Cromatografía E. Pfeiffer

8/19/2019 Cromatografía E. Pfeiffer

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CROMATOLOGÍA APLICADAA PRUEBAS DE CALIDAD

Ehrenfried E. Pfeiffer

El material aquí contenido apareció originalmente en BIO-DYNAMICS,

Números 49, 50 & 54. Más tarde, fue revisado para esta edición por Erica Sabarth.

Bio•Dynamic Literature P.O. Box 253 Wyoming, Rhode lsland 02098

© 1984 Bio-Dynamic Literature, Wyoming, Rl 02101 ISBN 0-938250-21-3

CROMATOLOGÍA APLICADA A PRUEBAS DE CALIDADEhrenfried E. Pfeiffer

El Arte y la Ciencia del compostaje(Observaciones recientes y Métodos de prueba)

Es obvio que los análisis químicos de una composta en relación a su contenido de nitrógeno, fósforoy potasio (NPK) sólo muestran una limitada e incompleta información en relación a su valor biológico.Tampoco dice en realidad que tan buena es la composta. Hay plantas, cuyas raíces son muy sensibles amaterias primas crudas en descomposición, las cuales demandan el mejor de los humus – por ejemplo, lasleguminosas y los pastos finos; hay otras – como el maíz, los tomates y las uvas – que prosperan bien enmateria cruda. No hay una sola composta para todo, tampoco se puede definir como composta todo elmaterial orgánico o de desperdicio (a través de todas las etapas de fermentación y descomposición desde elmomento que llega al depósito o patio de compostaje).

Saber, juzgar correctamente y evaluar la calidad biológica de todas las compostas, no solo esimportante para el campesino, el jardinero y el hortelano, de tal manera que ellos puedan seleccionar el tipoapropiado y la cantidad a aplicar con un resultado óptimo al menor precio o desperdicio, sino que tambiénes importante para el que elabora composta en pequeñas hortalizas así como para los fabricantes de lamisma a gran escala. Ellos tienen que tener éste conocimiento para producir el mejor material al menorprecio y con la menor pérdida de materia orgánica, nitrógeno y otros ingredientes valiosos.

El problema se ha complicado por el hecho de que, a causa de la diferencia en su biología o valorintrínseco, las compostas con casi el mismo contenido de NPK tanto en pruebas de macetas como decampo han dado muy diferentes resultados en relación al crecimiento, rendimiento y estado de salud de lasplantas. Una estación experimental en Alemania comparó recientemente varias compostas de productoresde composta en basureros municipales y encontró que una composta, en la planta piloto de Erlangenproducía en pruebas con espinacas y zanahorias, mucho mejores rendimientos, aun cuando esta compostafue aplicada a razón de una cuarta parte en relación a las otras compostas con las que estaba siendo

comparada.Experimentos llevados a cabo por la Estación Experimental Portuguesa en Ponta Delgada, Azores,

con compostas hecha con el Starter B.D. de Composta, mostraron que la tasa de aplicación de composta deun séptimo en relación al mejor estiércol de granja producía iguales rendimientos. Esto condujo al gobiernoa otorgar un 20% de subsidio (20% de los precios de menudeo) a los fabricantes de compostas para hacerlas compostas accesibles a los productores. En términos de valor fue estimado que, el valor intrínseco deestas compostas, es equivalente sino es que hasta un poco mas alto, que el valor de NPK, debido a lapresencia de materia orgánica y elementos trazos, y en vista de la incrementada disponibilidad de todos losminerales debido a la acción de ciertas bacterias y la calidad del humus, esto es, materia orgánicatotalmente digerida (no materia orgánica cruda). A todos estos factores les vamos a llamar Valor Biológico.

Mientras que es fácil hacer pruebas biológicas para NPK siguiendo los métodos reconocidosoficialmente (AOAC) (1), ha sido hasta ahora un problema difícil determinar el Valor Biológico. Un problemaha sido el “que buscar”; otro ha sido el desarrollo de métodos analíticos adecuados.


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El Laboratorio de Investigación Bioquímica de la Asociación de Agricultura y HorticulturaBiodinámica, Inc. (Este laboratorio fue fundado por Dr. Pfeiffer en 1946, fue cerrado en 1975) ha dedicado muchos estudiospara resolver estos problemas durante los últimos 10 años. Ha trabajado para establecer métodosapropiados de compostaje con el más alto grado de eficiencia, y ha desarrollado métodos de muestreo ypruebas que hacen posible juzgar los valores químicos así como los biológicos de la composta. Algunos deestos métodos van a ser descritos en éste artículo. Sin embrago, antes de que podamos hacer esto, debenser descritos los procesos de compostaje y acontecimientos durante la fermentación. El autor de éste

documento ha incorporado su conocimiento y observaciones en un manual que expone nuestroconocimiento en detalle con una vista al composteo a gran escala (2). Este artículo servirá como unsuplemento a éste manual, profundizando más en el problema.

En la literatura, encontramos descritos varios métodos para la determinación del así llamado“humus”. Humus no es una substancia química definida sino un estado de la materia, una integración de lomineral con la materia orgánica. Esta, por ejemplo, el humus ácido en los suelos del bosque el cual esenteramente diferente de un humus coloidal neutral; esta es humus alcalino-soluble; esta el concepto de“substancia orgánica efectiva” del Profesor Springer´s. (3) Para determinar estos, se han desarrolladobuenos métodos analíticos (3,4). Todos estos métodos son valiosos pero aún no dan una imagen completade la situación biológica.

Es en la naturaleza del composteo donde uno trata con materiales de desecho, basura, desechosde plantas de jardines, pastos, rastrojos, pasturas o silos viejos, restos de semillas, abrojo de algodón,desechos de rastro, desechos de cosechas, fango, enredaderas de ejotes u otros desechos de procesos de

agricultura, pomadas, panes de aceite comprimidos, estiércoles de todo tipo, hojas, hojas de coníferas,viruta de madera, aserrín, etc. Todo esto no ha sido composteado, aún no es humus. Entre estas materiasprimas y el producto final existe una larga cadena de reacciones y transformaciones. Todas estassubstancias son llamadas orgánicas – no tanto 2 porque contienen estrictamente materia orgánica (o seaque son compuestos de nitrógeno, carbón, oxigeno, mas sulfuro y fósforo en la molécula orgánica), sino acausa de su origen proveniente de un proceso orgánico; por ejemplo, el crecimiento y la vida a la cual debensu existencia.

El producto final es composta, humus en varios grados de descomposición o fermentación. Y al finalde todo esto; en contacto con el suelo, la tierra de composta y el humus del suelo van a surgir bajocondiciones favorables. Bajo condiciones desfavorables, solamente “tierra” va a resultar, con un contenidorelativamente bajo de materia orgánica; esto es, el producto se ha mineralizado y el objetivo de crearmateria “orgánica” para el suelo se ha perdido. Nada queda de la estructura y naturaleza de los materialesoriginales.

En el manual (2), se han discutido las tres fases de compostaje:

Primera: La fase de descomposición, la cual efectúa el cambio primario del material original crudo; aquí las proteínasoriginales, los aminoácidos, proteínas, celulosas, carbohidratos, azúcares y ligninas son descompuestos.Esto podría suceder por la descomposición normal sin la interacción de microorganismos (bacterias, porejemplo), pero normalmente están presentes, microorganismos, bacterias, hongos y organismos animalesmicroscópicos, los cuales digieren materia orgánica.

Segunda: La fase de reconstrucción: los microorganismos entran en acción y transforman los materiales originales, loscuales usan de alimento, construyendo sus propios cuerpos. Ahora bien, es muy importante el tipo de

actividad microbiológica que se pre-establece: aquélla que resulte solamente en la emisión de dióxido decarbono, amoniaco, nitritos o bisulfuros de hidrógeno, o; los otros tipos, que estabilizan la descomposición yproducen ya sea un humus estable o inestable, un humus perdurable o perecedero.El humus estable va a construir el suelo; el humus inestable y perecedero va a aportar a la planta alimentopero se va a “quemar” rápidamente en el suelo y no va a tener efectos duraderos. En relación a la aplicaciónde estas compostas, es muy importante saber que tipo de suelos se va a fertilizar. Suelos arenosos, con unbuena aireación y calentamiento rápido en el verano, necesitan un humus mucho más estable y duradero,mientras que los pesados suelos arcillosos y limosos se benefician mas con un humus inestable y de rápidadescomposición, aunque una cierta cantidad de humus estable es necesaria para construir estos suelos.

