RESUMEN

Este trabajo lo desarrollamos 5 estudiantes, 4 de segundo semestre donde lo

relacionamos con nuestro programa de estudio de química II, para reforzar los

aprendizajes contenidos en la unidad I de “Suelo, fuente de nutrimentos para las

plantas” y un compañero de sexto semestre por interés para reforzar sus conocimientos

adquiridos en los cursos anteriores de química y debido a su gusto por esta materia.

En este trabajo se pretende producir abono de lombriz para enriquecer las áreas verdes

de nuestro plantel y mantenerlas sanas y productivas todo el año, así como también

estamos contribuyendo a la disminución de los desechos orgánicos generados en el

hogar y también nos hemos percatado de la importancia que tiene esto para el combate

del CO2, causante del calentamiento global.

Se cuenta con cuatro cajas 60 x 40 cm. donde habitan las lombrices, se les revisa

diariamente para cuidar que las condiciones en que se encuentran sean las adecuadas.

Se prueba el abono obtenido en 3 macetas con plantas de azaleas y se compara la

evolución de la maceta con tres testigos.

Se tomaron muestras de suelo del plantel para conocer la calidad de nuestros suelos. Se

prepararon muestras del abono de lombriz para caracterizarlas.

Se realizaron medición de pH, identificación de cloruros, amoníaco, amonio, nitrógeno

amoniacal, cantidad de CO2 y materia orgánica.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El plantel Vallejo del Colegio de Ciencias y Humanidades cuenta con espacios

destinados a áreas verdes, sin embargo estos espacios se encuentran en mal estado y

deforestados, la comunidad del plantel actualmente se encuentra haciendo un esfuerzo

por recuperarlo, reforestando; esta es una tarea difícil pues los espacios son grandes y el

cuidado hacia ellos es poco. En un esfuerzo más por contribuir a recuperar y mantener

estos espacios estamos llevando a la práctica este proyecto en donde pretendemos

producir abono de lombriz de alta calidad para mejorar la calidad de los suelos de estas

áreas haciéndolos más aptos para el crecimiento, desarrollo y mantenimiento de los

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árboles y plantas. De esta manera también estamos abordando el problema de la

contaminación ambiental y contribuyendo al combate de éste.

OBJETIVOS

Mejorar la calidad del suelo de las áreas verdes, enriqueciéndolas con abono de

la lombriz roja californiana.

Producir abono de lombriz rico en humus, a través del manejo y cuidado de la

lombriz roja californiana (eisenia fetida).

Introducirnos como estudiantes al campo de la investigación científica a través

de esta investigación de campo.

Cumplir con el programa de estudios de química II, unidad 2 “Suelo fuente de

nutrimentos para las plantas” Específicamente en los aprendizajes que se

mencionan a continuación.

8 “Reconoce al suelo como una mezcla heterogénea a partir de la identificación de sus

componentes”

9 “Aumenta la capacidad de observación y destreza en el manejo de equipo al realizar

experimentos”

10 “Reconoce la parte sólida del suelo como una mezcla formada por materia orgánica y

materia inorgánica”

11”Señala cuales son los cationes y aniones que generalmente se encuentran en la parte

inorgánica del suelo”

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MARCO TEÓRICO

El suelo está formado por materia orgánica, materia inorgánica, gases y agua. La

materia orgánica al degradarse forma el humus, que en estado natural es la materia

negruzca formada en el suelo por la descomposición de los residuos que proceden de los

animales y plantas bajo la acción combinada del aire, agua y de los microorganismos

del suelo.

El humus de lombriz se consigue mediante la transformación a través del tubo digestivo

de la lombriz de la materia orgánica que toma como alimento. La lombriz que se

requiere es la roja californiana clasificada como eisenia foetida.

Dos componentes de la materia orgánica los ácidos fúlvicos y húmicos son la parte

activa de ésta, mejoran la estructura de la del suelo y como consecuencia la aereación y

la velocidad de infiltración de agua. Tienen una acción fundamental sobre la estructura

y la constitución de agregados estables en los que el humus interviene como

“pegamento” de esta manera el humus asegura, una protección del coloide arcilloso

contra una eventual dispersión.

A estas funciones fundamentales se añaden:

Incremento de la capacidad de retención del agua.

Aumento de la temperatura del suelo.

La función química esencial del complejo arcillo húmico sobre la fijación de

cationes, de NH3 y de fosfatos.

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El humus constituye una fuente de energía (carbono) esencial para la actividad de

numerosos microorganismos del suelo. Finalmente, es la base para la producción del

CO2, que actúa muy enérgicamente en la solubilización de los elementos fertilizantes.

Debido a estas múltiples funciones, el humus constituye, casi siempre, el factor

determinante de la fertilidad de los suelos. Un suelo ideal debería contener al menos del

2 al 2.5% de humus (es decir, 5% o de materia orgánica seca con un nivel de

humidificación del 40%.).

