intemperismo
(hidrólisis, solución, carbonatación y a veces precipitaciones) de las rocas. Estas sales se encuentran formando
compuestos pocos solubles y en otros casos disociados como iones (Redly, 1986). El tipo de sal presente en el
suelo depende de la composición de la roca intemperizada. Este proceso se manifiesta principalmente en lugares
donde la evaporación es mayor que la precipitación, como sucede en regiones de clima árido, semiárido y
estepas, donde predominan las características mencionadas.
Los suelos salinos de origen marino se desarrollan debido a la penetración del agua de mar, a la masa terrestre
continental, como resultado de la impulverización o a la contaminación de los acuíferos por las aguas costeras.
Este fenómeno se presenta asociado a las regiones desérticas, semidesérticas y húmedas (Aceves, 1985; Pizarro,
1985; Patchampreecha, 1989; John et al., 1993).
La salinidad secundaria se produce fundamentalmente por el
desconocimiento o el mal uso de las prácticas de manejo, tanto del suelo
como del agua de riego, son de las principales causas inducidas por el
hombre, que transforma los ecosistemas. La alteración rápida se produce
por el asentamiento humano (explotación del petróleo, minerales), la
sobreexplotación de los mantos acuíferos, la actividad agrícola e industrial
(Szabolcs, 1986; Flores, 1993a). Otros factores a tener en cuenta
relacionados al manejo del riego son:
a) drenaje inadecuado o insuficiente y ascenso de los niveles freáticos
(Carruthers, 1985; Suarez, 1989; Conacher, 1990).
b) mal manejo del riego con utilización de aguas de mala calidad (Ham, 1976; Ayers y Wescott, 1985; Szabolcs,
1986; Rhodes et al., 1989; Thellier et al., 1990a; Thellier et al., 1990b; Lax et al., 1994).
Harker y Milkason (1990) indican que aproximadamente 70 millones de hectáreas que representa cerca de una
tercera parte de las áreas bajo riego en el mundo, están afectadas por diferentes niveles de salinidad. En este
sentido, Szabolcs (1994) ejemplifica como la salinidad golpea por igual a todos los continentes como son:
Argentina el 50% de las 40,000 hectáreas de las tierras bajo riego están salinizadas. En Australia tanto la
salinización secundaria como la alcalinización tienen lugar en el Valle del río Muriay y norte de Victoria, en Perú
todos los suelos aluviales muestran síntomas de salinidad y alcalinidad. En Pakistán de 35 millones de hectáreas
bajo riego se pierden 5.3 hectáreas. Szabolcs y Redly (1989), plantea que el 40% de los suelos irrigados en Irak
son afectados por la salinidad secundaria. En Siria, Canadá, México, Cuba, Estados Unidos, así como muchos
otras regiones áridas y semiáridas este fenómeno causa serios daños y se incrementan cada vez más las tierras
improductivas
2.3 Perspectivas para la recuperación de los suelos afectados por sales
En la actualidad, el término salinidad contempla otros parámetros que son importantes tener en cuenta para el
manejo y recuperación de los suelos afectados por sales. Richards (1954) define que los suelos salinos y sódicos
son aquellos que presentan concentraciones excesivas de sales solubles, sodio intercambiable o ambos, de tal
manera que afecta o altera la productividad. Tomando como criterios evaluativos, el valor de conductividad
eléctrica de 4 mmhos/cm a 25 °C para la salinidad y el 15% para el porcentaje de sodio intercambiable se separan
los suelos afectados por sales de la manera siguiente: suelos normales o no salinos, suelos salinos, suelos salinos
sódicos y suelos sódicos. Estos criterios generalmente se han venido utilizando para el manejo y recuperación
de los suelos afectados por sales.
La recuperación y rehabilitación de los suelos afectados por sales implica un conjunto de medidas que ayuden al
mejoramiento de los mismos, que llevan implícitos a la propia elección del mejorador, la siembra de cultivos
tolerantes, el manejo de la fertilización, riego, subsoleo, y los trabajos de recuperación (Yadav, 1993). El
mejoramiento de los suelos salinos tiene como objetivo la remoción total o parcial de sales solubles de la zona
radical a través del lavado (Amudson y Zund, 1985; Papadopoulos, 1988; Miyamato y Enriquez, 1990).
Con el agua de lluvia o por sistemas artificiales de riego se puede lograr el lavado de los suelos afectados por
sales. Su eficiencia está dada por la reducción total de las sales y/o sodio intercambiable como una función de la
cantidad de agua y enmienda adicionada (Selassie et al., 1992). Son varios los métodos que se reportan para la
recuperación de los suelos salinos: mecánicos, biológicos, químicos, agrotécnicos, hidrotécnicos y eléctrico; de
los cuales el más difundido es el mejoramiento químico (Shishova, 1977; Pizarro,1985).
En los suelos sódicos, por presentar baja conductividad hidráulica debido al alto porcentaje del sodio
intercambiable, el mejoramiento requiere la remoción del sodio cambiable por el calcio, que se moviliza por el
propio mejorador, o aportado por éste, contribuyendo a la floculación del medio y neutralización del pH
(Miyamoto et al., 1975; Prather et al., 1978; Pizarro, 1985; Aceves, 1985; Keren y Miyamoto, 1990). Para lograr
esto, es necesario la aplicación de sustancias químicas que sean capaces de aportar calcio para promover su
incremento en la solución del suelo o la movilizanción a partir del carbonato alcalino-térreo, para reemplazar al
sodio adsorbido, el cual pasa a la solución para ser eliminado mediante el lavado (Nadler et al., 1996).
2.3.1. Mejoradores orgánicos
Los principales efectos benéficos del mejoramiento orgánico en la recuperación de los suelos salinos y sódicos,
se basan en el aumento de la permeabilidad del suelo, la liberación del CO2 y formación de H2CO3, durante la
respiración y descomposición, evitando la evaporación excesiva y mejorando el movimiento capilar
(Loveday, 1984). Autores como Martínez et at., (1986); Otero et al., (1993) y Lax et al., (1994) demostraron el
efecto favorable del mejoramiento orgánico en el incremento de la capacidad de cambio catiónico y en el lavado
de las sales.
La materia orgánica está representada por los residuos descompuestos de las plantas en el suelo, residuos
orgánicos agregados y materiales formados por la acción de los microorganismos del suelo (Fuller, 1991). La
misma, representa el más confiable índice de fertilidad del suelo, contribuye a aumentar la productividad de los
mismos (Levi - Menzi et al., 1990; Frakinet et al., 1993) y absorción de los nutrientes por las plantas, tales como
nitrógeno, fósforo y micronutrientes, que de forma directa y/o indirecta influyen en la nutrición de las plantas,
proporcionando además nutrientes a los microorganismos del suelo, mejoran la estructura del suelo,
aprovechamiento del agua, coeficiente de infiltración y en los suelos afectados por sales, contrarresta los efectos
nocivos del sodio sobre el suelo y cultivo, además, constituye la fuente de energía para los microorganismos lo
que induce la formación de agregados estables. Es un componente esencial para la rehabilitación intensiva de
los suelos áridos y semiáridos, (Smith y Elliot, 1990; Jeferey et al., 1992), ya que proporciona efectos favorables
en las propiedades físicas, químicas, microbiológicas y morfológicas del suelo.
.
2.3.2
Mejoramiento biológico
Los métodos biológicos de mejoramiento de los suelos salinos son considerados como una técnica auxiliar para
aumentar la eficiencia de las técnicas fundamentales (Pizarro, 1985). Estos pueden aumentar la efectividad del
lavado (Cabrera, 1992). Al respecto, Abrol et al., (1988) consideran que los métodos biológicos deben
combinarse con métodos químicos, para desplazar las sales derivadas de la acción de los mejoradores a través del
lavado. Existe sin embargo, poca información que refleje el beneficio de la utilización de los métodos
biológicos.
Singh et al., (1989) evaluaron los efectos del uso conjunto del yeso con el mezquite (Prosopis juliflora) y las
propiedades de un suelo altamente sódico en la India. Los resultados obtenidos demostraron un aumento de la
biomasa del mesquite, así como una reducción significativa del sodio y un mejoramiento en la fertilidad del
suelo, recomendándose el uso del mezquite después de aplicarse 15T/ha de yeso en estos suelos. Otros estudios
realizados en Pakistán con cultivos de sesbania (Sesbania aculeata), sorgo (Sorghum vulgare), y king-grass
(Lolium italicum) conjuntamente con yeso, revelan el aumento de la biomasa de estas especies con una
disminución de la conductividad eléctrica (CE) y relación de absorción del sodio (RAS) (Ahmand et al., 1990).
2.3.3. Mejoramiento con la utilización de residuales
Otra tendencia en la actualidad, para la recuperación de los suelos salinos o sódicos lo constituye la utilización
de los residuales procedentes de desechos industriales, cabe señalar que el uso de estas sustancias debe ser lo más
rigurosamente cuidado, debido a la presencia de metales pesados que puede causar serios daños, por lo que es
aconsejable caracterizarlos antes de usarlos, así como hacer estudios preliminares. En Cuba, este método se ha
utilizado con buenos resultados, aprovechando los residuales de la industria azucarera, de la fábrica de acetileno
y la del proceso del níquel, de las cuales se vierten grandes cantidades y son aprovechados para estos fines en
suelos salinos (Martínez et al., 1985; Cabrera, 1992; Otero et al., 1992).
También se han empleado los residuales de la industria niquelífera por sus características de poseer ácido
sulfúrico en su composición y por los grandes volúmenes que se producen (Otero et al., 1985), demostrándose
que estas sustancias son efectivas en el incremento de la permeabilidad al suelo, facilitando el lavado de las sales
y proporcionando aumento en los rendimientos de los cultivos investigados. Con los residuales sólidos de esta
misma industria (papilla de yeso), también el efecto fue favorable en la disminución del pH, volúmenes de agua a
aplicar en el lavado, y disminución del contenido de carbonatos en el suelo (Hernández et al., 1992).
El cieno residual de las fábricas de acetileno posee en su composición un 90% de hidróxido de calcio, por lo que
resulta efectivo en suelos no carbonatados de pH menor que 7.5. En un suelo salinizado y cultivado con arroz
Otero et al., (1993) comprobaron en condiciones de campo, la efectividad de este mejorador. LópezAguirre et al., (1997) en México estudiaron el efecto de la aplicación del caldo del limón en suelos con
problemas de salinidad, siendo efectivo en la disminución de la conductividad eléctrica y el pH. Las propiedades
físicas y químicas, también fueron modificadas positivamente.
2.3.4. Mejoradores químicos
Los mejoradores químicos, son sustancias capaces de reemplazar el sodio intercambiable por el calcio a través de
la acción directa ó indirecta de los procesos biológicos o químicos (Pizarro, 1985; Gupta y Singh, 1988; Gupta y
Abrol, 1990). La elección de los mejoradores depende de la disponibilidad, costo y efectividad. Un concepto
clásico asume que los compuestos tanto de calcio como de azufre son similarmente transformados, cuando se
aplican a suelos calcáreos en cantidades químicamente equivalentes, aunque el coeficiente del mejoramiento
permite ser diferenciado, dependiendo de su solubilidad (Miyamoto y Enriquez, 1990).
El yeso, cloruro de calcio, carbonato de calcio, calcita y fosfoyeso actuan en forma importante como enmiendas,
ya que aportan calcio a la solución. La recuperación de los suelos afectados por sales requiere de una
concentración adecuada del ion calcio en la solución del suelo, que puede ser adicionada en forma directa o
indirecta al suelo mediante los mejoradores. También el calcio es fundamental para el crecimiento y desarrollo
de las plantas, donde este elemento está involucrado en la estabilización de las células, la membrana plasmática,
la división celular y la elongación.
La carencia de calcio en la solución nutritiva impide el crecimiento radical. Su aprovechamiento depende del
medio iónico del suelo, especialmente de la concentración y la relación del calcio con otros iones. En los suelos
afectados por sales generalmente se presenta una alta relación Na/Ca, donde el calcio está en una proporción
inadecuada con respecto al sodio, lo que se manifiesta en una repercusión en el crecimiento del cultivo, por un
elevado potencial osmótico (Subbarao et al., 1991). Carter y Pearen (1988) demostraron que la relación entre el
Na/Ca puede ser afectada por el contenido de humedad y la formación de CaSO4.
También el calcio es factor importante en la resistencia a la salinidad por las plantas, esto es debido a su función
en mantener la membrana ìntegral, siendo uno de los primeros efectos de la salinidad, la destrucción de está
membrana debido al desplazamiento desde la superficie de la célula por el sodio (Lynch y Lauchli, 1988). El
incremento del calcio en el medio externo de la raíz puede reducir los efectos de la salinidad con relación al
crecimiento de las plantas y la conductividad hidráulica del suelo (Carter y Webster, 1990; Evlagon et al., 1992 ).
Otros mejoradores químicos de gran efectividad son las sustancias ácidas o formadoras de acidez (ácido
sulfúrico, sulfato de aluminio y hierro, pirita y azufre) los cuales son capaces de reaccionar con el carbonato de
calcio presente en el suelo liberando el calcio a la solución (Follet et al., 1981; Pizarro, 1985; Frenkel et al.,
1989; Gupta y Abrol, 1990).
2.3.4.1. Efecto de los mejoradores químicos en el suelo
El yeso, ha sido la fuente de calcio más utilizada en el mejoramiento de los suelos afectados por sodio, debido a
su bajo costo y porque es capaz de aumentar la concentración de electrolitos y mantener la infiltración del suelo
(Frenkel et al., 1989). El cloruro de calcio, no es tan utilizado como el yeso; pero es una sustancia aportadora de
calcio de alta solubilidad (Abrol et al., 1988; Miyamoto y Enriquez, 1990). El fosfoyeso es efectivo en el
mejoramiento de los suelos sódicos, por el aporte suficiente de calcio para poder reemplazar el sodio del
complejo de cambio, tiene una alta solubilidad, reduce el pH y mejora las propiedades físicas (Rutherford et al.,
1993).
El ácido sulfúrico es efectivo en los suelos con presencia de carbonato de calcio, es de acción rápida, su
desventaja es la manipulación, aunque existen en la actualidad equipos para su uso. Se ha empleado en algunas
regiones de países como Armenia, Estados Unidos y México (Prather et al., 1978; Follet et al., 1981; Khorsandi,
1994).
El azufre, la pirita y los sulfatos de hierro y aluminio son materiales formadores de ácidos, de liberación lenta,
debido a que el primero tiene que sufrir un proceso de oxidación que los transforme a ácido sulfúrico (Follet et
al., 1981; Lazavich et al., 1985). En el caso del azufre, cuando se adiciona al suelo, su oxidación biológica se
produce mediante microorganismos del género Thiobacillus los heterotróficos que son los principales géneros
oxidantes del azufre en el suelo (Lee et al., 1987; 1988; Lawrence y Germida, 1991). Igualmente, la pirita tiene
que sufrir una oxidación biológica; pero con bacterias principalmente de la especie del T. ferrooxidans que la
convierte en sulfuro de hierro el cual da lugar a azufre elemental que pasa posteriormente a ácido sulfúrico
(Abrol et al., 1988; Germida et al., 1992).
Son diversos los reportes del empleo de estas sustancias como mejoradores en los suelos afectados por sales.
De forma ejemplificada se demuestran los resultados obtenidos en el ámbito mundial. El yeso ha sido utilizado
tanto en el suelo como en el mejoramiento de la calidad de las aguas, su efectividad está dada por el incremento
en la permeabilidad del suelo (Gorbunov y Judina, 1978), en el poder modificador de la composición química del
suelo y las aguas (Miyamoto et al., 1975; Singh et al., 1981), en la disminución de las pérdidas del suelo, al igual
que en la dispersión de las arcillas en suelos afectados por erosión (Miller y Scifres, 1988), en la precipitación de
las sales tóxicas en forma de sulfatos (Papodopoulus, 1988) y la disminución del PSI (Singh y Bajwa, 1991;
Ilyas et al., 1993).
Shishova (1977) señala el uso del yeso en diferentes países como Hungría, Estados Unidos, Rusia, Sudáfrica y
Australia, en el mejoramiento de los suelos salinos. El yeso ha sido estudiado también combinado con labranza
profunda y subsoleo (Rasmussen et al., 1972). El efecto es mayor cuando es aplicado en la superficie que en
la profundidad (Redly y Darab, 1981), su acción depende de cómo se efectúa el lavado y la forma de aplicación
(Singh et al., 1981).