Tercera: Gradualmente, la material orgánica va a ser mas y mas descompuesta, con un pérdida de dióxido decarbono, y 3 pérdida de nitrógeno vía amonio y nitritos; o sea que, las proteínas originales y los aminoácidos

son descompuestos totalmente hasta sus más simples compuestos químicos y por lo tanto, la composta semineraliza. Entonces tenemos esa rica tierra composteada que en los viejos tiempos era llamada“composta” y que era producida principalmente por el hortelano y el agricultor, pero su Valor Orgánico esmuy reducido, mucho más abajo del potencial de los materiales originales.


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De aquí que en la práctica, encontramos compostas con un 40%, 30%, 20%, 10% o menos % de

“materia orgánica” (determinada por el método de combustión u oxidación) sin importar que su contenidooriginal haya sido de 60%, 50%, 20% o menos. Muy pocas compostas manufacturadas contienen tantocomo un 30% de materia orgánica, y aún menos compostas contienen 40% de materia orgánica.

Decir que una composta es 100% materia orgánica es erróneo. Puede ser 100% materia orgánicadebido a su origen (hecha enteramente a partir de materiales de desecho producidos exclusivamente por los

procesos de vida de plantas y animales), pero ciertamente no contiene 100% de materia orgánica. Esto sedebe a la naturaleza de los tejidos vivos (o células) los cuales se componen de 70% a 90% agua, 15% a20% de estrictamente substancia “orgánica” (o sea, proteínas, aminoácidos, carbohidratos – en resumen,compuestos de carbono) y de 2 a 10% de materia mineral inorgánica – fosfato, potasio, calcio, magnesio,elementos inorgánicos mayores y menores (trazos). El nitrógeno es parte de la substancia orgánica; partede la materia inorgánica puede estar presente en los compuestos orgánicos pero también puede estarpresente como sales o de otra forma. Los minerales compuestos presentes en la materia orgánica sonmenos propensos a ser lavados que aquéllos presentes en estados estrictamente inorgánicos – sales, porejemplo, y, sobre todo potasio. Esto es cierto siempre y cuando los compuestos orgánicos son estables.

Ahora bien, hay además, una gran diferencia entre si estos componentes orgánicos sonconservados - esto quiere decir encerrados en los cuerpos vivientes de microorganismos -, o están“flotando” libres en alguna fase de la descomposición. Solamente si están encerrados van a ser estables.Tan pronto como las condiciones de humedad, calor o aireación les favorecen, la descomposición y pérdida

continuará. Mientras que el agricultor ó el hortelano tiene solamente un control limitado a estos procesos, elfabricante industrial va a hacer bien en familiarizarse con el conocimiento científico del compostaje,solamente por razones económicas. El necesita esto para sus controles de producción, máxima eficiencia,(el ahorro más que la perdida de substancias valiosas) y finalmente, por la producción de cultivos con altovalor cualitativo y biológico. Por supuesto que es cierto que el simple concepto de NPK aplica correctamenteuna vez que el Estado de completa mineralización de la composta ha sido alcanzado, porque entoncestodos los valores biológicos intrínsecos han sido perdidos. 4

Es necesario darle un seguimiento cuidadoso a todos estos procesos, con experiencia,conocimiento, y donde sea posible con métodos analíticos. El fabricante de composta en grandescantidades, necesita este conocimiento. De hecho, el agricultor y hortelano deberían conocer y apreciarestas diferencias, porque ellos son la clave para las tasas de aplicación, aunque el contenido de NPK puedano variar mucho, y la eficiencia en la aplicación consecuentemente es diferente.

El agricultor se puede ahorrar mucho dinero si utiliza una composta con un valor biológico más alto.

Utilizaría entonces menos cantidad de Composta por acre. Piense solamente en la diferencia del tiempo decarga y distribución, y en la reducción de compactación del suelo debido a la reducción en viajes demaquinaria pesada sobre su terreno para la aplicación. Para el productor, esto también significa pesos ycentavos, porque el costo de manejo al producir una composta de mayor o menor calidad es casi igual.

En nuestro laboratorio hemos analizado cientos de compostas. Hemos visto muy pocas con 40% omás de materia orgánica y alta disponibilidad de minerales. La dificultad hasta ahora ha sido que no haexistido ningún método de análisis para determinar el Valor biológico del suelo. Ahora vamos a discutir losdiversos métodos de análisis y evaluarlos. Para muchos de nuestros lectores, esto debe sonar raro, sinembargo les haría bien leerlo, porque este conocimiento es para su beneficio.

pH: Esto determina el grado de acidez o de alcalinidad. 7.0 es neutral, 8.0 o más es estrictamente alcalino.Debajo de 7.0 es ácido, 5.0 sería demasiado ácido. Los materiales en descomposición son ácidos enytre 5.0y 6.5, debido a la liberación de ácidos orgánicos. De ahí que, estas compostas ácidas pertenecen casi

siempre a la fase 1. Toda la acción biológica bacterial, aeróbica, natural que avanza hacia la formación dehumus tiende a producir una reacción alcalina, en general de 7.1 a 8.0. Cuando la composta se mueve deácida a neutral, indica que la segunda fase ha empezado 7.1 a 8.0 indica el inicio de la estabilización. Sepueden dar algunas excepciones, las cuáles las dejamos para los expertos. Se utilizan medidores de pH, óindicadores colorimétricos para una rápida orientación. Diferentes métodos dan de alguna manera diferentesvalores.

Contenido Total de material Orgánica: Se determina por la combustión o la oxidación de los componentesde carbono. Esta determinación no muestra el estado en el cual la materia orgánica esta presente. Unpedazo de carbón y una proteína de planta no podrían ser diferenciados. Sin embargo ésta prueba es muyvaliosa para darle seguimiento al detrimento descendente de la materia orgánica de su contenido originaldurante la fermentación.Durante la fase 1, esta tendencia al detrimento es mayor porque hay muchos microorganismos que

intervienen en la descomposición consumiendo materia orgánica y produciendo dióxido de carbono. Durantela fase 2 una estabilización toma lugar bajo condiciones favorables 5, muchos organismos se puedendesarrollar de tal manera que producen un ligero incremento en la materia orgánica, así como las plantaslo hacen en los campos, para compensar las pérdidas iniciales o incluso para mejorarlas. De aquí que es


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muy importante, pasar a través de la fase 1 tan rápido como sea posible y detenerlas pérdidas excesivasen la fase 2. Aquí radica el éxito o fracaso del compostaje económico y eficiente.

Hemos visto muchas compostas que perdieron más del 50% de la materia orgánica original. Entremás alto el contenido orgánico, mayor es el peligro de pérdidas y mucho más cuidadoso debe uno trabajar.El peligro de pérdidas es mayor con la fermentación rápida y caliente. Éste método el cual nosotrosfavorecemos por su mayor economía, necesita considerablemente más habilidad y conocimiento que lafermentación fría y mojada. Esta última es el viejo método del montón en el jardín, con 50% de humedad

o más. La completamente diferente fermentación lodosa anaeróbica no va a ser descrita aquí. El métodorápido y caliente de fermentación trabaja con un contenido de humedad de 30-40%, aunque un productoseco debajo de 20% no muestra una acción importante. De ahí que éste método, requiere conocimiento ycontrol continuo.

Repetimos: para decidir que proceso introducir y juzgar es muy importante que se conozca muy bienel tipo de material orgánico que uno tiene. La pruebo de materia orgánica no da la respuesta a esta cuestión.En laboratorio, el determinar cuál método da mejores resultados ya sea reduciendo a cenizas o en un tren decombustión, o con el método de oxidación húmeda, esta sujeto a discusión e involucra circunstancias que noes necesario discutir aquí.El producto final de la descomposición de carbón en compuestos orgánicos es CO2 dióxido de carbono.Muchos organismos de la fase producen dióxido de carbono. Entre más activos son, más CO2 escapa. Estoexplica en parte las pérdidas de materia orgánica. Es indispensable que los cambios en los procesosnaturales o bioquímicos se lleven a cabo antes de la formación de dióxido de carbono, y que los materialessean utilizados por otros microorganismos antes de la descomposición final a CO2, amoniaco o nitrogenolibre. En nuestro laboratorio (El Laboratorio de Investigación Bioquímica de la Asociación de Agricultura y HorticulturaBiodinámica, Inc. mencionado anteriormente) usamos muestras medidas de composta en tubos de fermentacióny determinamos las cantidades de CO2 que son producidas durante un período de tiempo – dos, tres, cinco,siete y catorce días. Esto da una medida de la intensidad de descomposición y pérdidas de materia orgánica.En la composición de Starter B.D. para composta, hemos reducido la presencia organismos productores dede CO2 al absolutamente mínimo, con la esperanza de que otros organismos más económicos crezcansuficientemente rápido como para rebasar y sobrepoblar aquéllos organismos desperdiciadores naturalmentepresentes en materiales de desecho. 6

Materia Inorgánica: De nuevo, las cenizas de las pruebas de combustión dan solamente la suma total y deninguna manera informan si es de origen mineral o de alguna célula o tejido que alguna vez estuvo vivo.