Los ácidos húmicos estimulan el desarrollo del sistema reticular y esto hace que se

mejore la asimilación de nutrientes.

Tienen un efecto directo y selectivo sobre el metabolismo de las plantas por lo que

favorecen el crecimiento.

El abono de lombriz también es rico en microorganismos; por un lado tenemos a los

heterótrofos que son los microorganismos que sintetizan todo el material celular de los

compuestos orgánicos.

Por otro lado tenemos que en el proceso de nitrificación biológica el amoníaco se oxida

en un proceso de dos pasos: primero a nitritos luego a nitratos.

En la conversión de amoníaco a nitritos entra en acción las nitrosonomas europaea. Y

ocurre el mayor consumo de oxígeno, además de que se generan iones hidrógeno

propiciando en el medio un descenso del PH.

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En la conversión de nitritos a nitratos entra en acción la nitrobacter winogradskyi.

Mediante la acción de la enzimanitrito óxido-reductasa (NOR).

Las bacterias nitrificantes utilizan la energía de la nitrificación para fijar CO2, son

microorganismos susceptibles a un amplio rango de sustancias inhibidoras.

Algunos factores que afectan el proceso de nitrificación son:

La concentración de amonio y nitritos.

La concentración de oxígeno disuelto.

La temperatura.

El pH.

El oxígeno disuelto debe estar por arriba de 1mg/L, esto es esencial para que ocurra el

proceso de nitrificación.

El rango óptimo de pH deberá estar entre 7.5 y 8.6 aunque a pH menores también

ocurre la nitrificación con éxito.

Podemos ver la importancia de estas bacterias pues son las responsables de la

transformación del nitrógeno en las formas asimilables por la planta.

La especie eisenia foetida tiene una alta capacidad de reproducción y de adaptación a

diferentes ambientes, consumen por día su propio peso en alimentos (hasta 1 g en las

adultas) y excretan el 60% como humus de lombriz; estas excretas contiene cinco veces

más nitrógeno, siete veces más fósforo, cinco veces más potasio, dos veces más calcio

que el material orgánico que ingirieron.

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ORGANISMO DE LA LOMBRIZ

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HIPÓTESIS

El plantel Vallejo del Colegio de Ciencias y Humanidades requiere de incrementar así

como de cuidar y preservar sus áreas verdes existentes, entonces si producimos un

abono de alta calidad podremos lograr estos requerimientos.

DESARROLLO

Se tomaron muestras de suelo del suelo de diferentes zonas del plantel identificadas

como edificio M, edificio Y, edificio R y “la playa”, las muestras se recogieron cavando

una perforación de 30 cm x 30 cm x 30 cm se dejaron secar al medio ambiente y se

tamizaron por una malla de 0,5 cm.

Las muestras del abono de lombriz se tomaron de las cajas donde habitan las lombrices,

identificadas como caja 1, caja 2 caja 3 y caja 4 y se dejaron secar al medio ambiente.

MANEJO DE LA LOMBRIZ

A fin de poder cumplir con nuestros objetivos cabalmente y poder llevar a cabo nuestro

experimento se utilizó el siguiente material:

El presente trabajo se desarrolló durante un periodo comprendido de un mes

aproximadamente.

1. Cuatro cajas de plástico de 60 x 40 cm. con lombriz roja californiana las cuales

contenían de 300 a 500 individuos.

2. Seis Plantas del género Azaleas de diferentes colores

3. Seis macetas de cinco kilogramos;

4. Cuatro jeringas;

5. Un frasco de vidrio;

6. Tierra del plantel;

7. Alimento: Verdura y fruta, principalmente;

8. Agua;

9. Guante de látex;

UNO: Se clasificaron las lombrices en las cuatro cajas poniendo en la primera las mas

pequeñas; en las segunda las jóvenes y en las dos restantes las lombrices adultas que

obviamente fueron las más grandes.

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DOS: Se extrajeron muestras de tierra de diferentes partes del plantel educativo CCH

Vallejo, de nuestra gloriosa casa de estudios, en especial de áreas que denotan falta de

cuidado por parte de los empleados de la Institución, en donde la vegetación es escasa o

se encuentra dañada.

TRES: Se colocó la tierra y las Azaleas en las seis macetas.

CUATRO: Se dividieron las macetas, tierra y azaleas en dos partes: la primera parte

compuesta de tres plantas para tratarla normalmente: con pura agua; la segunda parte

compuesta de tres plantas para tratarla: con agua, más el abono que produjeran las

lombrices californianas.