En otros trabajos, Patchampreecha et al., (1990) estudiaron las combinaciones del yeso, carbonato de calcio y
cáscara de arroz en un suelo salino y como resultado obtuvieron una disminución en la dispersión de la arcilla,
y un aumento en la estabilidad de los agregados. En los estudios reportados por Kumar et al., (1985) se señala
el uso del yeso combinado con pirita, donde desde los años setenta se ha trabajado en suelos arroceros de la
India; así como en Portugal, donde se presentan grandes áreas de suelos calcáreos con problemas de baja
fertilidad (Viera et al., 1994).
En condiciones de invernadero y campo, autores como Dubey y Mondal (1993; 1994) realizaron experimentos
con yeso, pirita y estiércol en suelos con alta salinidad, utilizando aguas salinas y no salinas, y obtuvieron los
mejores resultados en los tratamientos regados con el agua salina, disminuyendo el pH y el sodio intercambiable
y un incremento en el coeficiente de infiltración y en los rendimientos tanto del cultivo del arroz como del trigo.
El uso del yeso combinado con fertilizantes nitrogenados ha sido utilizado con gran efectividad en la lixiviación
del sodio, en el incremento del calcio, penetración de las raíces debido al aumento del carbono orgánico,
mejorando las propiedades físicas y químicas, tales como la aereación, porosidad, infiltración, composición
catiónica e incremento de los rendimientos (Carter y Pearen, 1989). Algunos resultados similares fueron
reportados en Canadá con el uso de yeso, carbonato de calcio y nitrato de amonio (Malhi et al., 1992).
Miyamoto y Enriquez (1990) evaluaron la eficiencia del mejoramiento de los suelos sódicos con varias
enmiendas químicas (H2SO4, CaCl2. 2H2O, CaSO4.2H2O, FeSO4, Al(SO4)3 y dos compuestos orgánicos con el
objetivo de valorar el efecto sobre la lixiviación de las sales. Las conclusiones de dicho estudio indican que el
ácido sulfúrico aplicado a suelos calcáreos fue más efectivo que los ácidos orgánicos, no encontrándose
diferencias con las demás enmiendas, las que mantuvieron las condiciones adecuadas para el intercambio del
sodio por el calcio. En esta investigación se recomienda continuar los estudios en condiciones de campo, para
dilucidar el problema con más claridad.
Como se ha señalado la concepción del uso de los mejoradores en los suelos salinos ha evolucionado en las
últimas décadas, actualmente su utilización no ha estado limitada a los suelos salinos con problemas de sodicidad.
También tiene una importancia en la lucha contra los efectos adversos de la salinidad, ya que puede considerarse,
imprescindible en el mantenimiento o recuperación del estado físico del suelo, como por ejemplo el azufre ha
ocupado un lugar primordial en la recuperación de los suelos afectados por sales, por su alta eficiencia y su bajo
costo, este material ha sido una de las enmiendas más utilizadas, sus limitantes han sido el tiempo que tiene que
permanecer en el suelo, para que pueda ser transformado por los microorganismos oxidantes del azufre, por lo
que se hace importante el estudio de su uso conjunto con los métodos biológicos para elevar la eficiencia de este
mejorador en la recuperación de los suelos salinos. En la literatura revisada, no se encontraron evidencias del uso
del yeso combinado con inoculación de bacterias como Thiobacillus.
2.4. Ciclo del azufre
El ciclo del azufre involucra procesos físicos, químicos y biológicos. Una simplificación del diagrama del ciclo
de azufre se muestra en la Fig. 1, en ella se observan las fases del ciclo del azufre relacionado con los depósitos
minerales, azufre, sulfuro de hidrógeno. Las formas minerales del azufre pueden ser presentadas como sulfuros
(ejemplos: pirita, FeS2, pirrotita, FeS y otros como el yeso, CaS04 2H20). El azufre en forma de mineral se
mueve a través del ciclo como resultado de la oxidación del sulfito a sulfato o por la disolución de los sulfatos, tal
como la oxidación de la pirita a ácido sulfúrico, neutralización de los carbonatos por la acción del ácido y la
oxidación del azufre a sulfato (Chis Mills y Eng, 1999).
Figura 1. Simplificación del ciclo del azufre por depósitos minerales (Chis Mills y Eng,
1999).
2.4.1. Importancia del ciclo del azufre
El azufre no solamente es un elemento esencial para el crecimiento y actividad de todas las células vivas, sino
también en los procesos químicos y biotecnológicos (Fischer, 1988). En la naturaleza el azufre circula
permanentemente en formas oxidadas y reducidas. Su función tanto en la nutrición de los cultivos, como en las
formas y cantidad en el suelo ha sido muy estudiado. Se ha prestado gran interés al conocimiento del ciclo del
azufre desde su inmovilización (química y biológica) y su mineralización en el suelo (Germida et al., 1992).
Recientemente, algunos estudios tratan sobre la importancia del flujo del azufre en la atmósfera y su relación con
el ecosistema (Andrea, 1990; Langner y Rodhe, 1991; Bates et al., 1992).
Los estudios recientes, con técnicas de la biología molecular, han permitido demostrar una función esencial de los
componentes del azufre para el crecimiento y actividad de todas las células principalmente de la cisteina,
metionina y S-adenosilmetionina. La metionina es la iniciadora de la síntesis de las proteínas en todos los
organismos, mientras que la cisteina actuán en forma importante en la estructura, estabilidad y función
catalizadora de muchas proteínas y el S-adenosilmetionina en la biosíntesis de la poliamina (Marzluf, 1997).
La identificación de la población microbiana es importante en el ciclo del azufre de los ecosistemas, ya que los
microorganismos son los responsables de los procesos de oxidación, reducción y volatilización, destacándose
además la importancia de profundizar en el estudio de los microorganismos metabolizadores de azufre, así como
en la fisiología y bioquímica que reflejan una importancia económica en la fertilidad de los suelos, la
geoquímica, la metalúrgica, tecnología del petróleo y la nutrición animal (Germida et al., 1992; Konishi et al. ,
1994).
2.4.1.
Transformaciones del azufre en el suelo
El azufre es uno de los elementos que más comúnmente se encuentra en la biosfera (Konishi et al., 1994). Está
concentrado en las rocas ígneas y sedimentarias y puede encontrarse en valores desde 270 a 2400 ppm (Ehrlich,
1990). Su acumulación puede incrementarse por el azufre contenido en la atmósfera, las plaguicidas, aguas de
riego y los fertilizantes. En el suelo este elemento se encuentra en forma orgánica e inorgánica y su proporción
varía dependiendo del tipo de suelo, pH, contenido de materia orgánica, mineralogía de la arcilla, profundidad
del perfil y el estado del drenaje (Ghani et al., 1992; Graeme et al., 1993; He et al., 1994; Mamaril, 1994).
Más del 90% del total del azufre del suelo se encuentra en combinaciones orgánicas, mientras que la inorgánica
representa una pequeña porción de ese total (Bohn et al., 1986; Haron y Hanson, 1988). El sulfuro (S2-), azufre
elemental (S°), sales del ácido sulfuroso (S2O3)-2, tetrationato de (S4O6)-2 y el sulfato (SO4)-2 son las principales
formas del azufre inorgánico en el suelo (Germida et al., 1992). El tiosulfato y tetrationato se encuentran sólo en
suelo con aplicación de fertilizantes expuesto a la contaminación ambiental (Lawrence et al., 1988; Lawrence y
Germida, 1991).
El sulfato puede acumularse en formas fácilmente solubles, insolubles y sulfato coprecipitado ó cocristalizado
con el carbonato de calcio, esta última forma es abundante en los suelos calcáreos (Shoenau y Germida, 1992),
las formas de sulfatos solubles en aguas y la adsorbida por los coloides del suelo son las aprovechables para las
plantas. Estos autores señalan además que en el horizonte superficial del suelo con poca lixiviación, el sulfato
puede acumularse en forma de yeso ó en sales solubles en agua.
De ahí, que debido a que el yeso es poco soluble y produce una alta actividad en la solución, los suelos
desarrollados bajo condiciones de aridez y semiáridos con acumulaciones de yeso sean raramente deficientes en
azufre (Betlany et al., 1983), por lo tanto un exceso de acumulación de las sales de sulfatos puede incrementar el
potencial osmótico afectando el crecimiento de las plantas, lo contrario ocurre en los climas húmedos o bajo
condiciones de buen drenaje, el sulfato se puede perder por lixiviación.
Es bien conocido que los niveles del SO4-2 en el suelo cambian a través del tiempo (Ghani et al., 1992). Las
variaciones en la temperatura y humedad del suelo afectan significativamente la mineralización del azufre en el
suelo. Sin embargo, las fluctuaciones totales varían desde los cambios en el balance de la actividad
microbiológica, lixiviación, la absorción por las plantas, y el suministro por el fertilizante (Ghani et al., 1992).
Por otra parte, en los años recientes se observa un incremento frecuente en las deficiencias de azufre en varios
cultivos, este elemento puede convertirse en un factor limitante de la producción agrícola ocasionando serios
daños a la agricultura. Esta situación es causada por una disminución significativa en la emisión del SO2 y el uso
de los fertilizantes de bajo contenido de azufre. Tales sistemas agrícolas con estas características están basados en
el uso del estiércol animal, como abono, combinado con los fertilizantes nitrogenados; teniendo en cuenta, que el
contenido de azufre varia en el animal, de acuerdo a la cantidad y forma que consume en su dieta (Eriksen y
Mortensen, 1999).
Pasos en la oxidación de diferentes compuestos por Thiobacillus:
El thiosulfato (S2O32-) que, puede verse como un sulfuro o sulfito (Fig. 2) se desdobla en sulfuro y sulfito. El
sulfito se oxida a sulfato con la producción de ATP y el otro átomo se convierte en azufre elemental insoluble.
Por lo tanto, cuando oxidan tiosulfato, las bacterias del gènero Thiobacillus, producen azufre elemental; pero
cuando se oxida el sulfuro no. El azufre elemental producido puede oxidarse por sí mismo, cuando el suministro
de tiosulfato se agota. Si el contenido del tiosulfato es bajo, el azufre elemental no se acumula. Tabatabai, (1977)
representó el proceso de oxidación biológica del azufre por la siguiente ecuación:
S°
S2O3-2
S4O6-2
SO4
2.4.2. Función de los microorganismos en el ciclo del azufre
Bajo condiciones aeróbicas el azufre reducido es oxidado por vías químicas y biológicas, el rango de los estados
de oxidación varia desde +6 en SO42- y -2 en H2S, los intermediarios pueden ser oxidados químicamente. Los
compuestos inorgánicos de azufre en el suelo, agua, y sedimentos pueden ser transformados por varios grupos de
microorganismos, tanto autótrofos como heterótroficos oxidantes del azufre. Los electrones desde la oxidación
del azufre son transferidos dentro de los cambios de transporte de electrones, así msmo producen ATP. El poder
de reducción que es necesario para la fijación de CO2 es proporcionado como NADH y es producido por un
cambio inverso del transporte de electrones, con los electrones pasando desde los citocromos hasta el NAD +
ATP (Germida, 1992).
S 2-
Sulfuro
Complejo de azufre
unido a célula
Azufre elemental
S0
R
S
Sulfito
S
S 2O3 2-
S
SO32-
e-
Tiosulfato
Sistema de transporte
de electrones
AM
P
ADP
Sulfito oxidasa
ATP
2e-
Fosforilación por
transporte de
electrones
ADP
2e-
ATP
Adenosin
fosfosulfato (APS)
p1
Fosforilación a nivel
SO42-
Sulfato
ADP
SO42-
Figura 2. Esquema de la bioquímica de oxidación de varios compuestos
del azufre (Brock,
1978).
Las bacterias que obtienen su energía a partir de los compuestos inorgánicos del azufre se les denomina como
quimiolitotróficas. El término describe la energía que es capaz de utilizar, para la biosíntesis celular, en ausencia
de luz, para la oxidación de los compuestos inorgánicos del azufre. Estas son principalmente miembros del
género Thiobacillus; este género contiene ocho especies, de éstas cinco han estado sujetas ha constante
investigación (Brock, 1978).
Germida et al., (1992) agrupan de la siguiente forma a los microorganismos involucrados en la oxidación del
azufre del suelo:
1) Quimolitotróficos, tales como Thiobacillus.
2) Autótrofos incluyendo géneros de bacteria púrpuras y verde de azul.
3) Heterotróficos : bacterias y hongos.
Estos autores, señalan que los grupos 1 y 3 son los máximos responsables de la oxidación del azufre en el suelo.
2.4.3.1. Importancia del Thiobacillus
Thiobacillus es una bacteria autótrofa quimolitotrófica (Wainwright, 1984; Kelly, 1989) aerobio obligado, Gram
negativo (Lacomebe y Lueking, 1990); la cual se encuentra ampliamente distribuida en los suelos, aguas dulces,
ambientes marinos y sedimentos. Además, desempeña una función fundamental en el ciclo del azufre ya que se
encarga de la oxidación del azufre elemental (S°) hasta sulfato (SO4)-2, ion que combinado con el agua puede
formar el H2SO4 (Kuenen, 1975; Adamczyk-Winiarska et al., 1975; Mcready y Krouse, 1982; Lindremann et al.,
1991; Neilsen et al., 1993). Ambas formas pueden ser consideradas como mejoradores en los suelos sódicos.
Estas bacterias del género Thiobacillus son capaces de oxidar y reducir los componentes orgánicos del azufre.
Germida et al., (1992) los clasifican en 6 grupos que son:
1) T. thioparus. Oxidación aeróbica S2, S0, S2O3-2 y SCN-. Esta bacteria es autótrofa crece en pH de
4.5 hasta 7.8.
2) T. thiooxidans. Esta especie posee las mismas características que T. thioparus; pero se diferencia
en que crece en un pH de 3 ó menor.
3) T. desnitrificantes. Esta bacteria tiene la facultad de oxidar las formas reducidas del azufre tal
como el N03 y N2, es muy similar a T. thioparus.
4) T. ferrooxidans. Utiliza el ion hierro (Fe) como fuente de energía para oxidar al Fe+3. Se desarrolla
en pH desde 2 hasta 5. Se diferencía de T. thiooxidans, por su menor velocidad para oxidar el azufre
elemental.
5) Este grupo contiene aquellas especies de Thiobacillus que son obligatoriamente quimolitótroficos;
heterotrófica facultativos (Neopolitas).
6) Heterotróficos obligatoriamente (prometabólicos).
Las siguientes ecuaciones caracterizan las transformaciones catalizadas por las bacterias del el género
Thiobacillus, aunque sólo se referirá a las dos especies involucrada en este estudio T. thioparus, y T.
thiooxidans.
T. thioparus
5Na2S2O3 +4O3 +H2O
5Na2SO4 + H2SO4 +4S
Na2S4O6 + Na2CO3 + 1/2O2
2Na2SO4 +2S+CO2
T. thiooxidans
S + 1 1/2O2 + H2O
H 2 SO4
Las ecuaciones muestran la oxidación del azufre elemental a ácido sulfúrico, por ambas bacterias. La adición de
azufre elemental al suelo es esencialmente equivalente a la aplicación de ácido sulfúrico, debido a la actividad de
Thiobacillus, los cuales pueden disminuir el pH de un suelo desde 3 a 2 unidades, después de un tiempo de
incubación. Generalmente T. thiooxidans es el principal responsable; pero también T. thioparus, metaboliza el
azufre elemental (Nakamura et al., 1995). Las características fisiológicas de las bacterias oxidantes del azufre se
resumen en el Cuadro 2.
Cuadro 2. Características fisiológicas de las bacterias oxidantes del azufre (Brock,1978).