Analizar estas cenizas por su composición implica procesos analíticos muy complejos. Las pruebasespectográficas pueden servir como orientación inicial pero no es confiable, no tanto por el método utilizadosino más bien por los errores de muestreo. Los materiales heterogéneos de muestras pequeñasnecesitarían muchas pruebas repetidas para llegar a una media (promedio) aceptable. Esto es un asuntopara el químico experto.

Humedad: La determinación del contenido de humedad es importante, no solo para el producto final sinodurante todo el proceso de fermentación. Los microorganismos son muy especializados, están adaptados aniveles de humedad específicos. De aquí que, el contenido de humedad, va a indicar que organismos bajociertas condiciones dadas van a sobrevivir o van a quedar inactivos.

El estudio de los suelo aporta mucha información en el tema del contenido de humedad ideal para lafermentación, el cual es muy diferente de aquél necesario para mantener y preservar materia terminada.

Tan pronto como la estructura celular y paredes de los materiales originales son destruidas, lahumedad se va a rezumar (escapar) mecánica o biológicamente. De tal manera que frecuentemente, alprincipio tendremos un contenido de humedad más alto. Este es el caso especialmente con estiércol decerdo de vaca y fango. La excesiva humedad predispone a la fermentación anaeróbica, especialmente si losmontones de composta están apretados, compactados o son de mucha altura o demasiado anchos, o estánsituados en suelos con poca capacidad de drenaje donde se estancan los efluentes de los montones o elagua de lluvia.

Un documento Ruso de 1911 (el original se perdió y la su procedencia no puede ser citada)explicaba que las condiciones ideales en suelos negros neutros en Ucrania, los cuales pertenecen a lossuelos húmicos más fértiles, se mantenían cuando las tasa de precipitación y la taza de evaporación deagua estaban balanceadas. Estos suelos absorben humedad y la retienen pero no se ven anegados oempapados. Comparamos éste estado con el de una esponja exprimida que no gotea. Éste estado asegurala máxima aireación en un suelo. El aire es importante, ya que la mayoría de los microorganismos

formadores de humus necesitan aire para respirar. Además, la fijación de nitrógeno se efectúa mejor en lacapa superficial de tierra, dado que estos organismos adquieren nitrógeno del aire. Si se les excluye delaire, van a consumir nitrógeno derivado del desperdicio orgánico y causar así considerables pérdidas denitrógeno. La fermentación rápida y caliente trabaja mejor con un contenido de humedad que varía de 30 a


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40%, la fermentación fría trabaja mejor con un contenido de humedad que varía entre 40 y 50%; el límitesuperior de una fermentación aeróbica económica es de 65%. Un grado más elevado de humedad traeríaproblemas considerables; 7 favorecería la descomposición o la putrefacción durante algún un tiempo hastaque el calor del montón de composta y la sed de los microorganismos haya reducido la humedad a losniveles óptimos. Los volteos frecuentes, o los montones planos pueden acelerar al proceso de secado,siempre y cuando no llueva; si llueve entonces las cosas se ponen peor.

El control de humedad en el composteo industrial es tan importante que recomendamos un medidor

de humedad para controlar y corregir los excesos o la falta de humedad inmediatamente en este tipo deoperaciones. Una humedad baja se corrige exactamente con cálculos; esto es, nosotros no añadimos aguasino que la medimos. Aquí el agricultor o el hortelano tienen una desventaja y tiene que tomar las cosascomo vienen. Eventualmente, también el va a obtener humus o tierra d composta, porque éste es el estadofinal de las cosas: regresar al suelo.

Nitrógeno Total: El método analítico para la determinación de nitrógeno es un método estrictamente delaboratorio y requiere de habilidad. Muestra solamente la cantidad de nitrógeno y no de donde proviene.También hay métodos, al alcance del químico, para la determinación de nitrógeno amonio, nitrógeno nitrito ynitrógeno nitrato, así como para extracciones rápidas de éste último – como en el caso de análisis desuelos, los cuales son útiles en el campo para tener una orientación rápida. Para una determinación exacta,los métodos AOAC son los únicos permisibles.

Para el control de la fermentación de la composta casera, los métodos de extracción rápida su útiles

para saber cuanto amonio, nitrito y nitrato desarrolla un montón. El amonio es el producto descompuesto dela acción bacteriana o componentes de nitrógeno en descomposición y puede ser considerado como un“producto final” de la descomposición. (En los tejidos animales esto correspondería al metabolismo-N y laformación de urea.) En el campo, el olor a urea indica el grado al que los materiales originales se handescompuesto y el nitrógeno eventualmente perdido. Es del interés del compostaje económico interrumpir laproducción de amonio antes de que sea demasiado tarde, o dirigir una fermentación de tal manera que lasbacteria se establezcan y reconstruyan componente de nitrógeno más estables – por ejemplo; proteínabacterial. Establecer este balance es realmente el “secreto” del composteo científico y exitoso. Los mediosson: control de temperatura, aireación, mezcla apropiada de ingredientes, volteo de los montones en elmomento correcto para interrumpir el calor excesivo y prolongado en los mismos. El valor del nitrógenoahorrado va a, más que compensar el gasto de volteos con equipo apropiado. En operaciones a granescala, la ventaja es que aunque las máquinas diseñadas para éste propósito son costosas, se pagan a símismas dados los bajos costos de operación. Con una máquina de carga frontal “Barber Green” pudimos

voltear y mezclar montones a un velocidad de 60-80 ton/hora a un costo d 20 centavos/ton (todo incluido.mano de obra, 8 mantenimiento, depreciación, etc.). El pequeño productor de composta tiene de nuevo unadesventaja aquí. Sin embargo, voltear y mezclar el montón en el momento correcto uno puede ahorrarsemucho de las pérdidas de N u convertir la composta más rápido en humus. La nariz humana es muysensible al olor de amonio. Un aparente fuerte olor puede significar una concentración de solo 0.1%, lo cuales insignificante.

Si un montón desarrolla mucho calor y amonio, lo volteamos inmediatamente junto con otro montónque ya esté frío y no huela a amonio. Con el uso del “Barber Green”, esto para nada es un problema. Quizáen el futuro tengamos máquinas más pequeñas y baratas para las operaciones a mediana escala; o seacomo para 500-3,000 ton/año. Lo que debemos recordar es que el amonio es siempre el indicador delproceso de descomposición y de la presencia prevaleciente de microorganismos productores de amonio.

Menos notoria es la descomposición a nitrito a través de otros microorganismos. Esta forma denitrógeno se colapsa fácilmente y emana nitrógeno libre, generalmente es una pérdida total. De aquí que

estas bacterias no son deseables para nada, aunque son de ayuda en la fase inicial de la descomposición(fase 1). El problema es interrumpir su actividad lo más pronto posible, por los mismos métodos indicadospara el amonio, para, lo más rápido posible, inducir la fase 2 de la fermentación.

La aireación también va a ayudar a promover el tercer grupo de organismos los cuales o formannitratos o fijan nitrógeno en compuestos más complejos – por ejemplo, bacteria proteica y aminoácidos.

En el campo, los nitritos y nitratos se pueden determinar a través de métodos de extracción rápida,como los utilizados para los suelos. De hecho, deben ser determinados de esta manera a menos que hayaun laboratorio cerca, ya que una muestra - entre la toma y el envío - cambia muy rápido, de tal manera queal amonio y el nitrito se opacan, mientras que los nitratos en una muestra seca tienen más estabilidad.

