Método electrostático para eliminar la materia orgánica particulada del suelo

Las estimaciones precisas del carbono orgánico del suelo (SOC) son importantes para evaluar los cambios resultantes de la gestión agrícola o el medio ambiente. La materia orgánica particulada (POM) tiene funciones importantes en la ecología y la física de un suelo, pero a menudo es de corta duración y varía en función de varios factores, incluyendo la temporada, las condiciones de humedad, la aireación, las técnicas de recolección de muestras, el manejo reciente del suelo, el ciclo de vida de la vegetación y otros¹. Estas fuentes temporalmente inestables pueden confundir las estimaciones de las tendencias a largo plazo en el carbono orgánico del suelo estable y verdaderamente secuestrado².

A pesar de estar bien definido, ser común e importante, el POM no se separa fácilmente del suelo ni es fácil de medir cuantitativamente. La materia orgánica particulada se ha medido como aquella que flota en líquidos (fracción ligera, típicamente 1,4-2,2 g cm^-3),o como aquella que puede separarse por tamaño (por ejemplo, > 53-250 μm o > 250 μm), o una combinación de las dos^3,4,5. Tanto las técnicas basadas en el tamaño como en la densidad pueden influir en los resultados cuantitativos y químicos de la medición pom⁴. Una inspección visual cuidadosa del suelo que ha sido fraccionado por tamaño utilizando métodos rutinarios a menudo revela estructuras largas y estrechas como raíces y astillas de hojas o tallos que han pasado a través de la pantalla. Se ha demostrado que la simple eliminación de estas estructuras a mano reduce sustancialmente las mediciones del TOTAL DE SOC^2,6, pero el método está notablemente sujeto a la diligencia y la agudeza visual del operador. La separación de POM de una muestra de suelo como la fracción ligera durante la flotación en un líquido denso⁷ no captura todo el POM, y el temblor excesivo durante el proceso de flotación puede reducir realmente la cantidad de fracción de luz recuperada de una muestra^8. La flotación requiere muchos pasos y expone el suelo a soluciones químicas que pueden cambiar las características químicas o disolver y eliminar componentes que pueden ser de interés^4.

Se han utilizado métodos alternativos para eliminar el POM para evitar o aumentar el uso de soluciones acuosas densas. Kirkby, et al.⁶ compararon la eliminación de la fracción ligera utilizando dos procedimientos de flotación con un método de tamizado/guiño seco^9. Winnowing se realizó pasando una corriente ligera de aire a través de una capa delgada de suelo para levantar suavemente la luz de la fracción pesada. El tamizado/winnowing seco realizado de manera similar a los dos métodos de flotación con respecto al contenido de C, N, P y S; sin embargo, los autores sugieren que el tamizado/guiño seco produjo suelos “ligeramente más limpios”⁶. Pom también se ha separado del suelo utilizando la atracción electrostática^10,11 en la que las partículas orgánicas se aíslan pasando una superficie cargada electrostáticamente por encima del suelo. El método de atracción electrostática recuperó con éxito el POM, denominado partículas orgánicas de curso, de suelos secos, tamizados (> 0,315 mm) con repetibilidad estadística comparable a otros métodos de fraccionamiento de tamaño y densidad^10.

Aquí demostramos cómo la atracción electrostática se puede utilizar para eliminar pom de tamaños que van desde visible a microscópico. A diferencia de otros métodos reportados, la atracción electrostática del suelo fino también elimina una pequeña porción de suelo mineral y agregado que es visiblemente como el suelo restante. Dados nuestros resultados hasta la fecha, es razonable suponer que la eliminación de una pequeña porción de suelo no POM no tendrá ningún efecto sustancial en los análisis posteriores; sin embargo, esta suposición debe verificarse para un suelo específico si grandes proporciones de la muestra total de suelo se están eliminando electrostáticamente. Los métodos y ejemplos proporcionados aquí se realizaron en suelos de loess franco limo de un ambiente semiárido.

Este método puede no ser adecuado para todos los tipos de suelo, pero tiene las ventajas de ser rápido y eficiente en la eliminación de partículas orgánicas demasiado pequeñas para eliminar manualmente o por una corriente de aire. La velocidad del proceso es importante para reducir la fatiga, garantizar la consistencia y fomentar una mayor replicación para una mejor precisión de las conclusiones. Además, la capacidad de eliminar partículas muy pequeñas es importante para evitar el sesgo hacia suelos con tamaños de partículas más grandes en lugar de pequeños.