Especies de Thiobacilllus
T. thioparus
T. thiooxidans
T. ferroxidans
T. denitrificantes
T. novellus
Donador de electrones
H2S, sulfuros, S0, S2O23-
S0
Rango del pH para el DNA(mol%GC)
crecimiento
6-8
62-66
2-5
52-57
S0, sulfuros, Fe2+
H2S, S0, S2O23S2O23-
1.5-4
53-60
6-8
63-67
6-8
66-68
2.4.3.2. Población de Thiobacillus en los suelos
En la literatura, se plantea que tanto Thiobacillus como los microorganismos heterotróficos son los principales
agentes oxidantes de las formas inorgánicas del azufre elemental. Lee et al., (1987; 1988) encontraron en 48
suelos de Nueva Zelanda, la presencia de Thiobacillus, como la principal bacteria oxidante de azufre. Resultados
similares fueron reportados por Wainwright (1978) en suelos expuestos a la contaminación ambiental. Mientras
que la actividad de Thiobacillus fue muy pobre en estudios realizados en Australia por Vitolins y Swaby (1969),
en suelos tropicales (Swaby y Fedel, 1977) y en Canadá por Germida (1985).
En la actualidad se conoce que la población de los heterotróficos, también tiene una
vital importancia en las transformaciones del azufre elemental en el suelo (Germida, 1985;
Lawrence y Germida, 1988; 1991). Este grupo de microorganismos incluye bacterias, hongos
y actinomicetos (Wainwright, 1984; Lawrence y Germida, 1988). Los factores tales como,
pH, contenido de arcilla y cantidad de azufre elemental tienden a incrementar el número de los
heterotróficos en el suelo (Lawrence y Germida, 1988). La rizosfera de las plantas es un sitio
potencialmente importante para la oxidación y reducción del azufre. En los trabajos de
Grayston y Germida (1990) demostraron que la rizosfera soporta elevadas oxidaciones de
azufre, con diversas poblaciones de heterotróficos oxidantes de azufre, siendo mayores que en
otras partes del suelo. Lawrence y Germida (1991) propusieron agrupar a estos
microorganismos en tres grupos principales: 1) los oxidantes de azufre elemental a tiosulfato,
2) los que oxidan azufre elemental a sulfato y 3) los que oxidan tiosufato a sulfato.
2.4.3.3.Factores que afectan la oxidación del azufre en el suelo
El proceso de oxidación del azufre en el suelo, es gobernado por un gran número de factores, muchos de los
cuales están sujetos a las prácticas de manejo; los factores pueden ser de tipo biológico, físico y químico del
suelo, así como, también se incluyen las propiedades de los fertilizantes. Los factores biológicos son los
principales agentes que gobiernan la oxidación del azufre en el suelo, los cuales a su vez están influenciados por
otros factores que directamente afectan la actividad microbiana en el suelo, como la temperatura del mismo
potencial hídrico y aereación (Janzen y Bettany, 1987).
Otros elementos que también tienen influencia en el coeficiente de oxidación, son: la agregación de sustratos
orgánicos, efecto de los cultivos en la rizosfera, por el área superficial expuesta a la actividad de los
microorganismos, así como el tamaño, forma y grado de dispersión de las partículas que son consideradas en las
propiedades de los fertilizantes (Watkinson, 1993). Las propiedades físicas y químicas tales como: textura, pH,
contenido de materia orgánica, temperatura, humedad y prácticas de manejo (Cifuentes y Lindermann, 1993;
Germida y Janzen, 1993; Watkinson y Lee, 1994), así como la presencia de plaguicidas (Bezbaruah y Sarkia,
1990).
Li y Caldwell (1966) plantearon que mientras más pequeño sea el tamaño de las partículas de azufre, mayor será
la cantidad de azufre oxidado. A esta misma conclusión arribó Chapman (1989), destacando además que la
temperatura es un factor importante. Al respecto, Badia y Alcañiz (1993) reportaron que la máxima oxidación
ocurrió de 24 a 18°C, mientras que para la humedad y aereación se plantea que es más rápida la oxidación cuando
los suelos se encuentran cerca de la capacidad de campo.
2.4.3.4. El azufre como mejorador de los suelos salinos/sódicos
Cuando se añade azufre como mejorador de los suelos afectados por sales, primeramente tiene que sufrir una
oxidación biológica por medio de microorganismos oxidantes del azufre, principalmente los grupos autotrófos y
heterotróficos que oxidan el azufre en el suelo. Su efectividad está basada en la formación de H2SO4 a partir de
la adición del azufre elemental, el ácido servirá, para la solubilización de las reservas de carbonato de calcio
(CaCO3) presentes en el suelo, que como siguiente paso produce un intercambio de calcio por sodio. Esto
ocasiona una mejoría en la infiltración y se produce una disminución del pH del suelo y por consiguiente,
aumento en la fertilidad del suelo (Wainwright, 1984; Ryan y Tabbara, 1989; Germida et al., 1992). Estos autores
representan este proceso con la siguiente ecuación:
S° + 3/2 O2 + H2O
H2SO4
En suelos afectados por sales, estos autores reportan igualmente el éxito de la aplicación de otros mejoradores
para la formación de ácido sulfúrico, citando entre ellos los polisulfuros de amonio y de calcio, dióxido de
azufre, tiosulfato de amonio, bisulfuro de amonio y pirita. Todos estos compuestos propician un incrementó en la
penetración del agua y el contenido de nutrientes disponibles para los cultivos en estos suelos. Los suelos
sódicos generalmente contienen poca población de bacterias oxidantes de azufre, por lo que se hace necesario
incrementar el coeficiente de oxidación del azufre por medio del enriquecimiento del mismo en forma elemental
(Rupela y Tauro, 1973).
2.4.3.5. Estudios de la recuperación por medio de Thiobacillus
Mccready y Krouse (1982) demostraron el efecto de la inoculación con dos de las bacterias del género
Thiobacillus (T. thiooxidans y T. thioparus) en un suelo solonetizado, con un tiempo de incubación de 12
semanas, observando una disminución del pH y un fuerte incremento de los sulfatos. Semejante resultados
fueron encontrados por Lindemann et al., (1991) en Nuevo México, EE.UU. y por Neilsen et al., (1993) en
suelos calcáreos de Colombia.
Bole (1986) observó en un suelo calcáreo, que con la aplicación de azufre elemental y la inoculación de T.
thioparus, se produjo un aumento de la conductividad hidráulica y una disminución del pH, lo que repercute en
los elementos nocivos en el suelo. Además, se demostró que en los tratamientos donde no se aplicó el riego no se
obtuvieron diferencias significativas, por lo que la humedad del suelo, es un factor a tomar en consideración
para incrementar la oxidación del elemento en el suelo. Los estudios realizados durante 54 años, por Bollen
(1977), coinciden con estos resultados.
Como se mencionó con anterioridad la pirita ha sido utilizada con éxito en el mejoramiento de los suelos salinos.
Tiwari y Kumar (1985) en estudios realizados en suelos sódicos de la India, en el cultivo del arroz obtuvieron los
mejores resultados con la combinación de pirita, mezclada con Zinc y sesbania, observándose un incremento de
la actividad microbiana, disminución del sodio cambiable, aumento en el aprovechamiento de nutrientes por las
plantas y un incremento del rendimiento en el cultivo.
Venkatakrishanan y Abrol (1981) reportaron también en la India el uso benéfico de la pirita inoculada con
bacterias del género Thiobacillus aplicadas superficialmente y mezcladas con el suelo. Los resultados
demostraron que a los 21 días, el pH había disminuido desde valores de 10.3 a 8.5 y los valores del PSI desde
76.7 a 27.1%. En otros estudios realizados en suelos arenosos se estudió el empleo de la pirita con cultivos de T.
thiooxidans y T. ferrooxidans, obteniéndose una disminución del pH, tanto en los tratamientos, donde se aplicó
en forma separada o mezclada (Kapoor y Mishra, 1988).
Muchovey et al. (1989) reportaron el uso del T. thiooxidans con diferentes aplicaciones de roca fosfórica en un
oxisol del Brasil utilizando como cultivo indicador, al sorgo. Observaron una rápida disminución del pH durante
los primeros 14 días de inoculado, estabilizándose posteriormente, sin embargo cuando se adicionó la materia
orgánica la actividad de los microorganismos se vio afectada negativamente.
Los estudios recientes, realizados en suelos con cultivo de arroz demuestran que en la rizofera los compuestos
reducidos del azufre pueden ser reoxidables por las bacterias oxidantes del azufre; se reporta un incremento en el
número de bacterias 105 a 106 /g de suelo y una abundante actividad por poblaciones diferentes fisiológica y
filogenéticamente (Jolyn et al., 1997). Partiendo de este hecho, cuando se adiciona azufre al suelo se estimula el
coeficiente de oxidación de los microorganismos oxidantes del azufre y como resultado habrá una mayor
transformación del azufre elemental S° a H2SO4 por la actividad de Thiobacillus.
II MATERIALES Y METODOS
Para evaluar el comportamiento de las bacterias oxidantes del azufre con relación a las propiedades de un suelo
salino sódico; se realizaron tres experimentos: 1) aislamiento y caracterización de microorganismos nativos
quimilitotróficos de la zona experimental, con cualidades acidofílicas y alcalinas, oxidantes del azufre. Este
experimento se llevó a cabo en el Instituto Tecnológico de Colima, en el Departamento de Microbiología, 2)
producción de biomasa de los microorganismos aislados por vía químostato, que se llevó a cabo en el IPN, en la
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, en el laboratorio de microbiología y 3) estudio de los cambios en las
propiedades biológicas, físicas, químicas y físico–químicas del suelo en columnas de lixiviación, que se realizó
en el Instituto de Recursos Naturales, especialidad de Hidrociencias en el Laboratorio de Salinidad y en la
estación lisimétrica del Colegio de Posgraduados.
3.1. Ubicación del sitio experimental
El área en estudio, se localiza en la planicie costera de Tecomán municipio del estado de Colima, tiene una
superficie total de 80120.7 ha, de las cuales 60,930 ha se dedican al sector agropecuario. De esta superficie el
29,213 ha están bajo riego. La zona, eminentemente agropecuaria tiene gran importancia en el Estado y ha
presentado graves afectaciones en los rendimientos agrícolas debido a los procesos degradantes de la salinidad
Tomando en consideración los argumentos señalados, la zona en estudio fue seleccionada en este municipio
situándose en el Rancho “El Chococo” a 20 Km. de la carretera Tecomán Cerro de Ortega, sus coordenadas
son:1030 47’09” longitud W, 180 46’16” latitud N, con una altura de 5 m sobre el nivel del mar (msnm), datos
obtenidos con GPS (Global Posición System). La profundidad a la que se observó el manto freático es de 60 cm,
y la superficie del terreno es irregular. El clima es seco y semiárido, con una temperatura media anual de 340C,
precipitación pluvial media anual de 800 mm con pequeñas variaciones en la zona y con alta evaporación
(Cuadro 3).
Cuadro 3. Características químicas y físicas del suelo salino sódico de El Chococo
Cationes solubles
pH
C.E.
DS m1-
SST
(%)
M.O.
(%)
Ca
8.3
6.0
0.035
2.3
0.64
CaCO3
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
(%)
5.51
22.97
46.66
30.36
Aniones solubles
en extracto acuoso
Mg
Na
K
mmol(+)/100g
0.50
3.33
0.09
Cationes intercambiables
HCO3
Cl
mmol(-)/100g
0.55
PSI
mmol(+)/100g
4.02
3.99
5.60
3.39
SO4
0.71
CIC
mmol (+)/100g
0.55
20.2
14.16
3.1.1. Muestreo de suelo
En el lugar seleccionado se realizó el muestreo de suelo hasta 60 cm de profundidad, las muestras fueron tomadas
de 0-20; 20-40; 40-60 cm de profundidad, respectivamente, luego fueron secados al aire y tamizadas por malla
de 2 mm, en ellas se realizaron los análisis químicos y físicos, como se muestra en el Cuadro 3.
3.2. Experimento in vitro
Para este experimento se realizó el aislamiento y caracterización de microorganismos nativos de la zona en
estudio. El aislamiento de bacterias partió de una muestra de 25 g de suelo de la profundidad de 0 – 20 cm de la
capa arable. Este se secó al aire y se tamizó a través de una malla de 2 mm. Las fuentes de azufre que se
emplearon fueron: Azufre en flor (S0 99 %) de Sigma de México, azufre en suspensión coloidal y thiosulfato de
sodio. Las fuentes adicionadas fueron equivalentes para el azufre elemental, en suspención y para el thiosulfato.
Las dos primeras fuentes fueron esterilizadas por medio de rayos X durante 30 minutos de exposiciones
consecutivas, con intervalo de 5 minutos.
Las muestras de suelo usadas, así como él inoculo, se mantuvieron en medio líquido inorgánico en frasco
Erlenmeyer de 500 ml compuesto de: (g L-1) (NH4)2SO4, 0.4 g; KH2PO4, 4.0 g; MgSO4 .7H2O, 0.5 g; CaCl2, 0.25
g; FeSO4, 0.01 g; azul de bromotimol, 0.005 como indicador. Se utilizó como fuentes de azufre: Na 2S2O7, 5 g; y
en caso del azufre elemental (S0) así como el líquido se utilizaron 10 g; se disolvió en 1 L de agua destilada; se
ajustó el pH, 7.0 para el aislamiento T. thioparus y para el T. thiooxidans se ajustò a < 3.5 (Germida, 1993).
El medio que se utilizó fue el mismo para las dos bacterias, con la diferencia de las fuentes de azufre
empleadas, en el caso T. thioparus la fuente de azufre fue thiosulfato y para T. thiooxidans el azufre elemental. El
medio fue esterilizado a 1210C y 15 libras /pg2 durante 15 minutos. El inoculo se colocó en un agitador
rotatorio vertical modelo (CRODE) durante 25 días a 150 rpm a 300C. Se realizaron determinaciones de
conductividad eléctrica (mS/cm), pH, temperatura (0C) y contenido de sulfatos (mg/L).
Las mediciones se hicieron a intervalos de 3 días y replicadas 6 veces. Durante este mismo intervalo de tiempo
las cepas obtenidas se sembraron en caja Petri, tomándose las muestras del medio líquido. Las observaciones
fueron realizadas en los mismos de tiempo que se hicieron las determinaciones mencionadas. Se realizaron las
observaciones siguientes: morfología colonial (tamaño, forma y número de colonias). La producción de ácido
como indicador del cambio de color del medio azul hacia el amarillo como diagnóstico de la oxidación del
azufre, así como la presencia de bacterias quimiolitotròficas oxidantes del azufre (Lindermann et al., 1991). Se
realizaron observaciones microscópicas para describir las características morfológicas de las células teñidas por
medio de la tinción del Gram. Una vez aislada las células y caracterizadas se procedió a mantener las cepas en
tubos de ensayos con el medio de cultivo propuesto por Germida, (1993), para su conservación y uso posterior.
3.3. Experimento de producción de biomasa de los microorganismos aislados
3.3.1. Activación de las cepas
Se utilizaron los medios anteriormente mencionados para cada una de las cepas, se añadieron en 6 frascos
Erlenmeyer de 500 ml, inoculados con las cepas aisladas del experimento anterior y se mantuvo en agitación con
200 rpm y a 300C, durante 7 días. Se determinó: pH y sulfatos. Posteriormente se sembraron en cajas de Petri
con un medio sólido de agar bacteriológico (1.8%); con la finalidad de realizar las observaciones microscópicas
(tamaño y forma).
3.3.2. Producción de biomasa de Thiobacillus
3.3.2.1. Extracción de las células
Una vez producida la biomasa por agitación, el caldo de cultivo fue filtrado a través de papel Watman # 42, el
filtrado se centrifugó a 10000g por 20 minutos, el paquete celular obtenido se suspendió en una solución ácida
HCl (T. thiooxidans) y en solución alcalina (T. thioparus). También se hicieron separaciones celulares a
través del equipo de filtración por membrana Millipore de 45 u. Con el paquete celular obtenido se realizaron
diluciones desde 6x108 hasta 9x108 células/ml (Rupela y Tauro, 1973).
3.3.2.2. Obtención de la biomasa vía quimostato
Las bacterias nativas aisladas y caracterizadas proceden del suelo en estudio, fueron colocadas en el
quimiostato, con la finalidad de obtener la biomasa microbiana, y posteriormente utilizada en el experimento de
lixiviación, para estudiar su efecto en las propiedades del suelo (Fig. 3).
Figura 3. Obtención de bacterias oxidantes del azufre a partir del quimostato.
(Tomado de Col. Agric. Trop. Rec. Hum. U. Hawaii, 1987. Modificado).