Utilizando tubos de fermentación para estudios bacteriológicos en el laboratorio, determinamos lapresencia de formadores de amonificadores (ammonifiers), nitrificadores (nitrifiers) y nitratificadores (nitrate-formers). La muestra de composta o el cultivo puro, como sea el caso, se mantiene en estos tubos defermentación en una incubadora con una temperatura controlada (utilizamos 29°C), la cantidad de amonio,

nitrito y nitrato producida por un muestra (medida por su peso) se pesa después de 3, 5, 7, y 14 días. Deesta forma adquirimos un entendimiento más profundo en el proceso actual presente en cualquier muestradada y correspodiente a la situación del montón.Uno también podría llegar a tener una respuesta separando y aislando los organismos de un medio de


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cultivo y determinar las especies, etc. Pero esto es una larga y tediosa tarea la cual requiere de personalespecializado entrenado específicamente en la bacteriología de la composta fermentada, lo cual aún no seenseña y por lo que no existe ningún texto al respecto.

SE dice que uno tiene que dejar esto a la naturaleza, que las condiciones apropiadas seestablecerán por sí mismas, esto 9 no se puede negar. Esto es lo que ha sucedido desde que existen lossuelos. Pero la economía de la elaboración de composta exige mejores métodos que eso; requiere demétodos para ahorrar tiempo y para conservar sus materiales. Esto es una necesidad si uno quiere hacer

negocios. Como las condiciones apropiadas para muchos de los microorganismos involucrados pueden serestudiadas, no es muy difícil implementar los procedimientos adecuados. Aquéllos que niegan esto, prubanque aún no conocen los hechos.

La aparición del nitrato viene en una etapa posterior de la fermentación como signo del principio dela estabilización y mineralización. De hecho, una composta terminada debería contener solamente nitrógenoorgánico estable y una pequeña cantidad de nitratos. Con respecto a los suelos, se dice que alrededor del5% de material orgánica de un suelo debería estar presente en forma de nitrógeno. Esto, por supuesto, noincluye materia sin descomponer ó abono verde.

Como regla, esto aplica a muchas compostas, también. No se debería insistir demasiado en elpunto sino servir como rápida orientación.

Durante la fase de descomposición, la presencia de aminoácidos libres puede ser demostrada conmétodos cromatográficos. Nosotros utilizamos un método que ha sido publicado por aparte (5, 6). ASsícomo la presencia de aminoácidos libres puede ser demostrada en el humus de los suelos, especialmente

en aquéllos donde se han cultivado leguminosas durante períodos prolongados, mientras que los sueloserosionados y mineralizados muestran menos variedad de aminoácidos y menor cantidad de cadaaminoácido. Sin duda, en una composta bien establecida el nitrógeno orgánico esta ligado a las proteínas yaminoácidos. Cuando se completa la fermentación hacia la formación de humus, ninguno, o muy pocosaminoácidos aparecen porque todo el nitrógeno esta fijo a formas de vida más complejas. Los mismo aplicaen los ácidos orgánicos simples – acético, cítrico, málico, y algunas veces ácido oxálico – esto es, ácidos sinnitrógeno, el cual además aparece en el estado libre solamente durante la descomposición. Nuestroslectores pueden ahora empezar a entender porqu´pe el término “nitrógeno total” no puede cubrir ladiferenciación en relación a su origen, valor biológico, estabilidad o inestabilidad, disponibilidad, y liberaciónrápida ó lenta en el suelo, factores todos muy importantes para la eficiencia y aplicación de la cantidad decomposta – en resumen, factores de calidad y valor.

El problema de la relación C:N (carbón-nitrógeno) ha sido discutido recientemente yminuciosamente investigado (3, 7), así que no es necesario entrar e detalles aquí. Mientras que la relación

sea excesivamente a favor del carbón – por ejemplo, 44:1 como en la paja ó el aserrín – es necesariodescomponer tanta materia orgánica y eventualmente desperdiciarla hasta reducir la relación C:N a unataza favorable. Se dice que la cifra ideal es de 11:1 pero, en la práctica, hemos encontrado que en unarelación de 20-22:1 uno ya obtiene una fermentación buena y económica. S no es posible mezclar unafuente de materiales 10 con alto contenido de nitrógeno con materiales de bajo contenido de nitrógeno, sedebe aplicar una corrección de nitrógeno añadiéndolo de fuentes específicas, como estiércol, cuernos, pelo,pomada de fríjol de castor, pescado, sangre animal o pollinaza. Se ha encontrado que, de los compuestosminerales nitrogenados, el nitrato de calcio es el más benéfico, mientars que la urea y el sulfato de amoniotiene que ser dosificados con mucho cuidado dado que se descomponen y se liberan fácilmente. El nitratode amonio es peligroso, porque en la composta seca puede formar una mezcla explosiva.

Una relación C:N estrecha de 8:1 o menos esta altamente expuesta a una liberación rápida denitrógeno y es muy desfavorable para estabilizar la composta. Es aquí donde existen los mayoresproblemas si uno quiere descomponer, sin pérdida, estos materiales que hemos mencionado como

adiciones correctivas.Teoreticamente, esto puede ser expresado también en otros términos. Un contenido de 1.5% denitrógeno en la composta o el estiércol, es el límite máximo de estabilización (6). Más arriba de ése límitetodos los materials van a tender a producer amonio y perder nitrógeno. Es mucho mejor ajustar bien laformula de mezclas desde el principio para que uno no exceda la concentración crítica; así uno tiene mayorposibilidad de no tener pérdidas de carbón y nitrógeno. Una vez que la descomposición ha ganadomomentum, es muy difícil detener el movimiento descendente, En unos cuantos días, uno va a observar queel contenido de 2% de nitrógeno se reduce a 1% N. Muchos estiércoles tienen. 1.5-2.5% N cuando salen delanimal. Para el momento que estos estiércoles son aplicados en los campos e incorporados en el suelo, seha reducido a 0.5% N. No por nada, muchos agronomistas dicen que abonar con estiércol es una prácticainútil. El departamento de Agricultura de los USA recomienda incorporar inmediatamente los estiércoles alsuelo. Esto, desafortunadamente, no es una solución al problema, porque la devaluación se lleva a cabo enel suelo. El compostaje y la estabilización del estiércol es una práctica que lo conserva mucho más, siempre

y cuando uno sepa como hacerlo.El amonio se conserva (esto es, se fija) en una solución ácida pero es liberado en un medio alcalino.Como los procesos biológicos tienden hacia lo alcalino, la fase productora de amonio debe ser superada lomás rápido posible. Porque la fijación de nitrógeno y esos organismos como las azotobacterias y las


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nitrosomonas, la presencia de cal (calcio), aún en pequeñas cantidades es benéfica. A menos que uno trate con materiales muy ácidos y mojados, sentimos que la cal debería ser

agregada solamente durante la segunda fase de la fermentación; entonces si, sin embargo, es muybenéfica. Uno necesita solamente 25 kg de cal bien molida por tonelada de composta. En áreas deformación caliza, donde el agua y las plantas contienen más calcio, esto puede no ser necesario. De hecho,en algunas de esas áreas se ha observado daño a plantas con requerimientos ácidos por exceso de calcio11 cuando se ha composteado basura ordinaria.

Daños causados por el calcio y la liberación rápida de amonio son parte de la razón por la quecompostas “mejoradas” pueden quemar los pastizales, flores y arbustos; están demasiado “enriquecidos”.Se sabe que el estiércol de gallina sin descomponer causa éste tipo de quemaduras.

Mientras que es relativamente fácil arrancar una composta, dado que esta en la naturaleza de losmateriales involucrados iniciar algún tipo de descomposición (la descomposición siempre va a ser elresultado), es mucho más difícil dirigir esta descomposición en líneas definidas de fermentación y corregiralguna tendencia indeseable. El conocimiento de todos los factores mencionados hasta ahora es de ayuda,pero el horticultor, el agricultor o hasta el productor de una planta de compostaje se preguntaran: ¿Cómohago para saber todo esto sin un laboratorio? Nuestra sugerencia en el pasado ha sido: (a) usar para elcompostaje, tantos diferentes materiales como sea posible, porque que entonces tengas mas posibilidad dequedarte con algo de cada proceso; (b) para poder detener la acción violenta y de un solo sentido, añadetierra como agregado, la cual va a actuar como un tipo de amortiguador y además va a favorecer eldesarrollo de organismos de la fase 2; (c) controla tu humedad; (d) en caso de que algo salga mal, voltea tu

montón. El calor excesivo es tan indeseable como un pato frío y mojado. El exceso de cualquier cosa esindeseable.Podríamos por supuesto, dar clases de composteo, mostrando los diferentes tipos de fermentación

y comportamiento de los materiales originales y explicar el porque y el como se ve el montón y su olor enrelación a como va y su particular estructura. Podríamos mostrar, para comparar, experimentos controladoscon casi todos y hasta todos los factores conocidos. De esta forma el hombre laico podría aprender porcomparación y orientarse con los ejemplos. Dí, en alguna ocasión, este tipo de instrucciones ydemostraciones. Normalmente, la gente que acudió empezó a decir como es que ellos lo hacían,asumiendo que su método era la biblia. Para mí es un enigma porque en éste campo tenemos, por un ladotanto diletantismo y por el lado de la ciencia tanto prejuicio.