CINCO: Se midió la cantidad de concentración de sales como fueron los cloruros y

amonio, tanto en las muestras del suelo del plantel como en las muestras tomadas de la

composta de lombriz y de las plantas de prueba tanto al principio como al final del

experimento, ya que se sabe que entre más Ácido Clorhídrico y Amonio tenga la tierra,

ésta es más improductiva. De la misma forma, se medió El pH: que sirve para conocer

el grado de alcalinidad o la acides con que se cuenta, ya que si es muy ácido no crecen

las plantas y si es básico tampoco es apto para el crecimiento de las plantas.

SEIS: Las lombrices californianas fueron alimentadas semanalmente con un mezcla de

verduras como fueron brócoli, zanahoria y principalmente de frutas dulces como fueron

piña, plátano, naranja, mango, manzana, percatándonos que preferían las frutas dulces

ya que era lo primero que devoraban, en el entendido de que la tierra en donde

habitaban las lombrices se oxigenaba removiéndola junto con el alimento para que la

materia orgánica se descompusiera más rápido y las lombrices produjeran el abono

esperado: el famoso “HUMUS”,

Se midió la temperatura cada tercer día.

SIETE: Se llevó a cabo una importante labor en la conservación del habitad de las

lombrices, ya que cada tercer día se controló la humedad al 75% del recipiente, en

donde las lombrices se desarrollaron, con el fin de conservarlas vivas, ya que en caso

contrario si les falta humedad, es decir si se encuentran en un habitad seco, se mueren y

se la humedad es elevada, también fallecen. Dicho control de humedad se llevó

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mediante una técnica especial consistente en que con un guante látex se tomaba un puño

de tierra y se exprimía hasta que se contaran de ocho a diez gotas.

OCHO: Semanalmente se extrajo aproximadamente un litro de humus, recolectado con

las jeringas, de los cuatro recipientes. El abono fue colocado en el recipiente de vidrio;

en caso de obtener más de un litro, se guardaba para la siguiente semana. Obviamente se

producía más abono por parte de las lombrices adultas, e inclusive la estructura del

humus de dichas lombrices era mas uniforme.

NUEVE: El litro de abono se dividió en tres partes, mismas que sirvieron para tratar a

tres de las plantas y a las restantes plantas solo se les agregó agua únicamente.

TECNICAS DE CUANTIFICACIÓN:

DETERMINACIÓN DE pH

Se determinó utilizando un medidor de pH marca HANNA INSTRUMENT modelo

PH213, se calibró usando soluciones Buffer de referencia con pH de 7 y 4.

DETERMINACIÓN DE CLORUROS

Se utilizó una solución “A” de nitrato de plata 0.282 N, solución “B” indicadora de

dicromato de potasio al 10% y soluciones del problema de 5 gr en 50 mL de agua.

Procedimiento: A una muestra de 100 mL del problema se le agregaron 3 gotas del

indicador, se valoró con la solución de cloruro de plata, agitando constantemente hasta

el vire del indicador de amarillo a rojo ladrillo

La concentración de cloruros se obtuvo:

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DETERMINACIÓN DE AMONÍACO

Se utilizó una solución “A” de tartrato de sodio y potasio al 50% y una solución “B” de

reactivo de Nessler y una solución “C” con 2.966 grs. de NH4Cl aforando a 1L, en esta

última solución 0.1 ml de ésta es igual a 0.1 mg de NH4.

Procedimiento:

Se prepararon muestras del problema disolviendo 5 grs. de problema en 50 ml de agua

destilada, filtradas.

A 100 ml de muestra se le agregaron 2 ml de “A” y 2 ml de “B”

A 100 ml de agua destilada se le agregaron nuevamente 2 ml de “A” y 2 ml de

“B” y gota a gota con una bureta se le agrega la solución “C”, la coloración amarilla que

resulta se va comparando con la de la muestra cuando ambas se igualan se lee la

cantidad de NH4Cl gastado.

Cálculos:

mg/L NH4 (amonio) = mg/L NH3 X 1.059

mg/L NH3 (amoniaco) = mg/L NH4 X 0.944

mg/L N (nitrógeno amoniacal) = mg/L NH3 X 0.833

CO2 disuelto:

Reactivos:

Solución A de tartrato sódico – potásico al 30%

30 g. de tartrato sódico-potásico se aforan 100ml. Con agua destilada.

Solución B solución alcohólica de fenoftaleína al 10%

0.1 g de fenoftaleína se aforan a 100 ml con alcohol isopropílico al 96%

Solución C solución de Hidróxido de sodio 0.05 N:

2.03 g de Hidróxido de sodio se aforan a 1000 ml con agua destilada.

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Procedimiento:

Tome 100 ml de la muestra y añada 20 gotas de la solución B.

Agregue gota a gota (con una bureta) la solución C, agitando ligeramente después de

cada gota.

Si existe el dióxido de carbono libre en la muestra, el color rojizo que toma por la

adición del hidróxido de sodio, desaparece otra vez.