Clave – descripción:
a) Algodón y papel de aluminio
b) Tubo de vidrio
c) Tapón de hule perforado del matraz
d) Tubo de vidrio (salida del aire)
e) Tapón de hule
h) Tubo que se introduce en el medio de cultivo
i y j) Mangueras de hule conectadas de la bomba
al filtro
k) Bombas de aire
l) Frasco Erlenmeyer con el medio
f) Algodón
g)Tubos de conexión de vidrio
m) Medio de cultivo
3.4. Experimento en columnas de lixiviación
Con la finalidad de estudiar las variaciones en las propiedades físicas, químicas, físico- químicas y biológicas se
llevó a cabo este experimento, en la Estación Lisimétrica del Colegio de Posgraduados, Montecillo, Edo de
México. Las columnas de lixiviación utilizadas fueron de 60 cm de largo x 25 cm de diámetro, las mismas fueron
recubiertas con parafinas con el objetivo de evitar el “flujo pared“ durante el desarrollo del proceso de lavado
(Fig. 4). Para el llenado de las columnas se colocó un fondo con una malla y papel de filtro, para evitar la salida
del suelo.
Figura 4. Vista de las columnas de lixiviación utilizadas en el
experimento.
El llenado de las columnas se realizó desde las capas inferiores a las superiores, (0-20, 20-40 y 40-60) cm de
profundidad respectivamente. La masa de suelo se calculó sobre la base de la densidad aparente 1.3 g/cm3, para
llevar a volumen el peso del suelo se fue acomodando con un pisón de madera. Cada columna contenía 18 Kg de
suelo, a medida que se fueron empacando cada capa de suelo fue mezclada homogéneamente con el azufre
elemental y el yeso, según los tratamientos, las dosis empleadas fueron: para el azufre 1.7 g/Kg y para el yeso 3.5
g/Kg de suelo respectivamente, una vez que se llenaron estas se colocaron sobre una mesa de madera con
perforaciones del tamaño del diámetro de las columnas para colocar un embudo de plástico, y poder tomar el
efluente en un matraz Erlenmeyer. Estas mesas tuvieron acopladas una estructura de hierro para mantener firme
la columna y en forma vertical sostener la probeta tipo Mariotte, donde a través de ella se cuantifica el agua de
lavado.
3.5. Diseño experimental
El experimento fue conducido bajo un diseño completamente al azar con arreglo bifactorial 9x3, donde el factor
A son los tratamientos y el B los volúmenes porosos (Vp= 1, 2 y 3), más un testigo y 3 repeticiones. Teniéndose
un total de 81 columnas de lixiviación, se aplicaron dos mejoradores químicos, (azufre elemental y yeso),
conjuntamente con los inóculos de dos cepas bacterianas, una con características alcalinas y otra acidofílicas.
Las dosis de los mejoradores se calcularon sobre la base del Na más el Mg de la capacidad de cambio de bases
(CCB).
3.5.1. Tratamientos
T0.- Testigo (Sin lavar, sin mejorador)
T1.- Control (lavado y sin mejorador)
T2.- Suelo + azufre ( S +S0)
T3.- Suelo + azufre + Thiobacillus thiooxidans (S+S0+ BO)
T4.- Suelo + azufre + Thiobacillus thioparus (S+S0+BT)
T5.- Suelo + azufre + T. thiooxidans + T. thioparus (S + S0 + BO +BT).
T6.- Suelo + yeso (S +Y).
T7.- Suelo + azufre + yeso (S+S0 +Y)
T8.- Suelo + azufre + yeso + T. thioxidans (S + Y + BO).
T9.- Suelo + azufre + yeso + T. thiooxidans + T. thioparus (S +Y + BO + BT)
Las dosis del inóculo añadido fue de 10 ml de células/Kg de suelo (180 ml), con una concentración de 8x108
células/ml. Las mismas fueron aplicadas al suelo conjuntamente con el riego. Las columnas con los diferentes
tratamientos fueron incubadas a 30°C, durante 30 días y mantenidas al 50% de la capacidad de campo.
Posteriormente se procedió al lavado de las sales con agua destilada siguiendo el principio de Mariotte, dejando
una capa permanente de agua de 10 cm. Se cuantificó el volumen de agua empleada en cada variante para el
lavado de las sales y del efluente, se tomaron muestras cada 100 ml hasta completar cada volumen poroso (10.8
L), dos volúmenes porosos (21.6 L) y tres volúmenes porosos (32.4L).
El concepto de volumen poroso en este trabajo, se comprende como el contenido de humedad en condiciones de
saturación de un volumen determinado de suelo (Klute, 1986). Una vez que se terminó el lavado de las columnas,
se comenzó a sacar el suelo de las mismas, cada 5 cm, siendo secado al aire y tamizado por malla de 2 mm, para
sus posteriores análisis, tanto químico, físico y biológico.
3.6. Análisis de los efluentes y el suelo
3.6.1. Efluentes
A cada muestra de efluentes se le determinó: pH, CE, composición de sales (Na+, Mg2+, Ca2+, K+, CO32-, HCO3-,
SO42- y Cl-), residuos seco calcinado (RSC) y residuo seco evaporado (RSE).
3.6.2. Suelo
A las muestras de suelos se les
determinó antes y después del lavado, pH, CE,
composición de sales, cationes intercambiables, RSE, RSC, MO y textura.
3.7. Métodos utilizados
Todos los análisis se realizaron por el método de pasta saturada y según la metodología
propuesta por Richards (1954).
3.7.1. Métodos químicos
pH: Método potenciométrico ( pasta de saturación)
MO: Walkey - Black (1934).
Cationes intercambiables: Pfeffer.
Ca y Mg: Complexometría con EDTA.
Na y K: Fotometría de llama.
CE: Conductimétrico
SST: Método del residuo seco evaporado (RSE a 105 °C) y calcinado
(RSC a 600 °C).
Aniones y cationes solubles: Extracto de saturación
CO3 y HCO3: Método acidimétrico.
CL: Método argentométrico de Mohr
SO4: Por turbidimétria.
Ca y Mg: Complexiométria con EDTA.
Na y K: Fotometría de llama.
3.7.2. Métodos físicos
Textura: Bouyocus
Humedad : Gravimetría.
Temperatura : Termómetro
3.7.3. Métodos microbiológicos
El número de químilitotróficas, T. thiooxidans y T. thioparus oxidantes del azufre fue estimado usando la técnica
del NMP (Germida, 1993; Papen y Berg, 1998), y el desarrollo estadístico por la tabla propuesta por Cochran
(1950). Su determinaciòn consistió en:
Se utiliza el medio anteriormente descripto por Germida, (1993), el cual fue esterilizado a 110ºC durante 20
minutos. Este se dividió en dos partes iguales de 500 ml, para ser utilizado, una parte para el azufre y la otra para
el thiosulfato, ajustando el pH, para cada medio. Se toman 10 diluciones replicada 5 veces, o, sea 50 tubos, (10-1
hasta 10-10), los cuales van a contener 10 ml del medio con 50 mg de azufre y 5 mg de Thiosulfato, indicador
azul bromotimol y 0.1 ml de la dilución realizada con el suelo, se pone a incubar a 28ºC.
Dilución: Se utilizan 10 frascos color ámbar con tapas, a los cuales se le añade 10 g de suelo con de solución
fisiológica.
Las mediciones se realizaron cada 4 días, donde se llevó el canteó de los tubos positivos y utilizando la tabla de
Cochran, (1950) se determinó el número más probable de microorganismos.
3.7.4. Conductividad hidráulica
La determinación de la conductividad hidráulica consistió en registrar los tiempos (h, m y s) a cada 100 ml de
flujo (efluentes), en un proceso continuó hasta haber pasado a través de la columna, un volumen (10.9 L), dos
volúmenes (21.8L) y tres volúmenes (32.7L) de agua destilada respectivamente en cada tratamiento, tomándose
por cada uno según el volumen (100, 200 y 300) muestras de los efluentes.
Con base a lo anterior se procedió a calcular los valores de la conductividad hidráulica (K) para cada uno de los
efluentes lixiviados de 100 ml. La primera muestra obtenida no fue considerada en el cálculo de la K, debido a
que podría ser influenciada por el hinchamiento inicial del suelo reportando una conductividad hidráulica por
debajo de las condiciones de saturación esperada. La conductividad hidráulica (K) o coeficiente de
proporcionalidad en la ecuación de Darcy, se calculó con base a la siguiente ecuación:
K=
Q∆L
At∆H
Donde:
K = Conductividad hidráulica o coeficiente de proporcionalidad de la ley de Darcy ;
ligado a la naturaleza del medio poroso y al fluído (cmh 1-)
Q = Volumen obtenido del efluente (cm3)
t = Tiempo requerido para obtener un volumen dado del efluente (h)
A= Area transversal de la columna de suelo (cm)
L = Espesor del suelo en la columna (cm)
H = Altura de carga del agua (cm)
Posteriormente se realizaron los gráficos de los valores de K con relación a cada
volumen
poroso.
3.7.5. Análisis estadístico
Todos los datos fueron analizados con base a los promedios de tres repeticiones en un diseño factorial de 9 x 3,
para un experimento completamente al azar. Los promedios fueron separados a través de la prueba de Tukey de
rangos múltiples (0.05), con el objetivo de diferenciar los efectos para de cada tratamiento. Los datos obtenidos
fueron analizados paquete estadístico SAS (Versión 6.12 para Windows).
IV RESULTADOS Y DISCUSION
4.1. Composición química del efluente en función de los volúmenes porosos
aplicados
El lavado de los suelos con problemas de salinidad, es un método fundamental
para la eliminación de las sales e incorporación de estos suelos a la producción
agrícola. Durante el proceso de lixiviación de las sales ocurren cambios continuos de
la solución debido a procesos de solubilización, precipitación e intercambio iónico
(Davis y Burgoa, 1995; Bellini et al., 1996).
4.1.1. Variación del pH con la lixiviación
Las variaciones del pH con la aplicación del azufre elemental, yeso y dos cepas
bacterianas oxidantes del azufre se muestran en la Fig. 5. Los resultados obtenidos
de las determinaciones del pH mostraron cambios en la concentración total de la
solución durante el proceso de lavado. La máxima cantidad lixiviada fue mayor con la
aplicación de azufre en el tratamiento T5, seguido por T2, T3 y T4 (Figs. 5 a, b, y
c), que con la aplicación del yeso, donde este proceso de lixiviación fue menos
acentuado en comparación con los suelos tratados con azufre, esto se debió a que la
oxidación del azufre fue
más eficiente en la disolución del calcio, para el
desplazamiento del sodio desde los sitios de intercambio.
Con respecto al testigo, en todos los casos se observó una marcada diferencia
al comparar los efectos con los suelos tratados con los mejoradores. Los cambios en
el pH de los suelos salinos sódicos son controlados por el Na2CO3 – H2O – CO2 y
CaCO3 – H2O – CO2. Estas reacciones pueden variar con la actividad del ión calcio ó
con el radio de actividad (Ca2+)½(H+) (Dubey y Mondal, 1993). Por otro lado, Kosmas
y Moustakas (1990) señalan que una disminución del pH en la solución del suelo, se
debe a la alta actividad microbiana que genera producción de CO2 y favorece la
solubilidad tanto del CaCO3 como del MgCO3.
(b)
(a)
Azufre
10
12
8
10
8
pH
T1
6
T2
4
T3
T4
2
0
100
Yeso
T6
6
pH
T7
4
T8
T9
2
T5
0
2200
4200
6300
8300
0
2100
4100
6200
8200
En el primer volumen poroso (10.9 L), se observó que la concentración de las
sales por la lixiviación, es menor que cuando se aplicaron dos y tres volúmenes
porosos (21.8 y 32.7 L) de agua destilada a través de la columna de 60 cm de
longitud. Este hecho se explica porque en la primera etapa del proceso de lixiviación
de las sales, el suelo comienza a saturarse y los cationes absorbidos en el proceso de
intercambio catiónico, una vez saturado en el perfil del suelo, la solución comienza a
descender el flujo de agua en forma continua hasta el comienzo del filtrado que
alcanza su máxima concentración cuando ha pasado a través de la columna de
suelo un volumen poroso.
4.1.2. Conductividad eléctrica (CE) y sales solubles totales (SST) en la
lixiviación
La cantidad de sales de un suelo se puede estimar en forma aproximada con la
medición de la conductividad eléctrica (CE). La cantidad de sales lixiviadas se muestra
en las Figs. 6 y 7. El suelo en estudio, se caracterizó por una alta CE y predominio
de sales de CO3 2- y HCO3- de Na+. Estos valores de CE disminuyen bruscamente con
la aplicación de los mejoradores. En los suelos donde se aplicó el azufre en las tres
láminas de lavado, se logró una rápida disminución de la concentración de las sales
con valores de 100 a 20 dSm–1 cuando se aplicó el primer volumen (4100 cm3) de
agua, presentando un comportamiento similar a los volúmenes dos y tres (Figs. 6 a,
c y e). Sin embargo, donde se adicionó el yeso, no se presenta esta misma
tendencia (Fig. 6 b, d y f); además la cantidad de agua consumida fue mayor por
estos tratamientos (6200 cm3).
En general, la concentración de las sales disminuyó en todos los tratamientos
que comprendieron, donde se aplicaron los mejoradores con respecto al testigo. El T5
en el azufre y T9 en el yeso se observan como los mejores tratamientos cuando se
mezclaron ambas enmiendas con los dos cultivos de bacteria. Esto pudiera ser
atribuido, al hecho del cambio en la composición química de la solución del suelo, por
las aportaciones del calcio producto del mejoramiento y la actividad biológica. Los
obtenidos en este estudio coinciden con los reportados por Mondal (1977), Mohite y
Shingte (1981) y Misopolin (1985); Un comportamiento similar puedo observarse en
las SST (Fig. 7).
(a)
100
Azufre
T1
T2
60
T3
T4
40
T5
20
Yeso
80
CE dS m -1
-1
80
CE dS m
(b)
100
T6
T7
60
T8
40
T9
20
0
0
0
2100
4100
6200
0
8200
2100
Azufre
(d)
100
80
T1
T3
T4
40
T5
60
T6
T7
40
T8
T9
20
0
0
0
3100 6200
9200 12200 15200 18200
0
3100 6200 9200 12200 15200 18200
3
3
Volumen del efluente cm
100
(e)
100
Azufre
80
(f)
Yeso
80
T1
60
T3
T3
40
T4
T5
CE dS m -1
-1
Yeso
80
-1
T2
60
20
CE dS m
8200
3
CE dS m
-1
CE dS m
(c)
6200
3
100
4100
60
T6
T7
T8
40
T9
20
20
0
0
0
0
5200 10200 15200 20200 25200
5200
10200 15200 20200 25200
3
3
Figura 6. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de la conductividad eléctrica con los
diferentes
160000
T1
Azufre
T2
T3
120000
T4
T5
80000
40000
0
0
2100
4100
6200
(b)
Contenido de SST (%)
Contenido de SST ( %)
(a)
Yeso
T6
100000
T7
80000
T8
60000
T9
40000
20000
0
8200
0
2100
4100
6200
8200
(c)
T2
Azufre
T3
100000
T4
80000
T5
60000
40000
20000
0
0
4100
8200
12200
16200
3
T6
T1
120000
(d)
Yeso
T7
120000
T8
100000
T9
80000
60000
40000
20000
0
0
20200
4100
8200
12200
16200
3
T1
T2
120000
T3
T4
100000
T5
80000
60000
40000
20000
0
0
4100
8200
12200
16200
3
20200
T6
Azufre
20200
(e)
10200
3
3
(f)
Yeso
T7
100000
T8
80000
T9
60000
40000
20000
0
0
5200
10200 15200 20200 25200 30200
3
Figura 7. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de sales solubles totales diferentes
tratamientos
y láminas de lavado; a y b; un volumen; c y d; dos volúmenes; e y f; tres volúmenes.