Para poder realizar un operación eficiente y económica, el encargado de una planta de compostajea gran escala, necesita cierta información básica; conocer la temperatura, humedad, materia orgánica,nitrógeno. Estructura y grado de aireación, es indispensable. Es importante para el, saber cuando voltear el

montón, cuando interrumpir la fermentación, cuando y cuanta agua añadir. Se debe dar uno cuenta de que,realizar algunas de las pruebas arriba mencionadas, especialmente el aislamiento de los microorganismos ylas pruebas de fermentación, toma tiempo y la composta para entonces ya fue probablemente almacenadao vendida para cuando se obtienen los resultados.

La temperatura puede ser leída en pocos minutos; una prueba de humedad con equipo apropiadotoma hasta una hora; un a prueba micro-Kjeldahl para nitrógeno toma una hora y una macro-prueba aúnmás; la materia orgánica 12 por combustión, varias horas. (Todo esto requiere equipo analítico, básculasexactas y algo de experiencia. Todas estas pruebas muestran detalles. Nosotros hemos estado buscandoun método sencillo para revisar el patrón en general. Probamos el método de cristalización sensitivadesarrollado por éste autor, para examinar otros materiales biológicos y funciono bastante bien. Conrespecto a la composta puede proporcionar alguna información, pero el método es demasiado tedioso paraestudios prácticos. Durante los últimos tres años, hemos estado utilizando un método con papel filtro circularpara cromatografía el cual ha funcionado bastante bien, es relativamente sencillo y requiere muy poco

equipo. Éste método esta basado en la propiedad del papel filtro para separar fracciones en una solución através de capilaridad. Por lo tanto necesita un agente reactivo para “fijar” las fracciones y hacerlas visibles.

Determinación Cromatográfica de Extractos de Humus para Fracciones de composta.

Principio: La prueba descrita es una prueba cualitativa que permite separar diferentes fracciones de extractos

de humus a través de la capilaridad de papeles filtro apropiados. El papel filtro se prepara con unasubstancia foto-reactiva (por ejemplo nitrato de plata) el cual también reacciona con las substanciasextraídas.

La precipitación de esta reacción ocurre a varias distancias del punto de aplicación de la substanciaa muestrear. La distancia, el patrón, el color y al forma del área de reacción son significativas para lainterpretación de las substancias contenidas en los extractos. Al usar éste método, no se pretende identificar

la naturaleza química de la substancia reactiva, dado que el patrón obtenido, puede por sí mismo serutilizado como método de diagnóstico. Sin embargo, la identificación es posible. De todas las diferentestécnicas para cromatografía, e método circular de cromatografía fue seleccionado ya que aporta fácilmentelos resultados obtenidos con un equipo sencillo y además es fácil de interpretar.


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Método:1. Pasos Preparatorios:

Protocolo de Cromatografía

• Hacer la solución de sosa cáustica•

Sosa cáustica 1% 1 gr Sosa + 100 cc Agua de lluvia o destilada)• Mezclar 5gr de la muestra de suelo en 50 cc de la solución de sosa cáustica• Mezclar bien, después de 15 min mezclar de nuevo, después de 1hr mezclar de nuevo, dejar

reposar sin mover durante las siguientes 5hrs• Hacer la solución del nitrato de plata • Nitrato de Plata 0.5% (0.5 gr AgNO3 + 100 cc Agua de lluvia o destilada)• Preparar el papel filtro• Hacer un agujero de 2,5mm en el centro de uno de los papeles filtro• Hacer dos perforaciones con una aguja a 4cms y a 6cms del centro del papel• De uno de los papeles filtro, cortar papelitos de 2 cm x 2 cm• Hacer rollitos utilizando para ello un clavo de 2 pulgadas• Insertar uno de los rollos a través del papel perforado (usar técnica del mechique)• Llenar uno de los petris con la solución del nitrato hasta la mitad• Poner el papel filtro sobre el petri y dejar que la solución de nitrato corra hasta 3mm antes de la• perforación de los 4 cm.• Cubrir por ambos lados el papel filtro entre 3 capas de papel de baño/papel de cocina blanco (sin

esencia), colocarlo entre dos hojas de papel bond blanco y meterlo en una caja de cartón biencerrada, cuidando que no le entre nada de luz.

• Esperar más o menos 5 horas hasta que se seque.• Una vez pasadas las 6 hrs de dilución de la muestra, con un jeringa, traspasar 3-5 mm la superficie

del la dilución y sacar un poco de la misma.• Vaciar esta muestra en un petri.• Sacar uno de los papeles filtro impregnados de nitrato de plata de la caja oscura• Insertar otro de los rollitos de papel• Colocar el papel sobre el petri de la dilución de la muestra para hacerla correr.• Dejar que la muestra impregnar el papel hasta 3 mm antes de la marca de los 6 cm• Retirar el papel del petri, sacarle el rollito y dejarlo secar expuesto a la luz del sol• Después de una hora está revelado al 90% y listo para su interpretación. Puede tardar unos 10 días

en revelarse completamente.

2. Testing Procedure: Have the petri dishes and the porcelain dishes ready in a box (cf. apparatus). Pour the humus extract, orwhatever you want to test, into the porcelain dish. Use 5 ml of the extract to be tested (see No. 6). Put theprepared filter paper with a new wick over the solution on the petri dish, so that the wick just touches thebottom of the porcelain dish. Let spread until the solution reaches the first 2% inch pencil mark (b1 or b2).This will take about 20-60 minutes. Don't let it run over the mark. Remove the disc and wick and 15place disc again on a petri dish for drying.

3. Developing Phase: The development of the pattern should take place in diffuse daylight (not direct sun).

In order to obtain comparable results, the developing should be done in the same intensity of light. Unlessyou use measured artificial light (for instance, fluorescent lights), you need a certain judgment as to theintensity of development — that is, when to evaluate the pattern. Just do not expose to direct sunlight.

4. Evaluation: Keep discs in a dark (any folder) and dry place. Put a dry paper in between each sheet in order to avoidreactions between discs. Fingerprints will still show on finished discs.

5. Apparatus: The test is carried out in a box, the top of which consists of a glass plate, subdivided into three removablesections for observation purposes. The size of the box is arbitrary. We use one 36" long, 17" wide and 4"high. Twelve discs can be processed in it. The box is painted with aluminum paint. It should be aired andcleaned after each use. It is wise not to crowd too many discs into one box; you should have several boxes if


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you want to run more tests at a time. The atmosphere in the box should be moist, close to the saturation ordew point. Therefore, we place shallow, small dishes (crystallization dishes or beakers) with distilled water atequal distances here and there in the box. This water will evaporate and maintain an even moisture. Thetemperature is not too essential but should be between 65°and 85°F.

Needed glassware, etc.:

Petri dishes, 90mm(3 1/2 ")

diam., 15 mm (5/8") highPorcelain dishes, 40mm (1 3/4") diam., 12 mm (7/8") highFilter paper, Whatman No. 1 or No. 4, circular,15 cm. diam.5 cc graduated cylinders or test tubes marked at the

5 cc level

Standards for Preparation and Extraction of Samples

Many different methods of extraction and degrees of concentration of samples have been tried out in theBiochemical Research Laboratory. In the following we report only those standards which have given 16 us the most satisfactory results and which can be used for comparison with our test materials and for ourway of interpretation. It must be realized that any change of extraction, or of concentration, changes the

observable pattern, so that chromatograms deriving from the differences in the preparatory steps cannot becompared. Only those which have been prepared completely alike can be compared. For all other cases,new standards of interpretation must be developed. Concentrations and extraction times may also needoccasional variation.

