ArticlePDF Available

Abstract and Figures

El carbono orgánico total (COT) del suelo por su efecto benéfico sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas, es considerado como uno de los principales indicadores de calidad de suelo, por lo que es necesario determinarlo con suficiente exactitud. Para algunos suelos de la Región pampeana y extrapampeana se compararon las técnicas de determinación de COT de Walkley & Black, Walkley & Black modificado y calcinación (LOI) con respecto al método de combustión seca de Dumas, tomado como referencia. Se obtuvo una alta correlación entre las técnicas de determinación de COT (r²=0,98-0,99). Se verificó el factor de corrección de 1,32, usado habitualmente en la metodología de Walkley & Black para convertir el carbono fácilmente oxidable (CFO) en COT. Se observó que la pendiente de la relación entre la MO determinada por LOI y el COT determinado por el método de Dumas (1,697) no difirió del valor de 1,724 habitualmente empleado para la conversión de COT a MO. La metodología de Dumas mostró mayor veracidad y precisión respecto de las demás técnicas de determinación de COT.
Content may be subject to copyright.
COMPARACIÓN DE MÉTODOS PARA DETERMINAR CARBONO ORGÁNICO EN SUELO
CIENC SUELO (ARGENTINA) 32(1): 13-19, 2014
13
COMPARACIÓN DE MÉTODOS PARA DETERMINAR CARBONO ORGÁNICO EN SUELO
MERCEDES EYHERABIDE1*; HERNÁN SAÍNZ ROZAS1,2; PABLO BARBIERI1,2 & HERNÁN EDUARDO ECHEVERRÍA1
Recibido: 30-11-12
Recibido con revisiones: 28-03-14
Aceptado: 29-03-14
RESUMEN
El carbono orgánico total (COT) del suelo por su efecto benéfico sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas, es
considerado como uno de los principales indicadores de calidad de suelo, por lo que es necesario determinarlo con suficiente
exactitud. Para algunos suelos de la Región pampeana y extrapampeana se compararon las técnicas de determinación de
COT de Walkley & Black, Walkley & Black modificado y calcinación (LOI) con respecto al método de combustión seca de
Dumas, tomado como referencia. Se obtuvo una alta correlación entre las técnicas de determinación de COT (r2=0,98-0,99).
Se verificó el factor de corrección de 1,32, usado habitualmente en la metodología de Walkley & Black para convertir el carbono
fácilmente oxidable (CFO) en COT. Se observó que la pendiente de la relación entre la MO determinada por LOI y el COT
determinado por el método de Dumas (1,697) no difirió del valor de 1,724 habitualmente empleado para la conversión de
COT a MO. La metodología de Dumas mostró mayor veracidad y precisión respecto de las demás técnicas de determinación
de COT.
Palabras clave.
Análisis de suelo, materia orgánica, oxidación húmeda, combustión, calcinación,
ABSTRACT
Beneficial effects of soil organic carbon (COT) on physical, chemical and biological properties, is considered an indicator
of soil quality, so it is necessary to determine it accurately. Walkley & Black, modified Walkley & Black and ignition (LOI)
with respect to the dry combustion method of Dumas were compared for some soils of the Pampean and extrapampean
region. A high correlation between COT determination techniques (r2 = 0.98-0.99) was obtained. Correction factor of 1.32,
commonly used in the methodology of Walkley & Black to convert readily oxidizable carbon (CFO) in COT was verified.
It was observed that the slope of the relationship between the COT determined by LOI and COT determined by the Dumas
method (1.697) did not differ in value from 1,724, routinely used for the conversion of COT a MO. Dumas methodology
showed greater accuracy and precision with respect to other techniques for determination of COT.
Key words. Analysis of soil organic matter, wet oxidation, combustion, calcination.
1 Unidad Integrada Balcarce: EEA INTA Balcarce - Fac. Ciencias Agrarias (UNMdP). CC. 276, (7620), Balcarce, Argentina. 2CONICET.
* Autor de contacto: eyherabide.mercedes@inta.gob.ar.
COMPARISON OF METHODS FOR DETERMINING SOIL ORGANIC CARBON
MERCEDES EYHERABIDE et al.
CIENC SUELO (ARGENTINA) 32(1): 13-19 2014
14
INTRODUCCIÓN
La materia orgánica (MO) de los suelos comprende un
amplio rango de sustancias carbonadas, incluyendo: la
biomasa microbiana, restos vegetales y/o animales en
descomposición y mezclas amorfas coloidales de sustan-
cias orgánicas complejas de alto peso molecular (ácidos
fúlvicos, ácidos húmicos y huminas) (Picone, 2006). Es
considerada como uno de los principales indicadores de
calidad de suelo debido a su efecto benéfico sobre las pro-
piedades físicas y el abastecimiento de nutrientes. Tam-
bién ha sido documentado su efecto positivo sobre la sus-
tentabilidad del sistema productivo en el largo plazo (Varvel
et al.
1994), por lo que es necesario determinarla con
exactitud.