4.1.3 Comportamiento de los cationes en la lixiviación
4.1.3.1. Lixiviación del Na+
Los promedios de la cantidad de sodio lixiviado, cuando se aplicaron los
diferentes volúmenes de lavado se muestran en la Fig. 8. Los resultados obtenidos
muestran que cuando se aplicó un volumen poroso hay una mayor lixiviación de este
elemento (Figs. 8 a y b) con relación a los volúmenes dos y tres (Figs. 8 c, d, e, y f),
respectivamente. En todo el proceso de lavado, la concentración del sodio tiende a
disminuir, conforme va pasando más cantidad del agua a través de la columna de
suelo. Valores desde 400 hasta 12.33 (mgL-1) fueron lixiviados cuando se pasó de
10200 cm3 de agua, equivalente a 10.9 (un volumen poroso). Esto se debió a la
formación de Na2S04 proveniente de CaSO4 de la solución, por el desplazamiento del
sodio por el calcio del complejo de intercambio con la aplicación de los mejoradores,
esta es una sal tóxica que se elimina fácilmente con el lavado.
Por otra parte, se modifican las reacciones de intercambio en la solución del suelo,
cuando disminuye las concentraciones de sodio en la solución, el sodio recupera su radio de
hidratación y pierde energía de adsorción, el cual es sustituido por los iones divalentes desde
los sitios de intercambio catiónico. Este proceso se manifiesta por la aparición y rápido
incremento en la solución del Na2SO4, que se forma, como
producto de las reacciones
químicas con la incorporación del yeso y el azufre al suelo (Gupta y Abrol, 1990; Keren y
Miyamoto, 1990; Nadler et al., 1996).
4.1.3.2. Lixiviación del Ca2+ y Mg 2+
500
(a)
Azufre
400
T1
T2
300
T3
200
T4
T5
100
0
0
2100
4100
6200
8200
10200
3
Contenido de Na mg/L
Contenido de Na mg/L
En la Fig. 9 se presentan los valores de los contenidos de calcio en los efluentes,
durante la aplicación de los diferentes volúmenes porosos aplicados en un proceso
continuo de lavado del suelo, se observó que las variaciones del calcio fueron
menores con relación a las del sodio. Esto indica el efecto del mejoramiento debido a
la alta concentración de calcio en la solución y el mayor tiempo de aprovechamiento
en la difusión dentro de los agregados del suelo, esto coincide con lo reportado por
Nadler et al., (1996).
(b)
500
Yeso
T6
400
T7
300
T8
T9
200
100
0
0
2100
4100
6200
8200
3
Azufre
400
T1
T2
300
T3
200
T4
T5
100
0
0
2100
4100
6200
Contenido de Ca mg/l
Contenido de Ca mg/L
(a)
500
(b)
Yeso
500
400
T6
300
T7
200
T8
|
T9
100
0
0
2100
4100
6200
8200
3
8200
3
500
Azufre
400
300
200
T1
T2
T3
T4
100
T5
ontenido de Ca mg/L
Contenido de Ca mg/L
(c)
500
(d)
Yeso
400
300
|
200
T6
T7
T8
100
T9
El comportamiento del calcio fue muy similar en cada uno de los volúmenes evaluados,
aunque la lixiviación en los suelos con azufre, tendió a un mayor lavado mayor de las sales,
con menos de agua (4100 cm3), con respecto a los tratamientos con yeso donde se necesitó
mayor cantidad de agua (8200 cm3).
En los diferentes tratamientos, T5 en el azufre y T9 en el yeso fueron los mejores en la
lixiviación de las sales, seguido con comportamiento similar: T3, T2 y T4 en azufre, T8 y T7
en el yeso. Todos difieren del testigo. En el caso del Mg
2+
el comportamiento fue muy
similar al del calcio (Fig. 10), ya que su desplazamiento dependió en gran medida de la
concentración de Ca2+ a través de las enmiendas aplicada al suelo y de la lixiviación a través
del perfil, tal como afirman autores como ( Keren, 1996).
4.1.3.2. Lixiviación del K+
La primera reacción química que gobierna el transporte y el aprovechamiento del K+ a
las plantas es el intercambio con otros cationes, y la fijación de los minerales arcillosos. El K+
es afectado por la alta salinidad y concentración de sodio en la solución de los suelos (Bar- tal
et al., 1991).
En este estudio, este elemento presentó una alta concentración en el efluente del primer
volumen de lavado con relación a los demás volúmenes de lavado (Fig. 11). En los primeros
2100 cm3 de agua, la concentración de K+ disminuyó bruscamente, estabilizándose el
proceso de lixiviación a partir de los 6200 cm3 del segundo volumen poroso. En el caso del
yeso el comportamiento del efluente en el primer volumen mostró una mayor lixiviación hasta
los 8200 cm3 (Figs. 11 b, d y f). En general, en la literatura se plantea que el potasio no
presenta grandes variaciones con la lixiviación, lo que coincide con los resultados de este
estudio y lo reportado por Lebron et al., (1994).
(a)
Azufre
700
600
T1
500
T2
400
T3
300
T4
200
T5
100
(b)
800
Contenido de Mg mg/L
800
500
400
T6
T7
300
T9
0
0
2100
4100
6200
2100
500
T1
400
T2
T3
300
T4
200
T5
100
0
Azufre
600
800
(d)
700
500
400
T6
300
T7
200
T8
T9
100
0
0
3100 6200 9200 12200 15200 18200
3100 6200 9200 12200 15200 18200
3
Azufre
T1
T2
400
300
200
100
0
T3
T4
T5
(e)
Yeso
600
3
800
700
600
500
8200
700
0
6200
3
3
(c)
4100
8200
800
T8
|
200
100
0
0
Yeso
700
600
800
(f)
700
Yeso
600
500
400
T6
T7
300
T8
200
T9
100
0
0
4100 8200 1220 1620 2020 2420 2820
3
0
4100 8200 1220016200 2020024200 28200
3
Volume del efluente cm
Figura 10. Efecto del azufre y el yeso con el contenidos de magnesio con los diferentes tratamientos y láminas de
lavado;
Azufre
Contenido de K mg/L
Contenido de K mg/L
(a)
10
8
6
T1
T2
4
T3
T4
2
T5
0
0
2100
4100
6200
(b)
10
8
T6
T7
6
T8
4
T9
2
0
8200
0
2100
3
10
Azufre
12
T1
T2
9
T3
T4
6
T5
3
0
(f)
Yeso
8
6
4
T6
T7
T8
2
T9
3000
6000
4000 8000 12000 16000 20000 24000 28000
3
9000 12000 15000 18000
3
(e)
A zufre
8
T1
6
T2
T3
4
T4
T5
2
0
Contenido de K mg/L
Volumen del efuente cm
Contenido de K mg/L
8200
0
0
10
6200
Contenido de K mg/L
Contenido de K mg/L
15
4100
3
(c)
Yeso
(d)
15
Yeso
12
T6
9
T7
T8
6
T9
3
0
4000 8000 12000 1600020000 2400028000
3
0
3000
6000
9000 12000 15000 18000
3
Figura 11. Efecto del azufre y yeso en el contenido de potasio con los diferentes tratamientos y láminas de
lavado; a y b; un volumen; c y d dos volúmenes; e y f tres volúmenes.
4.1.4. Comportamiento de los aniones en la lixiviación
4.1.4.1. Lixiviación del CO32- y HCO3En las Figs. 12 y 13 se muestran los contenidos de carbonatos y bicarbonatos en el
efluente, después de haber pasado a través de la columna los diferentes volúmenes de lavado.
Este proceso manifiesta una tendencia de la entrada y salida del agua, principalmente en la
primera lámina de lavado. En el caso de los carbonatos en la primera lámina de lavado se
observa un flujo continuo con las mayores concentraciones, alcanzando valores desde 24.96
mg L1- y menores concentraciones en la segunda y terceras láminas de lavado, donde se
estabiliza este proceso, El comportamiento fue similar en los suelos tratados con azufre como
con yeso. Esto puede ser atribuido a la acidez provocada por los mejoradores que solubilizó
las sales presente en el suelo. Estos resultados coinciden con lo planteado por Robbins y
Lehrsh (1992).
En cuanto al HCO3- el proceso fue inversamente diferente al comportamiento del CO32-,
debido a que las mayores concentraciones se alcanzaron en tres volúmenes porosos tanto en el
azufre como en el yeso. Todo los tratamientos se diferencian del testigo. Esto fue atribuido al
incremento tanto de CO3 2-, como del HCO3 - introducido con el agua a diferencia donde se
aplicaron los mejoradores y las bacterias, debido al desplazamiento del sodio intercambiable y
a la disminución del pH, por el efecto del mejoramiento, los cuales son relacionados con el
incremento del CO2, que a la vez incrementa la conductividad hidráulica y tiende a disminuir
los CO3-2 y HCO3- por las sales que se van formando en el proceso del mejoramiento y se
eliminan con el lavado (Gupta y Abrol, 1990; Lebron et al., 1994).
4.1.4.2. Lixiviación del Cl - y SO42Las curvas de lixiviación del Cl- presentaron un comportamiento similar con los dos
mejoradores de azufre y yeso (Fig. 14) y su lixiviación se estabilizó de forma rápida, con
2100 cm3 de agua, prácticamente se logró lavar todo el cloruro. Esto fue debido a la alta
debido a la alta solubilidad de los Cl, mientras que el ion S04-2 presentó un comportamiento
}
T1
Azufre
T4
T5
3
|
2
1
0
0
2100
4100
6200
T8
T9
2
|
1
0
0
8200
2100
T4
T5
16
12
8
4
0
2-
20
Contenido de C03 mg/L
T3
2-
(d)
T2
Yeso
T8
T9
3
2
|
1
0
0
3100 6200 9200 12200 15200 18200
3
3100
6200
9200 12200 15200 18200
3
Azufre
T6
T4
T5
12
8
4
0
Yeso
T7
T8
16
T9
2-
T3
16
T2
(f)
20
T1
20
2-
mg/L
T7
4
Contenido C03
8200
T6
T1
0
6200
Azufre
(e)
4100
3
3
0
T7
3
(c)
T6
Yeso
2-
T3
(b)
4
T2
4
2-
(a)
4100 8200 1220 1620 2020 2420 2820
12
|
8
4
0
0
5200
10200 15200 20200 25200
3
3
Figura 12. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de carbonato con los diferentes
tratamientos
T6
(a)
Azufre
T1
(b)
12
Contenido de HC03 mg/L
-
T3
T4
10
T5
8
6
4
2
0
T9
4
|
2
0
2100
4100
6200
2100
8200
3
10
Azufre
Contenido de HC0 3 mg/L
T2
(c)
6200
8200
3
T1
20
4100
-
T8
6
0
0
T3
T4
16
(d)
T6
Yeso
T7
T8
8
T9
-
T7
Yeso
-
T2
T5
12
8
4
0
0
3100
6
4
|
2
0
6200 9200 12200 15200 18200
0
3
3100 6200 9200 12200 15200 18200
3
T6
Azufre
(f)
T1
14
14
T2
T3
12
T4
T5
T7
Yeso
T8
T9
12
10
-
10
Contenido HC03 mg/L
-
(e)
8
6
4
2
0
0
4100 8200 1220 1620 2020 2420 2820
3
8
|
6
4
2
0
0
4100 8200 12200 16200 20200 24200 28200
3
Figura 13. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de los bicarbonatos con los diferentes tratamientos
y láminas de lavado; a y b; un volumen; c y d; dos volúmenes; e y f; tres volúmenes.
Contenido de Cl mg/L
Azufre
T5
T4
1600
T3
T2
1200
T1
800
400
(b)
(a)
0
0
2100
4100
6200
T8
T7
1200
T6
|
800
400
0
0
8200
T4
T3
2000
T2
T1
1500
1000
500
0
0
4100
8200
(d)
T5
2500
T6
1500
1000
500
0
0
T1
0
0
(f)
5200 1020 1520 2020 2520
3
T2
500
8200
12200 16200
3
T4
1000
4100
T4
1500
T9
T7
T5
2000
Yeso
2000
2500
8200
T8
12200 16200
Azufre
6200
2500
3
(e)
4100
Azufre
2100
3
3
(c)
T9
1600
3000
Yeso
Yeso
T9
2500
T8
2000
T7
1500
T6
1000
500
0
0
6200
12200
18200
24200
3
Figura 14. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de los cloruros con los diferentes tratamiento y
láminas de lavado; a y b; un volumen; b y c; dos volúmenes; c y f; tres volúmenes.
diferente (Fig. 15). Se observó una marcada diferencia en cada uno de los volúmenes de
lavado. Con un solo volumen se alcanzaron las máximas lixiviaciones de 107.31, en el
segundo 65.94 y en tercero 51.36 (mgL-1), respectivamente. El mayor efecto se observó en el
azufre (T5, T4 y T3) y en el yeso (T9, T8 y T7), es importante destacar que con excepción del
T7, esto evidencía la oxidación del azufre con el incremento del SO4-2, al igual que con el
yeso.
4.2. Efecto del azufre, el yeso y dos cepas de Thiobacillus en la conductividad
hidráulica en función de los diferentes volúmenes porosos aplicados.
4.2.1. Volúmenes lixiviados
Los resultados del análisis comparativo de la conductividad hidráulica en
función de los volúmenes acumulados de los diferentes efluentes, a través de las
columnas de suelo lixiviadas, mostraron diferencias significativas con los tres
volúmenes de lavado aplicado (Figs 16, 17 y 18). En el análisis de varianza, se
encontraron diferencias altamente significativas (p<0.001) entre los volúmenes,
tratamientos y la interacción tratamiento *volumen (Cuadro 4).
Cuadro 4. Análisis de varianza de
variable
conductividad hidráulica.
Factores
Tratamientos
Volúmenes
Tratamientos*Volúmenes
las
interacciones,
con
respecto
a
Suma de cuadrados
Valor de F
Pr>F
C.V. (%)
8.8293
3.4897
1.6789
375.26
148.32
71.35
**
**
**
14.58
* , ** , niveles de probabilidad significativamente al 0.05 y 0.01 respectivamente
la
La conductividad hidráulica aumentó de 0.1 a 1.7, alcanzando en algunos puntos,
valores de 2.5 cm h1- respectivamente, cuando se lavó la columna con un volumen poroso
(10.9 L) de agua destilada (Fig.16). Este volumen presentó diferencia altamente significativa
con respecto a los volúmenes dos y tres (Cuadro 4).
T1
(b)
T3
600
T4
500
T5
2-
Contenido SO4 mg/L
T2
Azufre
2-
Contenido de SO4 mg/L
(a)
400
300
200
100
0
0
2100
4100
6200
T8
500
T9
400
300
200
100
0
0
8200
2100
T6
(d)
T4
T5
2-
400
300
200
100
0
0
3100
Yeso
T8
500
T9
400
300
200
100
0
0
6200 9200 12200 15200 18200
3
3100 6200 9200 12200 15200 18200
3
T2
T3
500
T4
400
T5
300
200
100
0
0
5000
2-
Azufre
2
(e)
T7
600
600
8200
T2
T3
500
6200
Contenido SO4 mg/L
2-
Azufre
4100
3
3
(c)
T7
600
600
T6
Yeso
(f)
T6
Yeso
600
T7
500
T8
400
T9
300
200
100
10000 15000 20000 25000 30000
3
0
0
5000
10000 15000 20000 25000 30000
3
Figura 15. Efecto del azufre y el yeso en el contenido de los sulfatos con los diferentes
tratamientos y
T1
(a)
T2
2.0
T3
1.8
T4
1.6
T5
1.2
-1
CH (cm/h )
1.4
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0.01
0.16
0.31
0.46
0.61
0.76
0.91
Un Volumen poroso
(b)
T1
T6
T7
T8
2.0
1.8
T9
-1
CH (cm/h )
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0.01
0.16
0.31
0.46
0.61
0.76
0.91
Un Volumen poroso
Figura 16. Efecto del azufre y el yeso en la conductividad hidráulica (CH) con
los diferentes tratamientos en la lixiviación en función de un volumen poroso:
(a) azufre y (b) yeso.
Como se observa en las Figs 17 y 18, el valor de la conductividad hidráulica tiende a
disminuir a medida que se va lavando el perfil del suelo y se acentúa aun más cuando se
alcanzan las tres láminas de lavado, o sea, 33 L de agua destilada. También existen diferencias
entre los volúmenes dos y tres. El ascenso y descenso de los valores de la conductividad
hidráulica que se observan dentro del rango de 0.06- 0.52 cm h
1-
se deben al efecto de los
cambios diurnos y nocturnos de la temperatura. Esto coincide con lo reportado por Keren
(1996) quien explica que la aplicación del yeso y azufre se incrementan la permeabilidad del
suelo por la concentración de electrólitos y el intercambio catiónico, que se traduce en un
efecto positivo en la conductividad hidráulica.