Preparation of Soil and Compost Extracts

Put 5 grams of compost or soil into a 125 cc Erlenmayer flask. Add 50 cc of a 1% sodium hydroxide solution(prepared from sodium hydroxide pellets). Mix thoroughly by twirling the flask, let stand 15 minutes, thenrepeat the twirling. After an hour, mix thoroughly once more by twirling the flask. Then allow the flask tostand undisturbed for five more hours. After the sixth hour, carefully pour the super-natant liquid into a smallbeaker. Use 5 cc of this extract for each porcelain dish.

Extracts of Grains, such as Wheat, Rye, Oats, or Barley

Grains are ground, as received, in a laboratory grinder, such as the Wiley Multicut Mill (for materials with alow oil content). This mill contains shearing plates and shreds. A nut mill can also be used. It is important thatthe material pass through the mill in the shortest possible time, without heating up. The sample should beprocessed immediately after grinding. Ground samples should not be stored for any length of time. Weusually use 12 grams of sample in order to obtain a good average sampling and have enough material onhand.

Weigh 2.25 grams of the ground material, place in an Erlenmayer flask of 125 cc capacity, add 50 cc of the0.1% sodium hydroxide solution. Mix thoroughly by twirling the flask, repeat after 15 minutes and then letstand for 14 hours. Cover the flask with an inverted glass beaker. The extraction should be started in the lateafternoon to be ready for the next morning. Carefully decant the supernatant liquid into a glass beaker of

about 50 cc capacity and measure 5 cc with a small measuring cylinder for each flat-bottomed, capsule-form,porcelain crucible (10 cc capacity).

We also run a test with 1.5 grams of ground sample in 50 cc of the 0.1% NaOH solution, proceeding in thesame way as described for the 2.5 gram sample. This method gives additional information if needed. It doesnot always show such drastic differences as the other.

Small Seeds

Grind the seeds cautiously in a small nut mill; avoid heating up. From the ground material weigh 1 gram intothe flask and add 50 cc of the 0.1% NaOH solution. Mix by twirling the flask at the start, after 15 17 minutesand again after 30 minutes. Total extraction time: 4 hours.

Flours and Dough

Flour and dough are used as received from the outside, or as freshly prepared in the laboratory. Again weuse 2.25 gram and 1.5 gram samples and proceed exactly as described above.


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Breads of All Kinds

The measured amount of bread is mortared for a few minutes in a porcelain or glass mortar with a smallamount of the 50 cc of the 0.1% NaOH solution (to be used for the extraction) to make a homogeneouspaste. 2.5 grams of bread are used for our standard determination and 1.5 grams for supplementaryinformation. Proceed as with the grains. In the case of bread samples, however, the extraction time is 4hours.

Fresh Green Leaves (All Kinds), Vegetables, Fruit, NutsThe incoming material should be as fresh as possible. It is first cut as finely as possible with clean (not rusty)scissors and then mortared. Use 2.5 grams of the finely-cut material to 50 cc of the 0.1% NaOH solution andcontinue as described previously. The time interval between cutting, mortaring and adding to the extractingsolution should be kept as short as possible. The extraction time for all of these products is 4 hours.Incoming material can be kept in a refrigerator at about 40°F. Special storage and research on keepingquality may demand different handling of the source material, but the method of extraction, etc. remains thesame.

Roots, Tubers, and Bulbs

These are finely grated prior to mortaring; then one proceeds as with leaves, vegetables, etc. Use 2.5 gramsof material to 50 cc of the 0.1% NaOH solution. Extraction time is 4 hours.

Green HerbsFresh green material is finely cut, mortared and processed as with fresh green leaves; that is, no tea orinfusion is brewed. Our standard is 2.5 grams of material; because of grade variations in strength, 1.5 gramsmay be needed for added information.

Dried Herbs and Teas

Two paths of investigation are open: (a) to proceed as with any other dried or dehydrated material, or (b) totest the material in the form of a tea. In the latter case, an infusion of the dry herb or tea is made by putting2.5 grams in 50 cc of distilled water, bringing it up to the boiling point without losing fragrance. Thenimmediately add 50 cc of the 0.1% NaOH solution, let stand for 2 hours, then proceed as usual. A coldextraction might be used, as well.

In the case of very strong teas (black) containing lots of extractives, a direct chromatogram of the tea alone

could be tried. In that case, 5 grams may be used in 100 cc of water. 18

Juices, Pressed Extracts, Soft Drinks

The juices are not filtered but used as they are received. 5cc are added to 5cc of the 0.1% NaOH solution.Proceed as usual but here the extraction time is only 1 hour.

Enzyme Preparations

Of the pure enzyme preparation in dry powder form, 0.1 gram is used. 10 cc of the 0.1% NaOH solution areused for all enzymes which are active in alkaline media, while 10 cc of the 0.1% HCL solution are used forenzymes active in acid solution. Extraction time is 1 hour.

Yeast Preparations

0.1 gram of the dried yeast powder or yeast cake is extracted in 10 cc of the 0.1%) NaOH solution.Extraction time is 1 hour.

Vitamin Preparations, Single, Pure, or in Mixture (i.e., Complex) The concentration depends somewhat on the strength of the preparation. To begin with, we use 0.1 gram in10 cc of 0.1%) NaOH solution. Extraction time is 1 hour. It might be necessary to modify this concentration.The spread is between 0.5 gram and 0.01 gram. For pure crystalline vitamins, one can either reduce theamount of substance or increase the amount of the NaOH solution. Then, too, if different vitaminpreparations are to be compared, it will be necessary to calculate the actual formula to have the sameamount of strength of each vitamin, especially if comparison with pure vitamins is desired.

Dried Foods, such as Macaroni, Egg Noodles, etc. Use 2.5 grams in 50 cc of 0.1%) NaOH solution. Extraction time is 4 hours.

Sugars, Honey, Molasses, Maple Syrup

In general, 2.5 grams in 50 cc of 0.1%) NaOH solution are used. Extraction time is 1 hour.


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Milk

For fluid milk, 2.5 grams in 50 cc of 0.1%) NaOH solution are used. Extraction time is 1 hour.

Dried, Dehydrated Milk Powder

0.1 gram in 10 cc of 0.1%) NaOH solution is used. Extraction time is 1 hour. 19

References 1. Official Methods of Analysis of the Association of Official Agricultural Chemists, 8th ed.Washington, DC, 1955.

2. Ehrenfried E. Pfeiffer. The Compost Manufacturer's Manual, Philadelphia: The PfeifferFoundation, Inc., 1956.

3. U. Springer. Methodenbuch, Band II. VII. "Die Untersuchung von Humushandelsdüngern."Berlin: Newman Verlag, 1954.

4. C. S. Piper. Soil and Plant Analysis. New York: Interscience Publishers, Inc., 1950.

5. Ehrenfried E. Pfeiffer. "A Study of Amino Acid Metabolism with Urine from Tuberculosis Patients."

The American Review of Tuberculosis and Pulmonary Diseases, 76, No. 5 (1957). 6. Ehrenfried E. Pfeiffer. 'The Amino Acid Metabolism and a New Test for Amino Acids in the Urine."

Journal of Applied Nutrition, 11, No. 3 (1958).