Se han desarrollado una gran cantidad de técnicas ana-
líticas que permiten cuantificar tanto el contenido de MO,
como el de carbono orgánico total (COT) o el C fácilmente
oxidable (CFO). El método propuesto por Walkley & Black
(1934) (W&B) es el más difundido en la Argentina y con-
siste en la oxidación húmeda de la muestra de suelo con
dicromato de potasio en medio ácido. El calor desprendido,
durante la incorporación del ácido sulfúrico, es el que per-
mite la oxidación parcial del C. En este proceso se produce
una reducción del dicromato, equivalente al contenido de
C que es oxidado. El dicromato residual es luego titulado
con sal ferrrosa (Carreira, 2005). Este método solo estima
el CFO, por lo que se utiliza un factor de corrección que
varía del 63 al 86%, dependiendo del tipo de suelo y ho-
rizonte, para estimar el COT (Rosell
et al.
, 2001; Certini
et al.
, 2002; De Vos
et al.
, 2007). El factor de corrección
generalmente utilizado es 1,32 debido a que se asume que
en promedio se oxida el 76% del COT (Rosell
et al.
, 2001).
Amacher
et al.
(1986), sugirió un factor de conversión de
1,41 para los suelos de Louisiana. Gasparoni (2008), en
cambio, sugiere que debería utilizarse un factor de recu-
peración específico para cada tipo de suelo y situación. Por
su parte Schlichting
et al.
(1995), propuso una modifica-
ción a la técnica de Walkley-Black (W&B modificado),
aplicando calor externo (120 °C), lo que permitiría deter-
minar el COT en lugar del CFO. La cuantificación de C por
el método de W&B puede verse afectada por distintas in-
terferencias, por ejemplo, presencia de iones cloruro o
ferroso y óxidos de manganeso. A pesar de ello, este método
es ampliamente utilizado porque requiere un equipa-
miento mínimo, puede adaptarse para la manipulación de
gran número de muestras y no es costoso (Rosell
et al.
,
2001). En cuanto a las desventajas, utiliza grandes canti-
dades de acido sulfúrico y presenta como producto de
desecho tóxico al ion cromo, el cual es altamente cance-
rígeno. Sin embargo, si la titulación del dicromato de potasio
es completa, el residuo contiene sólo cromo trivalente, no
cancerígeno y de muy baja toxicidad.
El método de Dumas o de combustión seca (Grewal
et
al
., 1991), permite determinar si el COT, es exacto y pre-
ciso (McCarty
et al.
, 2002), pero requiere personal califi-
cado y es relativamente costoso. Una desventaja de esta
metodología es que en suelos con presencia de carbona-
tos, sobrestima el contenido de COT. Para convertir el COT
a MO, se utiliza el factor propuesto por Van Bemmelen de
1,724, el cual asume que el 58% de la MO está compuesta
por C (Tabatabai, 1996). Sin embargo, como este conte-
nido deriva de la composición elemental promedio de los
ácidos húmicos no contempla la composición de todas las
sustancias orgánicas del suelo (Ponomareva & Plotnikova,
1967). Muchos autores han cuestionado la aplicación in-
discriminada de este factor (Ponomareva & Plotnikova,
1967; Ranney, 1969), demostrando que tiene alta varia-
bilidad entre tipos de suelos y aún dentro de un mismo perfil.
Galantini
et al
. (1994) informaron que se pueden encon-
trar concentraciones de C del 58% en la MO humificada
y hasta del 40-42% en la MO joven o de residuos vege-
tales. Dado que la proporción de MO lábil o particulada/
MO humificada cambia con la textura del suelo (Diovisalvi
et al.,
2010) es probable que este factor cambie entre suelos.
El método de calcinación o pérdida por ignición (loss
on ignition, LOI) (Schulte & Hopkins, 1996) cuantifica di-
rectamente el contenido de MO y se basa en determinar
la perdida de peso de una muestra de suelo al someterla
a elevadas temperaturas. Existen numerosos trabajos don-
de se utilizan temperaturas de ignición que van desde los
250 a los 600 °C en mufla y diferentes períodos de tiem-
po, desde 2 hasta 24 h (Combs & Nathan, 1998). Mitchell
(1932) informó que temperaturas de ignición entre 350
y 400 °C eran adecuadas. Davies (1974) concluyó que 430
°C podría ser utilizada en suelos con presencia de carbo-
natos. Schulte & Hopkins (1996), para muestras de suelo
de la región central del norte de los EEUU, desarrollaron
el método de LOI que incluye como pretratamiento el
secado a 105 °C durante 24 h y luego 2 h de ignición a 360
°C. Por otro lado, Rosell
et al.
(2001) y Konare
et al.
(2010),
reportaron que temperaturas mayores a 500 ºC pueden
implicar importantes errores en la determinación de MO
por pérdida de dióxido de carbono de los carbonatos, agua
estructural de los minerales de arcilla, oxidación del ión
ferroso, descomposición de sales hidratadas y óxidos. No
obstante, la técnica de LOI es propuesta como exacta y de
COMPARACIÓN DE MÉTODOS PARA DETERMINAR CARBONO ORGÁNICO EN SUELO
CIENC SUELO (ARGENTINA) 32(1): 13-19, 2014
15
bajo costo para determinar MO (Abella & Zimmer, 2007).