Cuadro 5. Análisis de medias de la conductividad hidráulica en relación de los volúmenes
porosos.
Volúmenes
1
2
3
N*
890
1684
2416
Conductividad Hidráulica (cm h-1)
0.4297 a**
0.3679 b
0.3413 c
* Número de observaciones.** Valores seguidos por letras diferentes, son significativamente
diferentes a p< 0.05 prueba de Tukey.
4.2.2. Efecto de los tratamientos
Los resultados de las variaciones de la conductividad hidráulica con la aplicación del
azufre, yeso y dos especies bacterianas oxidantes del azufre, con el fin de conocer y comparar
los posibles efectos de los mismos, se resumen en el Cuadro 6. Los resultados obtenidos
entre los diferentes tratamientos, destacan al suelo tratado con
azufre y T. thioparus (T4),
como el mejor, seguido por T2 y T5, que presentaron los mayores valores en la conductividad
hidráulica. Le sigue en orden T7, T3, T9, T8, T6 y T1, donde fue evidente el efecto del
mejoramiento sobre la conductividad hidráulica debido a la presencia de iones divalentes en
la solución del suelo, tales como el calcio que estabilizan ó incrementan la conductividad
hidráulica de los suelos.
T1
(a)
T2
1.0
T3
0.9
T4
T5
0.8
-1
CH ( cm/h )
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0.01
0.21
0.41
0.61
0.81
1.01
1.21
1.41
1.61
1.81
Dos Volúmenes Porosos
T1
(b)
T6
1.0
T7
0.9
T8
0.8
T9
-1
CH (cm/h )
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0.01
0.21
0.41
0.61
0.81
1.01
1.21
1.41
1.61
1.81
Dos Volúmenes Porosos
Figura 17. Efecto del azufre y el yeso en la conductividad hidráulica (CH)
con los diferentes tratamientos en la lixiviación como función de dos
volúmenes porosos: (a) azufre y (b) yeso.
T1
(a)
T2
1.0
T3
0.9
T4
T5
-1
HC ( cm/h )
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0.01 0.31 0.61 0.91 1.21 1.51 1.81 2.11 2.41 2.71
Tres Volúmenes porosos
(b)
T1
T6
1.4
T7
1.2
T8
T9
-1
CH (cm/h )
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0.01 0.31 0.61 0.91 1.21 1.51 1.81 2.11 2.41 2.71
Tres Volúmenes porosos
Figura 18. Efecto del azufre y el yeso en la conductividad hidráulica (CH) con los
diferentes tratamientos en la lixiviación como función de tres volúmenes porosos:
(a) azufre y (b) yeso.
Cuadro 6. Análisis de medias de la conductividad hidráulica con respecto a los
tratamientos.
Tratamientos
T4
T2
T5
T7
T3
T9
T8
T6
TI
(S + S° + BT)
(S + S°)
(S + S° + BO + BT)
(S + S° + Y)
(S + S° + BO)
(S + Y + BO + BT)
(S + Y + BO)
(S + Y)
(Control)
Conductividad Hidráulica (cm h-1)
0.5209 a*
0.4499 b
0.4138 c
0.3900 cd
0.3855 cd
0.3694 de
0.3512 e
0.1994 f
0.0687 g
*Valores seguidos por letras diferentes dentro de la columna, son significativamente diferentes
a p< 0.05 de prueba de tukey.
En este experimento se pudo observar, que en el testigo, éste proceso se vio
interrumpido en la lixiviación del efluente, no alcanzando lavar los tres volúmenes porosos.
Esto puede atribuirse a las siguientes causas: a) a la alta concentración electrolítica de la
solución, principalmente del ion sodio, b) la mala distribución de la humedad en todo el perfil
y c) la tendencia del gradiente hidráulico a cero, por la presencia de alguna capa de baja
conductividad, que interrumpe el movimiento del agua y dificulta el lavado y el riego. Estos
resultados coinciden con lo reportado en varios estudios (Sansom et al., 1998 a y b).
Como puede observarse, los tratamientos donde se aplicó el azufre fueron más
efectivos en la lixiviación de las sales y la permeabilidad del agua con relación a los
tratamientos con yeso. Resultados similares fueron reportados por (Yahía et al.,
1975; Prather et al.,1978). En otros trabajos llevados a cabo por McNeal et
al.(1966) y Frenkel et al., (1989), señalaron que el hinchamiento del suelo, la
dispersión y la floculación de los minerales arcillosos son los procesos responsables
de los cambios de la conductividad hidráulica. La interpretación sobre la disminución
de la conductividad hidráulica, se ha explicado a la luz de dos teorías: el
hinchamiento de los minerales arcillosos, fundamentalmente del tipo de la
montmorillonita, y la dispersión de las laminillas. La pérdida de la conductividad
hidráulica se debe a los minerales “in situ” y a la migración de arcillas dentro del
medio poroso debido a los procesos de dispersión de los minerales del suelo, los
cuales se acumulan en los microporos.
obstruyendo el flujo. Cuando la migración de arcilla es alta, la disminución de la
conductividad hidráulica va en aumento debido al sellamiento del medio poroso
(Keren y Singer, 1988).
4.3. Efecto de la práctica de mejoramiento sobre las propiedades del suelo
Los resultados del análisis estadístico mostraron diferencias altamente
significativas para las interacciones tratamiento, volumen y profundidad en cada uno
de los parámetros estudiados, con excepción del pH (Tratamiento * volumen) y
(Profundidad * volumen), así como el Mg2+ y K+ en la interacción (Profundidad*
volumen) (Cuadro 7).
Cuadro 7. Valores de F calculada para los parámetros estudiados.
pH
CE
Ca 2+
TRAT
51.6**
248.7**
265.7**
VOL
3.3*
69.6**
66.5**
9.4**
TRAT*VOL
1.5
7.6**
10.2**
15.3*
61.7**
Parámetros
PROF
Mg 2+
Na+
K+
HCO3-
Cl-
SO4 2-
25.8**
163.4**
42587.3**
849.2**
290.2**
18.0**
23.9**
4.7*
1605.1**
2.7**
35.8**
2.2*
8.4**
6.4**
121.5**
787.8**
43.8**
60.0**
35.9**
342.4**
1862.7**
90.0**
34.3**
36.7**
5.6**
84.3**
5.0**
6.7**
1496.9**
38.8**
64.5** 1294.1**
PROF*TRAT
9.4**
PROF*VOL
1.4
5.6**
6.8**
1.5
9.6**
0.9
3.9**
1.8*
17.1**
PROF*TRAT*VOL
1.3**
2.2**
5.4**
1.3**
5.1**
1.1
2.6**
2.6**
12.2**
C.V. (%)
1.48
4.28
12.86
11.74
11.48
26.79
13.53
54.88
13.97
*,** Niveles de probabilidades significativamente a la P= 0.05 y 0.01 respectivamente diferentes a p < 0.05 de
prueba de Tukey.
4.3.1. Efecto sobre el pH y la conductividad eléctrica
4.3.1.1. Efecto a diferentes profundidades
El análisis de varianza detectó diferencias altamente significativas para el pH y la CE,
en las profundidades, en los tratamientos donde se aplicó tanto azufre como el yeso
(Cuadro 8).
Cuadro 8. Promedios de las variaciones del
profundidades
del perfil del suelo.
Profundidades
0---5
5---10
10---15
15---20
20---25
25---30
30---35
35---40
40---45
45---50
50---55
55---60
pH
7.75 e
7.8 ab
7.9 a*
7.9 a
7.8 abc
7.8 abcd
7.8 cde
7.7 e
7.8 bcde
7.8 cde
7.7 de
7.7 e
pH y la CE con las diferentes
Conductividad Eléctrica (dSm-1)
2.59 de
2.83 abc
2.91 a
2.89 ab
2.76 abcd
2.70 bcde
2.70 bcde
2.65 cde
2.18 gh
2.18 h
2.37 fg
2.52 ef
* Valores seguidos por letras diferentes dentro de la columna, son significativamente diferentes a p<0.05
prueba de Tukey.
En las Figs 19-28 se muestra el comportamiento de estos parámetros. La Fig. 19a
representa las características del suelo original (T0), y la Fig. 28b el tratamiento control, donde
solamente se aplicó el lavado sin mejorador. Como se puede observar, el suelo original se
caracteriza por un pH por valores de 8.3 en la profundidad de (0-25) cm, disminuyendo a 7.9
desde (30 a 45) cm y valores más bajos hasta los 60 cm de profundidad. La conductividad
eléctrica presenta los mayores valores en los primeros estratos del suelo (0–35) cm,
alcanzándose los valores más bajos a partir de los 40–60 cm de profundidad.
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
0 10 20 30 40 50 60
Figura 19. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dSm -1) en el perfil del suelo original(T0).
(b)
9
8
7
6
pH
CE
5
4
3
2
1
0
0
10
20
30
40
50
60
10
pH
8
CE
6
4
2
0
0
10 20 30 40 50 60
10
pH
8
CE
6
4
2
0
0
10 20 30 40 50 60
El comportamiento en el control fue muy diferente en estas variables, hay un aumento
del pH en todo el perfil, con excepción de la primera profundidad, 0-5 cm, con valores de 7.9,
se observó en los tres volúmenes de lavado. Esto es debido a que cuando se lava un suelo con
problemas de salinidad, sin aplicación de mejoradores, se introducen iones de CO32- y HCO3-,
los cuales tienden aumentar el pH del suelo. Sin embargo, la CE tiende a disminuir con
respecto al testigo, debido a la lixiviación de algunas sales solubles, principalmente los
cloruros que se eliminan fácilmente con el lavado (Frenkel y Suarez, 1977).
4.3.2. Efecto en los tratamientos.
Los datos se analizaron para comparar las variaciones del pH y CE con los diferentes
tratamientos, su efecto en la recuperación del suelo en estudio y poder dilucidar cual fue el
mejor tratamiento en estos dos variables (Cuadro 9).
Cuadro 9. Variación del pH y la conductividad eléctrica con los tratamientos.
Tratamientos
T0 (Testigo)
T1 (Control)
T2 (S + S°)
T3 (S + S° + BO)
T4 (S + S° + BT)
T5 (S + S° + BO + BT)
T6 (S + Y)
T7 (S + S° + Y)
T8 (S + Y + BO)
T9(S + Y + BO + BT)
pH
8.3 a*
8.4 a
7.6 e
7.5 e
7.3 d
7.4 de
8.1 b
7.6 e
7.6 e
7.7 de
4.67 a
2.75 c
3.06 b
3.21b
2.23 d
0.46 f
0.81 e
3.15 b
2.68 c
2.94 bc
* Valores seguidos por letras diferentes dentro de la columna, son significativamente diferentes a p<0.05 de
prueba de Tukey
4.3.2.1. Variación del pH
Las diferencias estadísticas muestran una disminución del pH en todos los tratamientos
con respecto al testigo y el control. En los tratamientos T2, T3, T4 y T5, se logró una
disminución significativa del pH hasta en una unidad, mientras que en los tratamientos con
yeso, T6 se diferencía de T7, T8 y T9, a pesar que se logró bajar el pH en 0.7 unidad, su
efecto no es tan marcado como en los tratamientos con presencia del azufre.
Esto se debió al efecto de los microorganismos oxidantes del azufre, en este caso a las
bacterias T. thioparus y T. thioxidans, que fueron capaces de lograr una buena oxidación del
azufre en el suelo, esto provoca una acidificación, al transformarse el azufre por la actividad
microbiana hasta sulfatos, que combinado con el agua se forma el H2SO4 , que actúa sobre los
carbonatos de calcio, liberándolo, para el intercambio con el sodio. Estos resultados coinciden
con lo reportado por varios estudios como los de Chapman (1989), Lindemann et al., (1991) y
López et al., (1999). En el caso del yeso ocurre una reacción química, donde se solubiliza el
calcio, pasa a la solución e inmediatamente por diferencias de concentraciones y cargas
iónicas se intercambia con el sodio, pasando el calcio al complejo de intercambio y el sodio a
la solución, donde se elimina por el lavado, los cuales coinciden con las bases del
mejoramiento planteadas por Gupta y Abrol, (1990) y Lebron et al., (1994).
4.3.2.2. Variación de la CE
El testigo (T0) y el T6 se diferencian de los demás
tratamientos. T1 y T8, no
presentaron diferencias significativas al igual que T2 y T3. La CE de un valor inicial de 4.7
disminuyó hasta 0.46 dSm1-, siendo T5 y T6 los que presentaron mayor reducción de la CE.
Esto es atribuido al efecto del mejoramiento tanto del azufre como del yeso, principalmente en
la conductividad hidráulica, que provocó una lixiviación de las sales del suelo, y esto se
observó a través de todo el experimento en el momento de la lixiviación, con la rapidez en la
salida del flujo, a diferencia del control, alcanzándose a lavar el suelo en menos de 30 días.
Aspecto muy importante a tener en cuenta, cuando se realicen prácticas de mejoramiento por
la reducción del tiempo al aplicar estos mejoradores, así como la fuente de azufre utilizada y el
tipo de suelo, ya que en otros estudios se ha encontrado que estos factores han provocado un
incremento en la CE (Lindemann et al., 1991; López et al., 1999).
4.3.2.3. Efecto de la aplicación de los volúmenes lixiviados
En los resultados del análisis de varianza no se encontraron diferencias significativas
(p<0.05) para el pH con relación a los tres volúmenes de agua aplicado, mientras que en la
CE, un volumen poroso fue diferente, a los volúmenes dos y tres, este último fue el mejor
volumen en cuanto a la disminución de la CE (Cuadro 10). En las Figs. 19 hasta la 28, Se
ilustra este proceso como ocurrió en el suelo en cada uno de los tratamientos.
Cuadro 10. Variación del pH y CE con relación a los volúmenes lixiviados.
Volúmenes
pH
1
2
3
7.8051 a*
7.8563 a
7.8574 a
3.0042 a
2.5247 b
2.2993 c
* Valores seguidos por letras diferentes dentro de la columna, son significativamente diferentes a
p> 0.05 de prueba de Tukey.
4.3.3. Variaciones
en
la
composición
de las
sales
en
las
diferentes
profundidades, tratamientos y volúmenes de lavado
4.3.3.1. Efecto en los cationes y aniones
4.3.3.1.1. Efecto a diferentes profundidades
Se encontraron diferencias significativas para cada uno de los cationes analizados en las
diferentes profundidades (Cuadro 11). El calcio presentó un comportamiento similar en los
primeros 20 cm de profundidad, el cual tiende a disminuir hacia las profundidades más bajas,
que presentan algunas diferencias entre ellas. En orden de mayores contenido en el perfil le
sigue el magnesio; aunque su comportamiento fue menor al calcio.
Sin embargo, en todo el perfil se presentan altos valores en las primeras profundidades y
disminuye hacia las capas más bajas del suelo, esto de debió al efecto del mejoramiento y a la
lixiviación de las sales y al control de la humedad y temperatura, lo que facilitó las reacciones
en el suelo tanto del azufre como del yeso. Estos resultados fueron similares a los obtenidos
por Sansom et al., (1998 a y b).
Cuadro 11. Variaciones del contenido de cationes con las profundidades en el
perfil del suelo.
Profundidades
(cm)
Ca2+
0---5
5---10
10---15
15---20
20---25
25---30
30---35
35---40
40---45
45---50
50---55
55---60
0.8481 a*
0.8659 a
0.8648 a
0.8354 a
0.6622 b
0.5679 c
0.5856 c
0.5984 c
0.3955 d
0.3362 e
0.3562 de
0.3529 de
Mg2+
Na+
mmol(+)/100g
0.4963 bc
0.5515 ab
0.5686 a
0.5612 ab
0.4644 c
0.4573 c
0.4692 c
0.4980 bc
0.3465 d
0.3324 d
0.3527 d
0.3569 d
0.3998 f
0.5010 cde
0.5112 cd
0.4967 cde
0.5058 cde
0.5371 bc
0.6065 a
0.6005 a
0.4571 e
0.4836 de
0.5334 bcd
0.5749 ab
K+
0.4000 ab
0.0467 a
0.0454 a
0.0365 bc
0.0287 cd
0.0271 d
0.0250 de
0.0234 de
0.0247 de
0.0170 e
0.0172 e
0.0185 e
* Valores seguidos por letras diferentes dentro de la columna, son significativamente diferentes a p< 0.0 de
prueba de Tukey.
