Z^ ANÁLISFS DE SUE1.05 F^ORES'(ALES

DETERMINAGIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA.

SUMMARY

It is a known fact that the determination of the organic matter in the soil andthe exact knowledge of its nature is a problem of difficult solution. We think, ho-wever, we have succeeded to simplify it by applying the ter Meulen-Heslinga methodwhich, moreover, permíts us to determine the combined water contained in the soil.

By the combustion of soil in a courrent of air, free from humidity and carbondioxide (facilitating the complete oxilation of carbon and hydrogen by means ofrecently prepared mangenese díoxide), by determining the loss of weight, experíen-ced by the soil, the carbon dioxide (of the carbonates), contained before and afterthe operation, and by the data referring to humidity and loss by ignition, we candetermine, besides the carbon and hydrogen proceeding from the organic matter, thecombined water which, in the calculations of the loss by ignition, very often passes,erroneously, as organic matter.

Sabida es la importancia que para la calidad de un suelo, tie-nen la cantidad de materia orgánica contenida y su naturaleza.

En los análisis de tierras, la materia orgánica se suele valorarpor los métodos siguientes: F.° Incinerando al rojo la tierra previa-mente desecada al aire, o a 105° y deduciendo de la pérdida de pesoel agua correspondiente a humedad (en el primer caso) y a deshi-dratación de la arcilla (un 1 o por 100) y el C02 perdido por descom-posición de los carbonatos contenidos; o sea, la pérdida por igni-ción. 2.° Determinando el carbono orgánico: A), por análísis orgá-nico elementa[, 0 6), destruyendo la materia orgánica por mediode oxidantes enérgícos.

Si la composición de la materia orgánica fuera siempre uni-forme, bastaría valorar el C orgánico por cualquiera de los métodosindicados que pueden reputarse como de gran exactitud (algunos,además, de muy fácil técnica). Todavía suponiendo que aquéllaprocediera de una descomposición primaria de substancias análo-gas a las que, con su aproximada composición centesimal se indicaa continuación, el error no sería muy grande.

ANALISI5 DE SUELOS FORESTALES

Elementos.Cel ulosa.

Albúmina

(l.ieber RUhn).

C

^o

44.44

°fo

53.59

H 6,i8 6^95

O 49.38 2 r,8^4

N ^ 5 ^64

25

Pero si la materia orgánica se encuentra en procesos avanza-dos, de transformación (turbificación, por ejemplo), los resultadoshan de ser erróneos.

Por otra parte, la pérdida por ignición tampoco puede repre-sentar exclusivamente la matería orgánica contenida; en primerlugar, la arcilla retiene cierta cantidad de agua (un to por aoo)llamada corrientemente agua de hidratación, que sólo pierde a tem-peratura elevada; otras especies químicas, principalmente el sul-fato cálcico, tan abundante en muchos de los suelos españoles, sueleencontrarse bajo la forma de yeso SO4Ca.zH2O. En general, todael agua que no se pierda al determinar la humedad y pueda sereliminada a Ia temperatura de inicineración (rojo blanco incipiente),de no ser valorada aparte, pasará como materia orgánica.

En este caso, nos encontramos con el hecho de que la presenciade sales hidratadas ya falsea el valor del término humedad, hastael punto de que si se mide a to5°, debiera llamarse: agua elimi-nada a ► 05°. Por lo tanto, técnicamente, Ilamamos humedad a lacantidad de agua (sea cual fuere su naturaleza) que se pierde a latemperatura de ► 05° (si se valorase a baja temperatura, ia opera-ción tendría el inconveniente de requerir mucho tiempo). De cual-quier modo que se realice, siempre suele quedar agua que no seeliminó, a la cual Ilamamos (quizás arbitrariamente), agua combi-nada. Este es el valor que hemos introducido en los estados expr^-sivos de la composición qurmica de ios suelos.

Para su determinación ( t), que hacemos a la vez que la del Corgánico, hemos establecido la siguiente técnica:

(I) Este trabajo y el relativo a"Un nuevo método de análisis mecánico" (ante-riormente descrito), fueron enviados al 111 Congreso Internacional de la "Asociación

26 AN,ILISIS DE SUFI.OS FORI3STALES

La tierra de 2 mm. seca al aire (obtenida según convenio inter-nacional j y finamente pulverizada, es sometida a las siguientesoperaciones que, gracias a la aplicación del método de ter Meulen-Heslinga, pueden llevarse a cabo casi simultáneamente:

L) Determinación del agua eliminada a l05° (Humedad?) (I).A) Pérdida por incineración.F) Determinación del COz, procedente de los carbonatos.G), K), B) y C) Combustión de la tierra por el método de

ter Meulen-Heslinga; medida de la pérdida de peso de la tierradespués de la operación y valoración en la misma del C02 quepueda quedar procedente de los carbonatos (hay que tener en cuentaque esta combustión se realiza a temperatura muy inferior a la deincineración).