7. Firman E. Bear. Soils and Fertilizers, 3rd ed. New York: John Wiley & Sons, 1949.

MÉTODO CROMATOGRAFICO CUALITATIVOPARA LA DETERMINACION DE FACTORES BIOLOGICOS

I. Diferencias en la Calidad de Humus y CompostasMétodo:

Desde 1953, un método simple de cromatografía ha sido usado en mi laboratorio con el propósito dedeterminar diferencias en la formación de humus en los suelos, así como diferencias en las compostas queno pueden ser determinadas con análisis químicos. Hay suelos que tiene casi los mismos valores desubstancias minerales disponibles; sin embargo, su eficiencia biológica, así como el rendimiento y la calidadde los cultivos sembrados en estos suelos, difiere enormemente. Hace ya algunos años, publicamos losanálisis de dos suelo que eran casi idénticos. Unos de los campos producía máximos rendimientos, el otro,muy por debajo del promedio de rendimientos estándar. La diferencia entre los dos radicaba en la estructuradel suelo y la condición del humus. De forma similar, compostas que contienen las mismas substanciasminerales, el mismo NPK, el mismo pH y aún la misma antita de substancia orgánica, pueden tener unavariación enorme en su efecto sobre la estructura del suelo, la formación de humus, la condición del humus,

el rendimiento, la calida de geminación de las semillas y la calidad de la proteína.20.Para diferenciar entre estas calidades y los valores biológicos, se desarrolló el método que va a ser aquídescrito. Dependiendo de las propiedades de papeles filtro especialmente manufacturados, el que ciertasfracciones puedan ser separadas, las cuales en cambio, pueden hacerse visibles a través de un reactivo.Éste método cromatográfico no reemplaza, a los análisis químicos de las fracciones, lo cual sería uninterminable y difícil procedimiento. Sin embargo, permite la interpretación de la figura cromatográfica, lacual muestra diferencias distintivas en colores y formas relacionadas con valores cualitativos y biológicos.La reacciones químicas causativas (en la mayoría de los casos tenemos que hacer una mezcla desubstancias que no pueden ser separadas fácilmente) pueden ser determinadas por otro métodoscomparativos en la medida que esto es posible a la fecha. Reportar esto no es el propósito del presenteartículo.La separación se lleva a cabo a través de capilaridad en el papel filtro. Este debe tener una estructurahomogénea en todas direcciones. La calidad del papel filtro Whatman No.1 es satisfactoria. Usamos disco

circulares de 15 cms de diámetro.Para resolver los detalles químicos y bioquímicos, uno tendría que separar cantidades suficientes demezclas y extractos para ser muestreados usando el columnas de absorción cromatográfica con variosabsorbentes; las fracciones individuales son entonces completadas y enriquecidas, re-disueltas y luego


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puestas a disposición para futuros análisis. Este no es el tema de nuestro presente tratado. Loscromatogramas circulares simples aquí descritos son suficientes para una orientación rápida.El mismo método ha sido aplicado para pruebas de calidad de aromas y otras substancias activas en café,té, tabaco, extractos de drogas, preparaciones alimenticias y vitamínicas, donde los análisis químicos fueroneran demasiado complicados o no mostraban ningún resultado (como por ejemplo, en el aroma del café devarios tipos de granos con diferentes procesos de tostado).

A continuación vamos a discutir los resultados obtenidos.Evaluación de los cromatogramas

Comentarios preliminares:

Hasta la mejor copia de color no siempre muestra las diferenciaciones más finas y los matices de loscromatogramas originales. También nos damos cuenta de que una descripción verbal es inadecuada.Cualquiera que trabaje con cromatogramas entenderá inmediatamente lo que se quiere decir. Para aprendera interpretar los cromatogramas, uno empieza con cromatogramas de substancias bien definidas.Gradualmente se acumulará una colección de “estándares” de cromas.

Al leer los cromatogramas, tienen que ser considerados los siguientes puntos: 21

(a) La cantidad, el ancho y el color de las diferentes zonas, así como su regular ó irregular formación ysombreado. En los cromas reproducidos en el inserto, distinguimos tres zonas principales: un zonaintermedia y otra externa: las cuales corresponden principalmente al material orgánico que va a sermuestreado; una zona interna que indica la presencia ó falta de mineralización. El ancho de las zonascorresponde a la cantidad de substancias características.

(b) Las formaciones de anillos entre las zonas intermedia y externa y el borde de la zona externa.

(c) Color de las zonas: un café claro a medio oscuro, uniformemente distribuido, indica buena formación dehumus coloidal; manchas café oscuro indican substancias húmicas ácidas, radiaciones violeta indican unmineralización en incremento y una reducid presencia de substancias orgánicas. En el caso de extractos deplantas, preparaciones vitamínicas y alimenticias, se observan otros colores. Estos serán discutidos másadelante.

(d) Radiación, número y forma de las formaciones puntiagudas. Las radiaciones violetas de la zona interna,de nuevo indican la tendencia a la descomposición hacia la mineralización. Las diversas fases defermentación (primero, descomposición; segundo, formación de humus; tercero; mineralización y gradoavanzado de descomposición) están claramente indicadas en los cromatogramas de suelos y compostas.

Interpretación de los Cromatogramas ilustrados

Para un facilitar la comparación, primero mostramos algunos extremos de extractos de suelos (No. 1-6).Después mostramos cromatogramas de compostas hechas de con basura de la ciudad y estiércol con y sinadiciones del B.D. Compost Starter. Posteriormente, mostramos cromatogramas de compostas de variostipos y orígenes, algunos de los cuales fueron producidos con la ayuda del B.D. Compost Starter (No. 7-12).Estas reproducciones ilustran la cantidad de posibilidades de aplicación del método.

No. 10,11 y 12 muestran varias etapas del composteo industrial de estiércol de gallina: primero la materialprima, luego las dos etapas de transformación. El procedimiento descrito aquí sirve como control deproducción como el utilizado en la planta de composteo en cuestión.Siempre que sea posible, los resultados del análisis deben ser reportados. Todas las figuras de mineralesdisponibles en los suelos se reportan en lbs./acre. El contenido de Materia Orgánica se reporta enporcentaje.

I l u s t r a t i o n e s (Tafeln Cromatogramas de Suelos Tafeln 1 – 12)

No. 1: Extracto de tierra negra virgen de la región del Río Missouri enel estado de Missouri. Éste suelo posee un humus natural y estable unestructura ideal y friable, y tiene una fertilidad óptima. Llama la

atención la zona media del cromatograma del borde café con puntoscafé oscuro. La zona central se extiende, en forma de puntas, dentrode la zona periférica. El patrón de las formas radiantes es armonioso.La zona interna es café oscuro; no hay color violeta. El análisis del


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suelo indica un pH 7.0, minerales disponibles en lbs./acre: Nitrato 20, Amonio 5, Fosfato 170, Potasio 180,Intercambio de calcio 5500, Materia Orgánica 5%.

No. 2: En contraste, mostramos un suelo arcilloso negro y pesado, deCalifornia. Éste suelo se contrae y parte cuando esta seco y pegajosoy aceitoso cuando esta mojado. Esta Desprovisto de aireación y tienemuchos problemas estructurales. El análisis de los mineralesdisponibles es engañoso porque éste suelo ocluído era muy infértil. Sumicroflora esta pobremente desarrollada. Las raíces de las plantas nopodían utilizar los minerales disponibles.

Análisis: pH 8.2, Nitrato 64, trazas de Amonio, Fosfato 30, Potasio450, Intercambio de calcio 3000, Materia Orgánica 2.2%.La ausencia de los valiosos componentes húmicos se manifiesta por lafalta de forma y la coloración café descolorida en el borde de la zonamedia del cromatograma. La zona interna es comparativamente

grande y casi no contiene ninguna señal de humus. La radiacióncapilar es de color violáceo, indicando la mineralización de éste suelo.Su color negro no refleja la presencia de humus estable pero es causada por material orgánica crudareducida. Éste suelo está más bien muerto.

No. 3: Una arcilla pesada, café proveniente de un prado húmedo, maldrenado en un valle en el sureste de Nueva York, con un cultivocomparativamente bueno de pasto pero con muchos ácidos grasos y unapoblación pobre de trébol. El humus crudo era ácido. Observamos laausencia de una zona externa lo cual indicaría formación de humuscoloidal estable.

Análisis: pH 5,4,Nitrato 72, Amonio 0,Fosfato 120,Potasio 100,Calcio trazas,Materia Orgánica 2.8%.

No. 4: Un suelo “negro sucio” del sureste de Nueva York. Éste es un sueloaluvial, probablemente del fondo de una cuenca formada después de laera de hielo. Contiene alto contenido de materia orgánica y un inusual altocontenido de nitrógeno. No es, sin embargo estiércol o turba. La fertilidad

es muy alta. El suelo está bien aireado. Principalmente se cultivanverduras ahí.

Análisis: pH 6,8,Nitrato 128, Amonio 5,Fosfato 75,Potasio 130,Calcio 4,000,

Materia Orgánica 36.5%.Total nitrógeno (en base seca) 1.56%.

Una buena condición de humuscoloidal estable esta presente.

No. 5: Un suelo medio pesado, bueno para pradera de pastoreobuenos pastizales, que algunas veces se encuentra anegado pero conuna formación de humus razonable. Éste suelo ha sido mejorado


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durante un período de 4 años desde un pH de 5.5 a 6.0, desde un contenido de materia orgánica de 2.8% a4.5%, nitratos desde 30 a 64 lbs./acre. La zona perimetral del cromatograma indica el grado de formación dehumus; la zona intermedia y las puntas muestran la influencia de un drenaje incompleto hacia un grado másleve.