En los primeros 5 cm de profundidad, el sodio alcanzó los menores valores con respecto
a las demás profundidades, desde 10 hasta los 30 cm el comportamiento fue similar, a partir de
aquí, tiende a una acumulación, debido a la lixiviación de las sales que con el lavado
descienden hasta las capas más bajas. El potasio se acumuló en los primeros horizontes y se
observan menores cantidades en las profundidades del perfil. Esto puede ser atribuido al
hecho que a la formación de sales como el cloruro de potasio que se elimina con el lavado, por
lo que tiende a una ligera lixiviación. Estas mismas consideraciones hacen
Miyamoto (1990).
Heren y
4.3.3.1.1. Variación de los aniones
Los resultados muestran que el comportamiento de los bicarbonatos con las diferentes
profundidades se encontró diferencias estadísticas entre las mismas. La primera profundidad
de (0-5) cm se diferencia con respecto a las demás profundidades, Los valores más altos
sepresentan en las primeras profundidades disminuyendo a través de perfil del suelo. En el
caso del cloruro y el sulfato también se observaron estas diferencias, desde (5 hasta 25 cm) se
incrementan, así como tambiém en la capa de 35-40 cm. Estos resultados son similares a los
reportados por (Bolan et al., 1993), como se observan en el cuadro 12.
Cuadro 12. Variación del contenido de aniones con las profundidades en el perfil del suelo.
Profundidades
HCO3 -
(cm)
0---5
5---10
10---15
15---20
20---25
25---30
30---35
35---40
40---45
45---50
50---55
55---60
Cl -
SO4-2
mmol(-)/100g
0.8143 b
0.8951 a*
0.9233 a
0.8911 a
0.6595 c
0.6094 cd
0.5930 d
0.5755 d
0.4734 e
0.4481 e
0.4650 e
0.4674 e
0.2923 a
0.2929 a
0.2848 b
0.2921 a
0.2945 a
0.2736 c
0.2833 b
0.2606 d
0.1829 e
0.1826 e
0.1708 f
0.1841 e
0.6606 def
0.7612 bc
0.7709 ab
0.7338 bcd
0.6911 bcde
0.6851 cde
0.7505 bc
0.8549 a
0.5785 fg
0.5285 g
0.6121 efg
0.6393 ef
* Valores seguidos por letras diferentes dentro de la columna, son significativamente diferentes a
p< 0.05 de prueba de Tukey.
4.4. Efecto del azufre y el yeso con los diferentes tratamientos
4.4.1. Efecto del azufre elemental
Los efectos en cada uno de los tratamientos fueron significativos (Cuadro 13). A medida
que se fue lavando el suelo y con la adición del azufre y el yeso se observaron los cambios en
el perfil del suelo, Figs 19 y 20. En el testigo y control su comportamiento fue diferente con
(a)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
(a)
2
0 10 20 30 40 50 60
(b)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
0 10 20 30 40 50 60
(c)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
( c)
1
0 10 20 30 40 50 60
Figura 21. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dS m-1) con la aplicación del azufre y el lavado
del perfil con diferentes volúmenes de agua (T2) : (a) un olumen; (b) dos volúmenes; (3) tres
volúmenes.
respecto a los demás tratamiento; al comparar cada uno de ellos, se observan las variaciones
de cada catión, con los efectos de cada uno de los tratamientos y los volúmenes de lavado.
En la Fig. 21 se observa que las variaciones de los cationes y los aniones cambian con
los diferentes volúmenes de lavado en los suelos donde sólo se aplicó azufre (T2). Como se
puede observar, siguiendo el comportamiento de cada elemento, el sodio en la profundidad
de (0-45) cm es el ion que predomina en la solución del suelo, mientras que el calcio y el
magnesio tienden aumentar, no se alcanzaron los valores del sodio, cuando sólo se ha lavado
el suelo con un volumen poroso. Esto pudiera ser atribuido al hecho de que los niveles de
humedad no fueron los suficientes, como para oxidar el azufre en su totalidad, a pesar de que
se observa un incremento de los sulfatos en el medio; pero predominan los bicarbonatos sobre
estos (Fig. 21a). Sin embargo, después de haber lavado con dos volúmenes porosos el sodio
tiende a ser lixiviado en todo el perfil del suelo, ocupando el calcio y magnesio los contenidos
más elevados y no se observan variaciones en los bicarbonatos y sulfatos (Figs. 21 b y c).
Los resultados estadísticos mostraron diferencias
con cada uno de los cationes de
acuerdo a los tratamientos (Cuadro 13). El calcio en T8 y T9 se diferencian de los demás
tratamiento, con valores de 0.1 hasta 1.1, le sigue en el orden T3 y T2 con valores similares;
así como T4 y T5. El magnesio tiende a incrementarse con respecto al testigo, T9 se diferencia
de todos, seguido de T2, T3 y T8. El sodio disminuye en todo los tratamientos con respecto al
testigo, los tratamientos T8, T6, y T9 presentaron los menores contenidos de sodio y en el
caso del potasio la diferencia no fue tan marcada como los demás cationes.
Cuando se añadió al suelo el azufre combinado con T. thiooxidans se observó un efecto
similar en los primeros volúmenes de lavado, aunque se muestra una ligera tendencia de
acumulación de sodio en las profundidades inferiores a partir de los 40 cm (Fig. 22 b y c); a
diferencia del calcio y el magnesio que ocupan los mayores contenidos en esta profundidad.
En cuanto al bicarbonato y sulfatos se mantienen un comportamiento similar a los resultados
anteriores.
(a)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
0 10 20 30 40 50 60
(b)
( c)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
1
0 10 20 30 40 50 60
Figura 22. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dS m-1) con la aplicación de
Azufre + Thioxidans y el lavado del perfil con diferentes volúmenes de agua (T3): (a) Un
volumen; (b) Dos volúmenes; (c) Tres volúmenes.
Cuadro 13. Efecto de los tratamientos en las variaciones de los cationes.
Tratamientos
Ca 2+
Mg 2+
Na+
K+
mmol(+)/100g
T0 (Testigo)
T1 (Control)
T2 (S + S°)
T3 (S + S° + BO)
T4 (S + S° + BT)
T5 (S + S° + BO + BT)
T6 (S + Y)
T7 (S + S° + Y)
T8 (S + Y + BO)
T9(S + Y + BO + BT)
0.3742 f
0.1521 g
0.7815 c
0.8193 c
0.6228 d
0.5659 de
0.0839 g
0.4606 ef
1.0226 b
1.1300 a*
0.3217 ef
0.1785 fg
0.6855 ab
0.6876 ab
0.4944 cd
0.4453 de
0.0719 g
0.2906 f
0.5940 bc
0.7591 a
1.9267 a
0.6933 b
0.3538 e
0.5936 c
0.3101 ef
0.4357 d
0.1816 hg
0.2480 fg
0.1680 h
0.2126 hg
0.0450 a
0.0257 bc
0.0254 bc
0.0360 ab
0.0251 bc
0.0248 c
0.0090 d
0.0353 abc
0.0347 abc
0.0290 bc
* Valores seguidos por letras diferentes dentro de la columna, son significativamente diferentes a p< 0.05 de prueba de Tukey.
Los resultados del uso conjunto del azufre y las cepas de T. thioparus mostraron desde
las primeras láminas de lavado, una buena distribución del calcio y magnesio en todo el perfil
del suelo, ocupando los máximos valores. Sin embargo, el sodio disminuye en todo el perfil
acentuándose más en las profundidades desde 0-50 cm (Fig. 23 a, b y c). Los bicarbonatos
tienden a acumularse en la tercera lámina de lavado en la profundidad de (0-15) cm, no así, en
el primer y segundo volumen donde el sulfato es predominante en el medio. La mezcla de las
dos bacterias conjuntamente con el azufre se observó, que se produce un lavado hacia las
profundidades, por lo que se destaca un mayor contenido de sulfato, producto de la oxidación
del azufre cuando se aumenta la actividad biológica, en el medio por ambas bacterias
oxidantes del azufre (Figs. 24 a b y c). Esto es debido a las aportaciones de calcio por la
acción de los dos mejoradores y a la solubilización de los mismos. Esto resultados coinciden
con los reportados por Kimura et al.,(1991).
4.4.2. Efecto del yeso
La aplicación del yeso y el lavado (T6) fue un tratamiento que se considero como
control, para que permitiera valorar el efecto del yeso con las demás variables (Fig. 25). Se
muestra que el sodio se acumula en todo el perfil, principalmente hasta las profundidades de 0-
(a)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
1
0 10 20 30 40 50 60
(b)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
1
0 10 20 30 40 50 60
(c)
10
pH
8
CE
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60
Figura 23.Variación de la composición de las sales, pH y CE (dS m-1) con la aplicación
del azufre + Thioparus y el lavado del perfil con diferentes volúmenes de agua (T5): (a)
Un volumen; (b) Dos volúmenes; (c) Tres volúmenes.
(a)
10
pH
8
CE
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60
(b)
10
pH
8
CE
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60
(c)
10
pH
8
CE
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60
Figura 24. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dS m-1) con la aplicación de azufre + mezcla de
las bacterias Thioxidans y Thioparus y el lavado del perfil del suelo con diferentes volúmenes de agua (T5):
(a) Un volumen; (b) Dos volúmenes; (c) Tres volúmenes.
30 cm, al igual que los iones bicarbonatos. En el sulfato se produce un incremento en los
volúmenes dos y tres (Fig. 25 b y c). También se encuentran algunas sales de cloruros, el
efecto contrario se observó con las dos enmiendas estudiadas (azufre + yeso), cuando se aplicó
un sólo volumen, tanto el sodio como los sulfatos presentaron las mismas tendencias, una
disminución hasta los 25 cm de profundidad, su mayor concentración se encontró en la capa
mas profunda (Fig. 26 a).
En las Figs 26b y 26c los resultados difieren a medida que se incrementaron los
volúmenes de lixiviación, en ambos volúmenes se presenta un comportamiento similar, donde
se incrementa el calcio y magnesio y va disminuyendo el sodio hacia las profundidades debido
al lavado de este elemento. Se presentó un incremento del sulfato a través de todo el perfil, es
esto es atribuido principalmente a la adición del yeso no sólo se aporta iones Ca2+ a la
solución del suelo sino que también puede ser debido a la disolución de los CaCO3 presentes
en el suelo (Mondal, 1977).
En otros estudios se señala que el incremento del Ca2+ en la solución del suelo tiene una
influencia positiva en la biomasa microbiana del suelo (Carte, 1985), y en estudios en suelos
con problemas de salinidad, se ha encontrado que los efectos del yeso incorporado al suelo
pueden causar una disminución temporal en la mineralización del nitrógeno asociado con la
actividad microbiana y cambio en la composición de las especies (Moreno et al., 1999). Sin
embargo, otros estudios han demostrado el enlace de la actividad microbiana y el incremento
de las poblaciones de bacterias y actinomicetos asociados a la aplicación del yeso (Bajpai et
al., 1976; Panov et al., 1976; Miller, 1996).
En la recuperación del suelo con el tratamiento azufre + yeso + thiooxidans se observó
que el proceso de mejoramiento presentó un efecto uniforme en todo el perfil, al comienzo de
este proceso disminuye bruscamente el sodio y el calcio conjuntamente con el magnesio
comienzan a ocupar los sitios de intercambio del sodio. Se produce incremento del sulfato en
todo el perfil en la primera lámina de lavado, se observa como a medida que se va lavando el
perfil el proceso se estabiliza, y el sodio se lava totalmente en todas las profundidades, con
(a)
10
pH
8
CE
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60
(b)
10
pH
8
CE
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60
(c)
10
pH
8
CE
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60
Figura 25. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dS m-1) con la aplicación de yeso y el
lavado del perfil con diferentes volúmenes de agua (T6): (a)Un volumen; (b) Dos volúmenes;
(c)Tres volúmenes.
(a)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
0 10 20 30 40 50 60
(b)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
1
0 10 20 30 40 50 60
(c)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
0 10 20 30 40 50 60
Figura 26. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dS m-1) con la aplicación del yeso +
azufre y el lavado del perfil con diferentes volúmenes de agua (T7): (a) Un volumen; (b) Dos
volúmenes; (c) Tres volúmenes.
(a)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
0 10 20 30 40 50 60
(b)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
1
0 10 20 30 40 50 60
( c)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
1
0 10 20 30 40 50 60
Figura 27. Variación de la composición de las sales, pH y CE (dS m-1) con la aplicación de
yeso, azufre + Thioxidans y el lavado del perfil con diferentes volúmenes de agua (T8): (a)
un volumen; (b) dos volúmenes; (c) tres volúmenes.
una mayor acumulación de 0-35 cm de profundidad (Figs. 27 a, b y c). También la mezcla de
bacterias de thiooxidans y thioparus con estos dos mejoradores
presentaron resultados
positivos en el mejoramiento de las propiedades del suelo (Fig. 28), se observó una fuerte
disminución del sodio hasta 50 cm de profundidad. El calcio presentó un contenido elevado
en todo el perfil y el sulfato es el anion que más predomina en la solución.
En general, resumiendo el efecto de los tratamientos en la recuperación del suelo,
después de un mejoramiento tanto del azufre como el yeso, así como las dos bacterias
oxidantes del azufre, los resultados mostraron diferencias favorables en todo los tratamientos
con respecto al testigo y control.
En todos los tratamientos estudiados, los resultados indican el efecto del mejoramiento
en comparación del suelo original. El azufre se caracterizó por la disminución del pH,
lixiviación de las sales, incremento del sulfato; mientras que en el yeso, las reducciones del
sodio fueron destacadas. Estos resultados coinciden con lo reportado por varios autores como
Sharma y Gupta (1986); Sharma y Swarup (1995 y 1997).
4.4.3. Efecto en los volúmenes lixiviados.
4.4.3.1. Cationes
Los resultados estadísticos indican las variaciones entre los volúmenes lixiviados con
respecto al Ca2+, Mg2+, Na+, y K+. Se observó que el calcio presentó diferencias significativas
con los diferentes volúmenes porosos, mientras que el sodio, magnesio y potasio mostraron
comportamiento similar, cuando se aplicaron los volúmenes dos y tres no hubo diferencias
entre ellos, pero sí con respecto al volumen uno. En cada uno de estos tres elementos, este
volumen no fue suficiente para lixiviación de las sales (Cuadro 14 ).
(a)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
0 10 20 30 40 50 60
(b)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
0 10 20 30 40 50 60
(c)
9
pH
8
CE
7
6
5
4
3
2
0 10 20 30 40 50 60
Figura 28.Variación de la composición de las sales, pH y CE (dS m-1) con la aplicación del yeso, azufre + la
mezcla del thioxidans y thioparus y el lavado del perfil a diferentes volúmenes de agua (T9): (a) Un volumen;
(b) Dos volúmenes; (c) Tres volúmenes.
Cuadro 14. Efecto del volumen lixiviado en el Ca 2+, Mg2+, Na + y K+.
Ca 2+
Volùmenes
1
2
3
0.6995 a*
0.5982 b
0.5192 c
Mg 2+
Na+
mmol(+)/100g
0.5039 a
0.4462 b
0.4134 b
0.6802 a
0.4485 b
0.4208 b
K
+
0.0342 a
0.0267 b
0.0266 b
* Valores seguidos por letras diferentes dentro de la columna, son significativamente diferentes a p< 0.05
de prueba de Tukey.
4.4.3.2.
Aniones
Tanto el bicarbonato como el sulfato presentaron diferencias en los tres volúmenes
porosos aplicados, mientras que el cloruro tuvo un comportamiento semejante en cada en
cada lámina de lavado. Esto se observó en la lixiviación de los efluentes, explicados
anteriormente, en el bicarbonato tiende aumentar cuando se incrementa el lavado, todo lo
contrario se presenta en el sulfato, desde los primeros volúmenes se produce un incremento
(Cuadro 15).
Cuadro 15. Efecto del volumen lixiviado en HCO3-, Cl- y SO42-.