*-^*

E1 método de ter ^1^teulen-Heslinga para la determinación de lamateria orgánica es uno de los más rápidos y exactos que conoce-mos; se basa en la oxidación totál de la materia orgánica, quemán-dola a 400-^.50° en ligera corriente de oxígeno o aire puro y seco,y haciendo atravesar los productos de la combustión por una masade Mn02 recientemente preparado; no requiere el empleo de loshornos corrientes de combustión orgánica y puede trabajarse contubos de vidrio verde difícilmente fusible.

Como puede verse en la figura 5.a, el horno de chapa de alumi-nio recubierta de amianto, tiene I 5 cm. de largo y se calienta con unmechero Bunsen; las temperaturas se leen en el termómetro t y lacorriente de aire se provoca por aspiración de la trompa T; la puri-ftcación del aire se consigue desecándolo en F(ácido sulfúrico con-centrado) y C(cloruro cálcico) ; para eliminar el C02 tuvimos queañadir a F' (sosa concentrada), una segunda campana no indicadaen la figura, con cal sodada.

Internacional de la Ciencia del Suelo", celebrado en Oxford el mes de Julio de ^935:pero ante la imposibilidad de asistir y leerlos personalmente su autor, no pudieronpublicarse en las "Transactions", según precepto estatutario del citado Congreso. Elprofesor Jarilow (de Moscú) solicitó y obtuvo autorización para que se publicaranen el número que la revista rusa Pedology dedica al citado Congreso; los Anales dela Sociedad Española de Física y Química han publicado en el tomo XXXIII, pá-gina gqs, un resumen de este método.

(t) Las letras marcadas con paréntesis hacen referencia a los valores incluídosen el estado de la página z8.

^_04

ANÁLISIS DE SUELOS FORESTALES 21

A1 quemarse la materia orgánica en !a navecilla n, se recoge elagua formada en los tubos U y U' y el COZ en U" y U"'.

Nosotras hemos introducido algunas modificaciones en el mé-todo; empleamos un tubo de combustión de vidrio verde pocofusible (en lugar del de cuarzo indicado por los autores) (fig. 6^)y está estrechado por uno de sus extremos R para poder empalmarlodirectamente con el primer tubo absarbente; el Mn0_ recientementepreparado, se coloca en el tubo entre tapones de asbesto calcina-do p, q, sostenidos por estrechamientos adecuados de] mismo; comohabíamos observado que la masa del catalizador no resulta permea-ble si se llena toda la sección del tubo, preferimos permeabilizarlaintroduciendo a lo largo cordones calcinados de asbesto (de no ha-cerlo así, había que d^ejar un canal a lo largo del tubo, obteniéndoseresultados bajos en agua y carbónico). EI inconveniente que suponela dificultad de eliminar la humedad retenida por el asbesto, lohemos salvado prácticamente calentando el tubo cargado, en elhorno, a 400° durante quince minutos con corriente de aire antes decada serie de medidas. Interrumpiendo 1a corriente de aire y sindejar de calentar el horno, se quita un instante el tapón del extre-mo del tubo de combustión para introducir la navecilla s con latierra (unos o,8 gr. como máximo) y se empalman los tubos absor-bentes; se reanuda la corriente de aire, se eleva la temperatura delhorno a 450° y se quema la tierra; la combustión se verifica en quin-ce minutos. Después de fríos, se pesan los tubos absorbentes y lanavecilla con la tierra (pérdida de peso = B), en la cual se valoraluego el COz de los carbonatos no descompuestos térmicamente, C).

Con estos datos deduciremos las valores que buscamos, en laforma siguiente (tomamos los resultados de uno de los análisis reali-zados) (1) :

(i) Como la tierra cuya Hoja de aná(isis publicamos (véase pág. ^i) carece decarbonatos, incluímos aquí tos datos de otra que los contiene, para estudiar el casomás complicado; en la página ^s no figuran más que los valores encontrados siguien-do el método de ter Meulen.

