![Gráfica de Macronutrientes](EA_Util/c1.png)
Macronutrientes
Moles de bicarbonato de calcio CO3 en la tierra de los cuadrantes.
El pH de la tierra se refiere a la acidez o alcalinidad de la tierra. Al medir el pH se mide la concentración de iones de hidrógenos libres (H+) que se encuentran en la tierra. El pH de la tierra se puede medir en agua. El pH se mide en una escala que ronda desde 0 a 14 puntos. Además la escala del pH es logarítmica. (Soil pH, s.f.) 7 siendo neutral. Para determinar la magnitud del pH, utilizaremos los siguientes valores como indicadores de cómo se encuentra la tierra:
< 5 | Muy ácido |
>= 5 y < 6.5 | Ácido moderado |
>= 6.5 y <= 7.5 | Neutral |
> 7.5 y <= 8.5 | Alcalino |
> 8.5 | Muy alcalino |
Si el nivel de pH se encuentra por encima o debajo de la zona neutral, significa que puede afectar e influenciar la accesibilidad de nutrientes a la planta, al igual de los microorganismo que benefician al crecimiento de la planta. Las dos maneras de medir el pH son usando un pHmetro, al igual que con un proceso colorimétrico. Para hacer mucho más eficientes las muestras del pH, se deberían de tomar dos muestras. Una de 0 a 20 centímetros por debajo de la tierra y otra a más de 20. Se recomienda que las muestras se hagan en primavera u otoño, ya que las temporadas podrían afectar los resultados. Hay que tomar en cuenta que los resultados de pH que se obtienen con agua tienden a estar 0.5 puntos más alto que los otros.
Diversas actividades humanas pueden provocar directa o indirectamente la contaminación del suelo, como por ejemplo el abuso de fertilizantes inorgánicos para compensar la pérdida de fertilidad natural, que puede acarrear una alteración del equilibrio químico (Smart!, s.f.). El uso de plaguicidas o biocidas acarrea riesgos, ya que algunos tienden a acumularse al no ser fácilmente degradables (incluso algunos pueden producir mutaciones y la mayoría suelen matar a especies útiles como las lombrices). La lluvia ácida además de aumentar los iones de H+ en el suelo, produce una alteración en la disponibilidad de sales minerales, ya que algunas sales se insolubilizan a PH ácido e incluso aumenta la solubilidad de elementos perjudiciales como el aluminio (que es extremadamente tóxico para las plantas). Otras fuentes de contaminación es por metales pesados (Pb, Cd, Hg…) liberados por las industrias y por aguas residuales urbanas con alta carga contaminante. (Smart!, s.f.).
Para determinar la concentración o tipos de contaminantes presentes que en este caso los más probables sean metales, se requiere de una titulación en laboratorio con ayuda de una reacción redox. Para hacer una titulación para determinar la concentración del bicarbonato de calcio, un macronutriente. Se necesita filtrar el agua con tierra. Luego se le añade ácido clorhídrico, y finalmente se hace una titulación con lo que queda y con hidróxido de sodio. Antiguamente se entendía por oxidación a aquellos procesos en que una sustancia tomaba oxígeno y por reducción a aquellos otros en que éste se liberaba. Posteriormente, se aceptó la reducción como aquellas reacciones en las que se fijaba hidrógeno y oxidación en las que éste se liberaba. Actualmente se considera como reacciones redox, o de oxidación reducción a aquellas en las que cambia el estado o grado de oxidación de las especies reaccionantes porque se produce un intercambio de electrones entre los reactivos, aunque no intervengan en ellas ni el oxígeno ni el hidrógeno. Para que se produzca una reacción redox es necesario la presencia de una especie que ceda electrones (reductor) y otra especie que acepte electrones (oxidante). (Awri, s.f.) Los elementos frecuentemente presentes en los fertilizantes: plomo, cobre, potasio, fósforo, nitrógeno, calcio y magnesio.