Volúmenes
HCO3 -
Cl -
SO4 2-
mmol(-)/100g
1
2
3
0.5963 c
0.6601 b
0.6978 a*
0.2508 a
0.2516 a
0.2463 a
1.0632 a
0.5667 b
0.4325 c
* Valores seguidos por letras diferentes dentro de la columna, son significativamente diferentes a p< 0.05
de prueba de Tukey.
4.5 Efecto en los cationes intercambiables
Las características físicas y químicas del suelo salino sódico en estudio variaron de
acuerdo a los diferentes tratamientos aplicados, como puede observarse en los cuadros del
anexo. De manera general, es de importancia destacar los valores del porcentaje de sodio
intercambiable (PSI), los cuales disminuyeron con la aplicación del azufre, yeso y la mezcla
de las dos bacterias con respecto al suelo original, observándose valores iniciales desde 20
hasta 1.97.
Lo que confirma el efecto positivo del mejoramiento del suelo, debido al intercambio de
los iones Ca2+ y Mg2+ por el sodio intercambiable, así como el aumento de estos cationes
intercambiables, por lo que se sustenta la hipótesis de que la oxidación del azufre mediante la
actividad biológica de las diferentes bacterias adicionadas y la formación del ácido sulfúrico
que actúa sobre los carbonatos presentes en el suelo, y como resultado de este proceso, el
calcio desplaza al sodio de los sitios de intercambio.
4. 6 Caracterización de las bacterias nativas aisladas procedentes del suelo
Las características morfológicas de las colonias observadas, mostraron dimensiones de
0.5-0.8 mm de diámetro, sus formas fueron redondas de bordes lisos. Además se observó el
vire de color de azul a amarillo, lo cual indica la producción de ácido, como el efecto de la
metabolización del azufre. Por otro lado, las observaciones microscópicas revelaron una
morfología similar a la descrita por Kelly (1989), como son bacterias aerobias obligadas,
bacilos cortos y gram negativo no esporulados. Respecto a la producción de biomasa se
cuantificó el número de células por la técnica del NMP (Germida, 1993). También se
obtuvieron resultados similares a los mencionados arriba respecto a las observaciones
microscópicas y macroscópicas, cuando se hicieron las pruebas de verificación.
4.6.1 Efecto del mejoramiento con azufre elemental
biológica del suelo salino sódio
y
yeso
en
la actividad
Los suelos afectados por sales presentan una baja actividad biológica debido a la
concentración de las sales en la solución del suelo y a los efectos de los iones, principalmente
el sodio (Rao y Pathak, 1996). Similar comportamiento en suelos alcalinos es reportado por
(Rupela y Tauro, 1973). Los resultados de este estudio demostraron que la población
microbiana de las bacterias oxidantes del azufre, en este caso del T. thioparus y T.
thiooxidans, incrementaron su población con la aplicación de las enmiendas (azufre y yeso)
con relación al tratamiento testigo, desde valores de 1.2 x 102 células g
1-
de suelo para el
thiooxidans y 2.2 x 10 3 células g 1- para el thioparus (Cuadro 16).
Cuadro 16. Efecto del azufre y del yeso en dos poblaciones oxidantes del azufre
en el suelo salino-sódico.
Tratamientos
T. thiooxidans
T. Thioparus
-1
(NMP g de suelo)
T0 (Testigo)
1.2 x 10 2
2.2 x 10 3
T1 (Control)
1.1 x 10 2
1.8 x 10 3
T2 (S + S°)
1.9 x 10 3
2.4 x 10 3
T3 (S + S° + BO)
2.1 x 10 3
2.0 x 10 3
T4 (S + S° + BT)
3.8 x 10 3
7.6 x 10 3
T5 (S + S° + BO + BT)
5.6 x 10 3
6.4 x 10 3
T6 (S + Y)
1.9 x 10 2
3.4 x 10 3
T7 (S + S° + Y)
1.7 x 10 3
1.8 x 10 3
T8 (S + Y + BO)
1.9 x 10 3
1.7 x 10 3
T9(S + Y + BO + BT)
5.6 x 10 3
7.6 x 10 3
Adicionalmente, se observó que en los tratamientos del azufre donde se aplicó
conjuntamente con T. thioparus (T4), se presenta un fuerte incremento de las poblaciones de
esta bacteria, alcanzando valores de 7.6 x 103 células g 1-, seguido del tratamiento azufre +
mezcla de ambas especies ( thioparus y thiooxidans). En el caso de los tratamientos del yeso,
también se observó la mayor población con la mezcla de ambas bacterias (T9), y es a la vez, el
tratamiento de mayor concentración de thiooxidans. Esto es debido a la fuerte actividad de
oxidación del azufre, principalmente por las bacterias de thioparus que son las principales
oxidantes del azufre en este estudio.
Ha sido reportado por varios estudios en suelos alcalinos, el incremento de T.
thiooxidans y T. thioparus con la adición del azufre al suelo, principalmente de T. thioparus
(Chapman, 1989; Lindemann et al., 1991; López et al., 1999). Otros autores han reportado a
los heterotróficos como los principales oxidantes del azufre (Lawrence y Germida, 1991;
Grayston y Germida, 1990; Lawrence,1988), lo cual puede ser atribuido al hecho que las
condiciones de humedad, temperatura y las propiedades del suelo después de su recuperación
propiciaron el incremento de T. thioparus en este suelo, ya que la variación del pH fue un
parámetro adecuado para su desarrollo, así como el fuerte incremento de los sulfatos en el
suelo.
V CONCLUSIONES
Por lo antes expuesto y a partir del análisis de los resultados obtenidos en la presente
investigación pueden concluirse los aspectos siguientes:
1) La aplicación del azufre elemental, yeso y dos cepas bacterianas oxidantes del azufre
(T. thioparus y T. thiooxidans) tuvieron un efecto significativo sobre las propiedades físicas,
químicas y biológicas de un suelo salino sódico.
2) La mayor lixiviación de las sales solubles se logró cuando se adicionó la mezcla de
ambas bacterias (T. thioparus y T. thiooxidans) tanto en los tratamientos donde se aplicó el
azufre como los del yeso.
3) El tratamiento del azufre conjuntamente con T. thioparus fue el más eficiente, sobre
las variaciones del pH, tanto en el efluente como en el suelo y en la conductividad
hidráulica .
4) El sodio fue el catión que presentó mayor lixiviación cuando fueron aplicados dos y
tres volúmenes porosos. De los aniones, el cloro fue lavado totalmente con la aplicación del
menor volumen poroso en todos los tratamientos y el sulfato tendió aumentar.
5) El comportamiento de la conductividad hidráulica fue significativo entre los
tratamientos y los volúmenes de agua aplicados debido al aumento de 0.1 a 1.7 cm h1-.
6) La recuperación del suelo salino sódico presentó diferencias significativas entre
tratamientos, volúmenes y profundidad, debido a una disminución en el pH y CE, en todo el
perfil, cuando se aplicaron tres volúmenes de lavado.
7) El calcio alcanzó los valores mayores en todo el perfil del suelo, seguido del
magnesio y el sodio presentando los mejores resultados en el tratamiento con el azufre y T.
thioparus. De los aniones el sulfato presentó un incremento en todas las profundidades.
8) El tratamiento con azufre se caracterizó por la disminución del pH, lixiviación de las
sales e incremento de los sulfatos, mientras que en los del yeso, la reducción del sodio fue
destacada.
9)
Los resultados sugieren que la aplicación del azufre, el yeso y las dos cepas
bacterianas en un suelo salino–sódico es una alternativa para la recuperación de las
propiedades físicas, químicas y biológicas; reduciendo el tiempo del mejoramiento debido a la
rápida oxidación del azufre por el aumento de las poblaciones microbianas oxidantes del
azufre, principalmente T. thioparus y T. thiooxidans, así como de la utilización dos volúmenes
de lavado.
VI. SUGERENCIAS
Se recomienda que los resultados de esta investigación se realice a nivel de campo
como una alternativa en la recuperación de los suelos con problema de sodicidad; así como
también, continuar con el desarrollo de
la línea de Investigación, en el campo de la
microbiología aplicada hacia los suelos que presentan problemas de salinidad.
VII. A N E X O S
Tabla 1A Valores promedios de las características químicas y físicas del suelo Salino Sódico de El Chococo
después de la aplicación del tratamiento T1 (suelo lavado y sin mejorador).
Un volúmen poroso
Cationes solubles
A
en extracto acuoso
pH
8.37
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.80
0.0790
1.20
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
33.14
43.42
23.44
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.03
0.83
mmol(+)/100g
0.14
0.16
0.57
PSI
mmol(+)/100g
5.06
Dos volúmenes porosos
4.76
1.74
0.55
14.62
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
8.28
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.86
0.0285
1.24
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.02
1.01
mmol(+)/100g
0.19
0.22
0.61
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
33.06
43.75
23.19
7.59
Tres volúmenes porosos
7.27
1.81
PSI
0.68
10.56
Cationes solubles
A
en extracto acuoso
pH
8.41
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.62
0.0208
1.32
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.02
1.13
mmol(+)/100g
0.14
0.17
0.88
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
33.06
43.50
23.44
7.99
7.93
1.37
PSI
0.68
7.70
después de la aplicación del tratamiento T2 (suelo + azufre).
Un volúmen poroso
A
Cationes solubles
en extracto acuoso
pH
C.E.
SST
1-
7.50
M.O.
dS m
(%)
(%)
2.98
0.0439
1.47
Ca
Mg
0.85
0.73
Na
K
HCO3
0.04
0.77
mmol(+)/100g
0.75
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
32.92
40.83
22.08
7.98
7.70
0.79
PSI
0.89
4.61
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.66
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
3.26
0.0287
1.34
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.02
0.64
mmol(+)/100g
0.76
0.66
0.15
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
28.50
40.67
22.50
8.44
7.59
3.24
PSI
0.37
16.67
Cationes solubles
Ani
en extracto acuoso
pH
7.68
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.97
Arena
0.0256
Limo
1.35
Ca
(%)
(%)
(%)
40.83
21.50
Na
K
HCO3
0.01
0.95
mmol(+)/100g
0.71
Arcilla
33.50
Mg
0.64
0.12
PSI
mmol(+)/100g
8.83
8.06
3.41
1.04
16.11
después de la aplicación del tratamiento T3 (suelo + azufre+ thiooxidans).
Un volúmen poroso
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.68
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
4.20
0.0540
1.18
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.04
0.76
mmol(+)/100g
0.86
0.71
0.86
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
33.64
45.00
21.36
7.53
7.48
1.50
PSI
1.01
8.65
An
Cationes solubles
en extracto acuoso
pH
7.69
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.76
0.0393
1.20
Ca
Mg
Na
0.70
0.55
0.48
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
31.56
46.83
21.61
K
HCO3
0.03
0.90
mmol(+)/100g
7.57
6.61
0.91
PSI
0.49
5.91
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.61
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.67
0.0516
1.03
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.04
0.93
mmol(+)/100g
0.89
0.81
0.44
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
30.89
46.42
22.69
8.19
5.65
0.57
PSI
0.53
3.88
después de la aplicación del tratamiento T4 (suelo + azufre + thioparus).
Un volúmen poroso
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.76
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.62
0.0494
0.87
Ca
Mg
Na
0.94
0.65
0.37
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
45.67
21.36
32.97
K
HCO3
0.03
0.67
mmol(+)/100g
8.03
6.24
1.08
PSI
0.69
6.84
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.78
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.11
0.0374
0.82
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.02
0.86
mmol(+)/100g
0.53
0.47
0.35
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
32.06
46.83
21.11
7.95
6.08
1.18
PSI
0.66
7.50
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.79
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
1.99
0.0264
0.82
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.02
0.55
mmol(+)/100g
0.40
0.36
0.21
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
33.64
46.92
19.44
4.43
6.80
0.26
PSI
0.33
2.28
después de la aplicación del tratamiento T5 (suelo + azufre + thiooxidans + thioparus).
Un volúmen poroso
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.60
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
0.63
0.0538
0.71
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.03
0.47
mmol(+)/100g
0.79
0.62
0.64
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
28.17
44.00
19.50
6.87
6.60
0.56
PSI
0.21
3.99
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
C.E.
SST
1-
7.75
M.O.
dS m
(%)
(%)
0.43
0.0330
1.01
Ca
Mg
0.49
0.39
Na
K
HCO3
0.02
0.47
mmol(+)/100g
0.41
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
29.42
43.75
18.50
7.98
6.87
0.37
PSI
0.36
2.41
An
Cationes solubles
en extracto acuoso
pH
7.65
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
0.35
0.0321
1.08
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.02
0.58
mmol(+)/100g
0.42
0.32
0.26
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
28.25
44.33
19.08
8.66
6.97
0.32
PSI
0.39
1.97
después de la aplicación del tratamiento T6 (suelo + yeso).
Un volúmen poroso
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
8.21
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
1.00
0.0137
1.09
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.02
0.33
mmol(+)/100g
0.08
0.07
0.22
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
34.34
41.83
19.66
9.46
8.60
0.55
PSI
0.47
2.93
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
Ca
Mg
Na
mmol(+)/100g
K
HCO3
8.19
0.75
0.0344
1.23
0.09
0.07
0.19
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
31.59
42.92
21.33
11.59
7.26
0.43
0.01
0.26
PSI
0.38
2.20
Cationes solubles
Ani
en extracto acuoso
pH
8.15
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
0.68
0.0107
1.34
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.01
0.21
mmol(+)/100g
0.08
0.07
0.14
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
33.59
42.33
19.91
11.36
7.13
0.41
PSI
0.50
2.11
Tabla 7A Valores promedios de las características químicas y físicas del suelo Salino Sódico del El Chococo
después de la aplicación del tratamiento T7 (suelo + azufre + yeso).
Un volúmen poroso
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.53
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
3.65
0.0683
1.35
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.05
0.64
mmol(+)/100g
0.46
0.31
0.47
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
28.17
45.50
18.00
11.21
8.20
0.57
PSI
0.51
2.82
An
Cationes solubles
en extracto acuoso
pH
7.86
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
3.04
0.0560
1.35
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.03
0.72
mmol(+)/100g
0.48
0.31
0.17
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
31.00
46.17
18.66
13.71
8.37
0.56
PSI
0.63
2.45
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.69
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.77
0.0386
1.35
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.03
0.67
mmol(+)/100g
0.44
0.25
0.09
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
33.00
44.50
18.33
11.56
7.91
0.02
0.59
0.12
después de la aplicación del tratamiento T8 (suelo + azufre + yeso + thiooxidans).
Un volúmen poroso
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.65
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
3.72
0.0587
1.33
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.04
0.58
0.62
2.02
mmol(+)/100g
1.23
0.71
0.38
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
32.92
44.83
18.08
9.97
8.24
0.38
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.59
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
1.94
Arena
0.0370
Limo
1.38
Ca
(%)
(%)
(%)
43.83
19.58
Na
K
HCO3
0.04
0.79
0.64
1.60
mmol(+)/100g
1.03
Arcilla
28.25
Mg
0.57
0.06
mmol(+)/100g
12.03
8.71
0.34
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.74
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
1.91
0.0787
1.39
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.03
0.77
mmol(+)/100g
0.81
0.47
0.06
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
33.59
41.33
20.91
12.27
8.13
0.31
PSI
0.59
1.48
después de la aplicación del tratamiento T9 (suelo + azufre + yeso + thiooxidans + thioparus).
Un volúmen poroso
Cationes solubles
A
en extracto acuoso
pH
7.76
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
3.64
0.0345
1.45
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.03
0.68
mmol(+)/100g
1.33
0.78
0.48
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
32.89
45.08
22.03
11.08
7.92
0.76
PSI
0.64
3.76
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.88
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.94
0.0510
1.39
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.03
0.87
mmol(+)/100g
1.17
0.82
0.15
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
30.97
46.92
22.11
12.01
7.78
0.44
PSI
0.55
2.14
Cationes solubles
An
en extracto acuoso
pH
7.63
C.E.
SST
M.O.
dS m1-
(%)
(%)
2.26
0.0475
1.22
Ca
Mg
Na
K
HCO3
0.03
0.89
mmol(+)/100g
0.89
0.67
0.02
Arena
Limo
Arcilla
(%)
(%)
(%)
mmol(+)/100g
34.16
44.74
21.11
12.72
7.67
0.46
PSI
0.41
2.16
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