Z^ :1NÁLISIS UE SUELOS FORESTALES

M. is^ bis. Anal3ó(i.

A) Pérdida por íncineración directa de la tierra .... .. z5.874 er. %

B) Pérdida por combustión según método de ter Meulen .... i ^,Cr^6 p>

C) CO, de lo^ carbonatos que queda después de la combustión .. iz,t8o ^ zD) Suma de B) y C) . . . . . . . . . . . . . . . z3,856 r ^

E) Diferencia de D) a A); Hp0 combinada difícilmente eliminable , z,o^8 ^ r

F) CQ total, procedente de los carbonatos ... . ... i3.655 ^^G) CO, valorado por el método de ter Meulen .. ... 7,0^3 »^

H) Suma de C) y G); CO: de los carbonatos + C02 producido por

combustión de C orgánico . . . . . . ^9,^93 > m

1,1 Diferencia de F) a H); CO_. producido pur cumbustión del C or-gánico . . . . . . . . . . . . . . . q,-lfiz >_ .,

J) Materia orgánica expresada en carbono . . . . . . . ^,zi^ » >

K) H^O valorada por el método de ter Meulen . .. . ^i,^o4 a^L) Humedad de la tierra . . . . . . . . . 5.445 ^ y

_ ._ _ - -.M) Diferencia de L) a K) . . . . . . . . . . . . 5^559 z ^N) Suma de E) y A?); H.U combinada -}- H,O producida por com-

bustión del H orgánico . . . . . . . . . 7,67^ » :^(J) Nitrógeno orgánico valorado por el métodu de Kjeldha{ . . o,i3i b>

Luego encontramos:A) Pérdida por incineración directa . . . . . . . . z5,8'j4 gr. %

FJ COa de los carbonatos . . . . . . . . . . . . ^3^655I_) Humedad . . . . . . . . . . . . . . . . 5.445J) Carbono orgánico . . . . . . . . . . ^,zi^J) Nitrógeno orgánico . . . . . . . . . . . . . . . o,^3^

» a

» a

» 9

P) Suma de los valores F) a O) ...... ... . zo,448 a eQ) Diferencia de P) a A) .. ... ... . 5,4z6 b y

Q) representa seguramente el agua combinada -{- el H y el Oorgánicos (prescindiendo de la existencia de algún otro cuerpo vo-látil a la temperatura de incineración).

Como la relación ponderal d,e H a 0 en ]a materia orgánica sue-le ser aproximadamente de z a t6, la comparación de los valores N)y Q) nos indicará si hay exceso de H o de O con respecto a dichaproporción, pues si estuvieran exactamente en aquélla, N) y Q)serían iguales; el valor N) > Q) nos indica un exceso de H como en

ANÁLISIS DE SUELOS FORESTAL.ES 29

esta tierra; el caso contrario, un exceso de O. 1{asta ahora, casi todaslas tierras estudiadas pertenecen al primer caso, y en ]as restantes]a diferencia negativa es muy pequeña. Dicho exceso puede valo-rarse fácilmente, ya que así como en Q) tenemos cierta cantidadde H que no puede formar agua con el oxígeno orgánico, en N) estátodo aquél bajo forma de H2O.

Podremos plantear, por lo tanto, las ecuaciones siguientes:

x Hidró eno A ua 'S'o^E x N( g )^-' Y( g Ĵ = Q) z.oi6 ^- Y= ),

de las cuales se deduce:

7^9365 x = N) - Q) :

obteniendo por lo tanto:

R) Hidrógeno orgánico en exceso . . . . . . . . o,z84 gr. %

S) Agua combinada -1- el resto del H y el U orgánicos .. . 5. ^42 ^ A

Otros valores obtenidos :

Carbono orgánico. . . . . . . . . . . . . . . . ^,zi7 gr. %

Nitrógeno orgánico . . . . . . . . . . . . . . . . 0,^3^ s »Humus valorado . . . . . . . . . . . . . . . . 0,36^ » »

Pérdida por ignición (^) . . . . . . . . . . . . • 8,^39 » »

Con estos datos podremos deducir aproximadamente la can-tidad y estado de la materia orgánica; en el deseo de poder esta-blecer alguna conclusión sobre las relaciones entre los factores estu-diados, estamos reuniendo el mayor número posible de datos ana-líticos.

Iniciado recientemente este estudio de la materia orgánica, nofué aplicado a ninguna de las tierras cuyos análisis exponemos (he-chos con anterioridad) ; por lo tanto, con el posible error señaladoen la página i8 (párrafo primero) deben considerarse como materiaorgánica, las Pérdidas por ignición que figuran en los cuadros deComposición centesimal de las tierras.

(^} En estos vatores, obtenidos según se indica anteriormente, se ha descontadoel agaa de hidratación de la arcilla, por estar incluída en S).