Análisis: pH 6,,Nitrato 64,

Amonio 0,

Fosfato 140,Potasio 100,Calcio bajo,

Materia Orgánica 4.5%.

No. 6: Un suelo bien aireado, bien drenado proveniente de la mismagranja en el sueste de Nueva York. Éste terreno siempre ha producidocosechas confiables. El color café de las zonas intermedia y perimetralmuestran un matiz ligeramente diferente pero muy significativo, conmenos gris y más café y amarillo.

Análisis: pH 6,2,Nitrato 20,

Amonio 0,Fosfato 170,Potasio 100,Calcio 200,Materia Orgánica 4.2%.

Estos dos duelos estuvieron bajo tratamiento bio-dinámico durantemuchos años. Muestran la mejoría de la condición microbiológica.

No. 7: Cromatograma de una composta elaborada con desechos de malacalidad provenientes de un basurero citadino, con bajo contenido dedesechos orgánicos pero con mucha ceniza y polvo. El basurero fueremovido y se formó un montón para fermentarlo sin añadir Starter(Inoculante) B.D. para Composta.

El período de fermentación al momento que la muestra fue tomada fue devarios meses. En el cromatograma, es notable la falta de una zonaperimetral en buenas condiciones. La zona intermedia es café-grisácea,con puntas deformes y más bien abultadas. La zona interna es grande.Su radiación violeta es una indicación del alto contenido de materiamineral en ésta composta. Es una composta verdaderamente“mineralizada”.

No. 8: Exactamente la misma basura, preparada al mismo tiempo que laanterior (No.7), pero inoculada con Starter (Inoculante) B.D. paraComposta. Los montones se manejaron de la misma manera. Lasmuestras se tomaron a la misma hora y los montones tenían la mismaedad. En el Segundo cromatograma notamos la presencia de una zona

externa perimetral de color café claro, lo que indica una buena formaciónde humus. Las puntas de la zona intermedia están claramente formadas ymuestran un color café vivo nada grisáceo. La zona mineralizada delcentro es ligeramente más pequeña y tiene un matiz ligeramente cafésobre la radiación violácea, indicando que la mineralización no haavanzado tanto como en No.7.El Análisis, en condiciones secas fue: No. 7 No. 8

pH 7.8 7.9Total material orgánica 46.2% 37.4%Total nitrogeno 0.77% 1.0%Total fosfato (P2O5) 0.80% 0.84%Total potasio (K2O) 0.80% 0.85%

Aunque la muestra No. 8 contenía menos materia orgánica, contenía más nitrógeno. Su estado de humus,su micro-vida y su valor biológico fueron considerablemente mejores, lo cual esta indicado por su altocontenido de actinomicetos. La ilustración No. 8 también indica que esta composta ha sido fermentadademasiado tiempo, porque en una composta trabajada apropiadamente con el método B.D, uno puede


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detener la fermentación mucho antes, de hecho antes de la tercera fase de la fermentación; o sea, ahídonde inicia la fase de mineralización. Si la fermentación es interrumpida en el momento correcto, elcromatograma no debería mostrar para nada una zona interna color violeta.

Es casos como los aquí reportados, el método de cromatografía circular muestra diferencias cualitativas ybiológicas distintivas, mientras que los análisis químicos no dan la respuesta apropiada. Hemos estudiadomucho éste tipo de casos donde existe una igualdad química pero una diferencia biológica de las

compostas, sin embargo el espacio y costo de producción no permite la presentación de más ejemplos. Entodos estos casos, las compostas que produjeron los bordes perimetrales y las zonas intermedias mejorformadas, más coloridas, más cafés y con menos radiación violeta en la zona céntrica fueron también lasque en pruebas de campo ó macetas, produjeron mayores rendimientos, aún si una menor cantidad decomposta por acre era aplicada. Las compostas que muestran menos colorido y cromatogramas menosformados – sin importar lo que haya dicho el análisis químico – produjeron resultados inferiores en pruebasde campo.

No. 9: El cromatograma fue hecho de una composta B.D. con Starterelaborada correctamente, compuesta de 60% estiércol de establo, 30%desechos de café y 10% de tierra, incluyendo una pequeña cantidad debasura. Aquí vemos una formación de humus casi ideal con un bordeperimetral y una zona intermedia de color café intenso, y con pequeñas

puntas bien formadas; hasta la zona central is café y todavía no muestra laradiación violeta.La fase de mineralización de la composta aún no inicia. Esta composta fue

producida en la Granja Goleen Acres, Inc., Newton, PA.El Análisis fue, pH 7.1, Materia orgánica 26.8%,

Nitrógeno total 2.04%, ambos enbase seca.

No. 10: Cromatograma de estiércol fresco de pollos de engorda tal ycomo llego a la planta de compostaje de M.P.C. Corporación,Gainesville, GA. Éste estiércol fue colectado de muchas granjasde pollos y contenía los excrementos más una gran cantidad deaserrín y cáscaras de cacahuate. La muestra mezclada que setomó fue obtenida por cuarteo, fue molida en un molino de

laboratorio se extrajeron 5 gramos con 50 cc de una solución dehidróxido de sodio, de la cual 5 cc se usaron para cadacromatograma. La ilustración muestra que estamos lidiando con materialorgánica cruda y no con composta ó humus.

No. 11: Cromatograma de estiércol fresco de pollos de engorda, o sea delmaterial mostrado en No. 10. La composta fue elaborada mezclandoestiércol de pollo (70%) con Hybro-Tite (polvo de granito de la compañíaPotash Rock de América, Lithonia, GA), 5% fosfato coloidal (Lonfosco deLoncala Phosphate Co., High Springs, FL) y 5% de alfalfa, todo por peso.Se agregó Starter (Inoculante) B.D., mientras que mezclábamos la

composta con una maquina cargadora modeloBarber Green Overhead Loader, Model OSM544 con cucharas paranieve. El material mezclado fue acomodado en montones de fermentación.La fermentación en sí se completo de 16 a 21 días, a veces en menostiempo, cuando hubo condiciones favorables. Cuando se usan nuestrasnuevas fermentaciones calientes y rápidas, es importante que losmontones no se sobre-fermenten y que la fermentación sea interrumpida

en el momento correcto, justo cuando la formación de humus esta ya en camino y la fase de mineralizaciónaún no ha empezado. El control del proceso de composteo con el método descrito ha llegado a ser unapráctica importante, especialmente si uno quiere preservar el contenido de nitrógeno original y obtener unbuen y vendible fertilizante de humus orgánico. Esta ilustración muestra una condición donde la fase de lasegunda fermentación se ha sobrepasado y la mineralización ha avanzado moderadamente. Vemos, por lotanto, una zona perimetral ancha (humus), la bien formada zona intermedia – ambas ya con un color café

grisáceo – y la zona interna violeta con un matiz ligeramente café. Una zona mineralizada violeta en estecaso era esperada dada la adición de roca mineral a la mezcla original. La composta en esta etapa se vecomo tierra y huele a tierra.


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No. 12: Composta del mismo material, mezcla y procedimiento hechos alNo. 11., pero en un proceso de mineralización no tan avanzado. La tanancha zona perimetral de color café intenso indica la presencia de unhumus muy bueno y estable. La zona intermedia, aunque pequeña perotodavía con un matiz ligeramente café (no grisáceo), indica la etapa detransición entre la segunda y tercera fase de fermentación.De hecho, este montón de composta podía haber sido secado y

empacado algunos días antes previos a la colecta de la muestra. Laradiación interna violeta, aún con un ligero matiz café claro, indica el iniciode a mineralización, así como la presencia de materia estrictamentemineral. Nuestra sugerencia fue detener la fermentación en una etapa aúnmas temprana.El Análisis fue:

pH 7.8 8Total material orgánica 15.0% 24.2%Total nitrogeno 0.53% 1.1%Total fosfato (P2O5) 3.30% 3.1%Total potasio (K2O) 0.90% 1.0%

La ilustración hasta aquí muestra ejemplos de valores biológicos que no pueden ser mostrados en un

simple análisis químico de laboratorio. El método de cromatografía circular lleva consigo a otros muchosproblemas. En el próximo capítulo se trataran algunas otras aplicaciones.26

Cromatografía E. Pfeiffer

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