Continúe añadiendo la solución C hasta que la coloración rojiza persista en toda la

muestra al menos durante 3 minutos, teniendo un fondo blanco y mirando hacia arriba.

Cálculos:

mg CO2/L = mL de NaOH gastados x 22

Materia orgánica:

Se pesan 100 g de muestra, se calientan en la mufla durante 24 hr. A 300°C, y se pesan

nuevamente. Y por diferencia de pesos se calcula el porcentaje obtenido en la muestra.

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RESULTADOS

MUESTRA PH mg/L

NH4

(AMON

IO)

mg/L NH3

(AMONIA

CO)

mg/L N

(NITRÓGE

NO

AMONIAC

AL)

C02

MG/L

mgCl-/L MATERIA

ORGANICA

%

Edificio. M 8.33 1.88 1.99 3.85 512 2537.2 9.54

Edificio Y 8.45 2.36 2.49 1.9 220 499.84 9.95

Edificio R 8.21 2.36 2.49 1.9 506 499.84 12.62

“Playa” 11.61 0.411 0.435 0.338 132 1973.38 7.56

Caja 4 8.8 18.0 18.0 18.0 88 139.67 12.69

Caja 2 8.8 18.0 18.0 18.0 336 799.75 10.24

Caja 1 8.8 18.0 180 18.0 264 799.75 15.15

Caja 3 18.0 18.0 18.0 173 899.21 13.1

TABLA 1

NÚMERO

DE

PLANTA

NOMBRE

DE LAS

PLANTAS

CONDICIÓN

DE LA

PLANTA

ALTURA

INICIAL

(cm)

ALTURA

FINAL

(cm)

DIFERENCIA

EN (cm)

1 WINNIE ABONO 42.8 44 2.8

2 PONNY TESTIGO 5.5 6.5 1.0

3 PAY ABONO 27.9 28.4 0.5

4 RABANITO TESTIGO 45.6 6.2 0.6

5 FLAMITA TESTIGO 41.4 42 0.6

6 ZHAONERR ABONO 26.4 27.1 0.7

7 WAFFLES ABONO 11.2 14.3 3.1

TABLA 2

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ANÁLISIS DE RESULTADOS

En base a los análisis realizados, podemos decir que pH de los suelos del plantel se ve

afectado por la baja cantidad de materia orgánica la cual ocasiona un bajo intercambio y

retención de iones y agua, lo que provoca un suelo pobre en nutrientes, esto se refleja

en las bajas concentraciones encontradas para el ión cloruro.

La cantidad de materia orgánica en las muestras del abono se puede explicar a partir de

sus valores encontrados de pH los cuales favorecen la fijación del ión amonio, esto se

comprobó con los altos valores de estos iones encontrados en la cuantificación, también

refleja una alta actividad de las bacterias heterótrofas. Pues las lombrices se alimentaron

durante este tiempo con fruta casi fresca. Es importante recordar que los valores

deseados para el abono de lombriz se encuentran entre 7-5 y 8.6.

El CO2 tiene orígenes diferentes en el suelo, el desarrollo de la vegetación, la

descomposición de compuestos orgánicos por la acción de bacterias y mohos quienes

consumen proteínas, almidones y celulosa dando como producto de este proceso CO2

principalmente y NH3, H2S, SO2 , ácidos orgánicos y otras sustancias que no se oxidan

completamente; esta sustancias sufren una descomposición adicional posteriormente y

por parte de una amplia variedad de microorganismo produciendo biomasa y

consumiendo una cantidad adicional CO2 , esto puede explicar porque nuestros valores

encontrados para el CO2 son muy bajos en el abono.

CONCLUSIONES

Podemos concluir entonces que la calidad del abono producido es alta es alta, y por lo

tanto han mejorado considerablemente las propiedades físicas y químicas del suelo de

las cajas donde habita la lombriz, así como el suelo abonado de las macetas de las

plantas de prueba, se ha favorecido el crecimiento y desarrollo de la planta, pues aunque

es poco el tiempo que hemos trabajado con ellas en este proyecto, se ve que las hojas

están más brillosas, han crecido algunos centímetros y su floración dura un poco mas

con respecto a las plantas que no fueron abonadas con humus de lombriz, como lo

reporta la tabla 3. Además de que también el desarrollo de la lombriz roja californiana

ha sido muy favorable pues la población se ha incrementado considerablemente en estas

ultimas fechas.

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REFERENCIAS

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atmósfera, Universidad autónoma de chapingo.

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C. Browron company publishers Dubuque Iowa, 1978.

3. Enciclopedia multimedia Encarta 2006.

4. www.sagan-gea.org

5. http://mx.geocitis.com/lombricomposta

6. http://www.lombrizcolor.com.mx

7. Bohm, Hinrich, et alt Química del suelo, México 1993 ed Limusa .

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