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La biodisponibilidad de los elementos trazas en el suelo Guillaume ECHEVARRIA

La biodisponibilidad de los elementos trazas en el suelo Guillaume ECHEVARRIA. Laboratoire Sols et Environnement ENSAIA-INPL/INRA, Nancy, FRANCIA. Transferencia de elementos trazas met á licos en el sistema suelo-planta. Absorci ó n. Transporte. Fase l í quida.

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La biodisponibilidad de los elementos trazas en el suelo Guillaume ECHEVARRIA

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  1. La biodisponibilidadde los elementos trazas en el sueloGuillaume ECHEVARRIA Laboratoire Sols et Environnement ENSAIA-INPL/INRA, Nancy, FRANCIA

  2. Transferencia de elementos trazas metálicos en el sistema suelo-planta Absorción Transporte Fase líquida • Dinámica del agua en el suelo : • porosidad • cantidad drenaje BIODISPONIBILIDAD Fase sólida Lixiviación

  3. ? Photo : C. Schwartz, LSE

  4. INTRODUCCION ¿Calidad de las cosechas? ? Fase líquida ? ¿Calidad de los suelos? ? Fase sólida ¿Lixiviación? ¿Calidad del medio ambiente?

  5. Transferencia de elementos trazas metálicos en el sistema suelo-planta • Absorción : modelo tipo «Michaëlis-Menten» • V = (Vmax . C) / (Km + C) • Transporte : • Diffusivo en un gradiante de concentración : 1era ley de Fick : J = - De . (dC/dx) • Diffusión efectiva (De) : • Diffusión en el agua • Porosidad • Tortuosidad • Reactividad con la superficie de los poros • Convección : evapotranspiración de la planta

  6. Absorpción de los elementos trazas metálicos por las raíces Flujo entrante neto (µmol cm-2 sec-1) ? Fase líquida Imax Planta acumuladora Imax/2 Planta no acumuladora Cl (µmol) Km Cmin

  7. Transferencia de elementos trazas metálicos en el sistema suelo-planta • Biodisponibilidad • Intensidad : concentración del elemento en solución • Cantidad : cantidad de elemento que puede ser transferida a la solución a partir de la fase sólida (=lábil=intercambiable=disponible) • Capacidad : poder amortiguador que expresa la capacidad del pool lábil a reabastecer la solución (en un sentido positivo o negativo)

  8. Representación de la fitodisponibilidadde los metales en los suelos Quantidad E0-1min = 25 mg kg-1 E1min-3mois = 450 mg kg-1 Intensidad 0,125 mg l-1 E>3mois = 600 mg kg-1 Capacidad 200 l kg-1 (Fuente: Fardeau, 1993)

  9. Suelos lateríticos (Ferralsols) naturalmente ricos en Ni de Nueva Caledonia

  10. (c) Observaciones con MicroscopiaETde las goetitas acicular (a), aguja (b) y de los óxidos de Mn (c). (a) (b) Contenidos promedios de las goetitas acicular (A), aguja (B), óxidos de Mn y partículas de talco con análisis EDAX.

  11. Ejemplos de níquel fitodisponible Plateau Lorrain (F) Luvisol, pH=5,9 NiT=24,2 mg kg-1 1,8 0,7 0,0053 21,7 Ouénarou (N-C), OUE 1 pH=5,6 NiT=6280 mg kg-1 2,2 17,7 0,012 6262 Ouénarou (N-C), OUE 2 pH=6,1 NiT=9420 mg kg-1 721 31,2 0,179 8699 (Echevarria et al., 2000)

  12. (3b) Reducción de los óxidos de Fe y de Mn 300 500 400 200 300 Mineralisación de las MO Mn, Fe (mg.l-1) Eh (mV) 200 25 100 100 20 0 0 0 20 40 60 80 15 C decomposition rate (‰) Solubilisación de Ni y de Co Incubation time (days) 10 80 5 5 4 60 0 3 0 20 40 60 80 40 Incubation time (days) 2 20 1 0 0 20 40 60 80 0 Incubation time (days) Co/Cotot (x10-3) Ni/Nitot (x10-3) MnII FeII Eh MO del suelo + glucosa MO del suelo Co Ni (3a) (3c)

  13. Gœtita de síntesis Composición elemental ------- (% atómico) ------- Fe 32 0 66 Ni 1 a-FeOOH Biodisponibilidad(ppm) CNi 0,018 E1min 6,6 E4meses 2,3 E>4meses 66,1

  14. Relleno de desechos de mina de asbesto - Antigorita Composición elemental ------- (% atómico) ------- Mg 23 Si 17 Al 1,5 Fe 1,1 0 58 Ni 0,3 Mg3Si2O5(OH)4 Biodisponibilidad (ppm) CNi 0,478 E1min 7,7 E3meses 5,0 E>3meses 1877

  15. Serpentina alterada en Albania Composición elemental ------- (% atómico) ------- Mg 1,2 Si 7,7 Fe 30,3 0 58,2 Ni 0,4 Gœtita con impurezas arcillosas Biodisponibilidad (ppm) CNi 0,046 E1min 1,4 E3mois 1,4 E>3mois 2439

  16. Suelo contaminado por una fundición de hierro-níquel Composición elemental ------- (% atómico) ------- Mg 0,7 Si 3,2 Fe 30,6 0 59,8 Ni 0,5 Cr 1,3 Gœtita Biodisponibilidad (ppm) CNi 0,022 E1min 0,6 E3meses 0,6 E>3meses 446

  17. Suelo contaminado por la atmósfera (Refinería de níquel) Composición elemental ------- (% atómico) ------- Mg 3,1 Al 11,8 Si 17,6 Fe 4,2 0 62,0 Ni 0,3 Filosilicatos (ilita, kaolinita) Biodisponibilidad (ppm) CNi 0,084 E1min 18,3 E3meses 115,2 E>3meses 403

  18. Extraccion del Ni comparada con la del Feen suelos del Plateau Lorrain (Calcosols)

  19. Uso de las extracciones químicas para medirla biodisponibilidad de los ET en los suelos • Agua(soluble) • Solución salina :desplazamiento de ionesfácilmente intercambiables • Soluciones complejantes :desplazamiento de iones fácil a medianamente intercambiables • Destrucción de loscomponentes del suelo :hasta el contenido total de los ET

  20. Diagnósis de la biodisponibilidadde los ET por extracción química : métodos(Programa QUASAR, coordinador D. BAIZE, INRA Orléans) Suiza Alemaña

  21. Adquisición de referencias para interpretar la extracción de Ni con DTPA (L’Huillier y Edighoffer, 1996)

  22. Influencia del pH del suelosobre la biodisponibilidad del cadmio

  23. Influencia del pH del suelosobre la biodisponibilidad del zinc

  24. Transferencia de zinc a los granos de trigoen función de la cantidad extraída (CaCl2)

  25. Influencia del pH del suelo sobre la biodisponibilidad del cobre

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