Relación con concepto de elementos fertilizantes y reacciones redox: El concepto de reacciones redox recuerda al de las reacciones ácido base de Bronsted-Lowry. Ambas implican la transferencia de una o más partículas cargadas desde un dador a un aceptor, siendo éstas los electrones en las redox y los protones en las de neutralización.
Moles de bicarbonato de calcio CO3 en la tierra de los cuadrantes.
Conductividad en los cuadrantes.
(3 pruebas)
pH en los cuadrantes.
(3 pruebas)
Filtración de tierra para su titulación experimental.
Recolección de muestras de tierra de cada cuadrante analizado.
Recolección de muestras y obtención de datos mediante el proceso experimental.
El entorno dentro de EcoAlberto donde se hiceron las colectas de datos experimentales.
A partir de la obtención de resultados, se puede determinar que existe la presencia de algunos factores químicos en el suelo que influyen en el crecimiento de las cactáceas.
Lo primero a analizar fue el pH de la tierra. El cuadrante 1 tiene un pH alcalino mientras que los cuadrantes 2 y 3 son ligeramente ácidos (aunque muy cercanos a un pH neutro). Esto indica varias cosas: una de las posibles causas es que el cuadrante 1 no tiene buena filtración en la tierra además de que durante la recolección, fue complicado recolectar tierra debido a la rigidez de la montaña que se presenta por su estructura rocosa. Lo anteriormente mencionado hace más complicado que se filtre el agua de esta manera. Mientras tanto, en los cuadrantes 2 y 3, se pudo recolectar la tierra de manera mucho más sencilla. Lo que puede indicar que hay un buen flujo de agua por las raíces.
Otra posible causa por la que los cuadrantes 2 y 3 pueden haber sido ácidos, es por que el dióxido de carbono acidifica el agua y la tierra. Es por eso que si hay una gran concentración de CO2 en la atmósfera, la lluvia se vuelve ácida.
Finalmente hay una tercera causa por la cual los cuadrantes pueden tener un pH ácido. Esto se puede deber a que las plantas reciben nutrientes en forma de iones. Normalmente absorben más cationes que aniones. Pero las cactáceas deben mantener la carga neutral en las raíces, es por eso que pueden liberar H+, para poder mantener la carga neutra.
Los resultados en todas las muestras de pH en cada cuadrante son muy repetitivos, por lo que se le puede confiar a la falibilidad de los datos obtenidos en términos de precisión.
Lo segundo a analizar será la conductividad en las diferentes muestras. De acuerdo al departamento de agricultura de los Estados Unidos, mientras incrementa la conductividad, la presencia de microorganismos disminuye, lo cual dificulta algunos procesos que debe llevar a cabo la cactácea. Tal como la respiración, la descomposición de residuos, la nitrificación y la desnitrificación. La conductividad en el cuadrante 1 y 2 son similares las unas a las otras, mientras que en el tercer cuadrante, se puede apreciar una pequeña disminución de la conductividad en la tierra. En términos relativos la diferencia entre la corriente eléctrica de las diferentes muestras es muy baja. Ya que lo estamos midiendo en miliVolts. Por lo tanto, esto no nos va a poder ayudar a determinar si la conductividad fue factor en el crecimiento de las cactáceas en los cuadrantes.
Durante los datos la conductividad iba variando, así que se tomó en un momento donde estuviera estable. Además como la conductividad es muy baja y el multímetro tiene una incertidumbre muy baja: la conductividad eléctrica iba variando.
Finalmente se determinó la concentración del bicarbonato de calcio en la tierra a través del método de titulación. El rango varió desde 0.30% hasta 0.519%. El calcio es relevante en la tierra, ya que es el segundo macronutriente más importantes para el crecimiento de las plantas. En nuestro análisis determinamos con un pequeño rango de error, las concentraciones del bicarbonato de calcio en las muestras. De igual manera en los tres cuadrantes se presentaron resultados muy precisos. En los tres cuadrantes existe una cantidad similar de bicarbonato de calcio.