Sin embargo, si se quiere estimar el COT a partir de la MO
se debe utilizar el factor Van Bemmelen que como se men-
cionó, puede variar para distintos tipos de suelos.
Para algunos suelos de la Región pampeana y extra-
pampeana, no se cuenta con información acerca de la
relación entre las metodologías mencionadas para la de-
terminación de COT, CFO y MO. Por lo tanto, para los suelos
de dichas regiones se plantean como objetivos: 1) compa-
rar las metodologías de W&B (1934), W&B modificado
(Schlichting
et al.,
1995) y LOI, con respecto al método de
combustión de Dumas, tomado como método de referen-
cia, 2) verificar el factor de corrección 1,32 para convertir
el CFO en COT, y 3) verificar la validez del factor de co-
rrección 1,724 para convertir el COT en MO.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se recolectaron 60 muestras de suelo provenientes de las
provincias de Córdoba, Corrientes y Buenos Aires (Tabla 1). Las
muestras fueron tomadas de 0 a 20 cm de profundidad, se-
cadas en estufa a 30 ºC y tamizadas por 0,5 mm. Dichas
muestras no contenían carbonatos (datos no mostrados).
Para la determinación de C según W&B (combustión hú-
meda), a 0,5 g de suelo se le agregaron 10 mL de una solución
1 N de dicromato de potasio (K2Cr2O7) en medio ácido (20 mL
de H2SO4). Luego de 45 minutos se agregó agua destilada y
unas gotas de indicador ferroín (0,696 g de sulfato ferroso y
1,485 g de ortofenantrolina monohidratada en 100 mL de agua
destilada). Se realizó la titulación del exceso de Cr+6 con la sal
de Mohr (Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O)
0,5 N. El viraje de color del ver-
de oscuro al rojo indica la presencia del punto final. Con esta
técnica se cuantifica el CFO.
En el método de W&B modificado (combustión húmeda)
a 0,25 g de suelo se le agregaró 5 mL de una solución de K2Cr2O7
en medio ácido (10 mL de H2SO4). Luego se calentó a 120 ºC
por 90 minutos. En la reacción de oxidación el Cr+6 se transfor-
ma en Cr+3 y la cantidad formada de este último es equiva-
lente al C orgánico oxidado en la reacción. La concentración
del Cr+3 de color verde fue medida por espectrofotometría a
λ=578 nm.
Para la determinación de COT mediante el método de
Dumas (combustión seca), se pesaron 0,2 g de suelo. La com-
bustión de la muestra se realizó a 950 °C utilizando oxígeno
de alta pureza (99,9%). El producto de la combustión, CO2 es
filtrado, secado y cuantificado por medio de una celda de ra-
diación infrarroja. Se utilizó un analizador TruSpec CN (LECO,
2008). Para la calibración del equipo se utilizaron estándares
de suelo certificados, provistos por la empresa Leco.
Para la cuantificación de MO por LOI (calcinación) se siguió
el método propuesto por Schulte & Hopkins (1996). Se pesa-
ron 5 g de muestra en crisoles de 15 mL, posteriormente fueron
colocados en estufa durante 24 h a 105 ºC. Las muestras fueron
enfriadas en desecador y pesadas. Luego se colocaron durante
2 h en una mufla a 360 ºC, posteriormente se transfirieron a
un desecador y luego de enfriarse se registró el peso nueva-
mente. El cálculo de MO se realizó por diferencia de peso en
las distintas temperaturas, según:
% MO = ((peso 105 °C – peso 360 °C )*100) / peso 105 °C
La exactitud de un método está definida por la veracidad
(parámetro de posición) y la precisión (parámetro de disper-
sión). Se empleó un estándar interno de suelo (Leco Corp. C =
2,99g 100g-1+/- 0,06) para evaluar dichos parámetros en los
métodos de W&B, W&B modificado y Dumas. Se realizaron 15
repeticiones por técnica. No se incluyó la técnica de LOI en esta
evaluación, por la gran cantidad de estándar a pesar y el elevado
costo que esto implica.
La veracidad indica la proximidad entre el promedio de
los resultados y el valor verdadero (OAA, 2008). Se evaluó a
través de la medición del sesgo (bias) (diferencia entre el valor
Sitio Orden Grupo Textura Cantidad muestras
Balcarce Molisol Paleudol petrocálcico Franca 10
Bolívar Molisol Hapludol éntico Franca arenosa 8
Lobería Molisol Argiudol típico Franca 6
Olavarría Molisol Paleudol petrocálcico Franca 4
Tres Arroyos Molisol Paleudol petrocálcico Franca 5
Tandil Molisol Argiudol típico Franca 9
Villa Dolores Molisol Haplustol típico Franca arenosa 9
Corrientes Alfisol Albacualf típico Arcillosa 9
Fuente: INTA. 1990. Atlas de suelo República Argentina.
Tabla 1. Clasificación, textura y cantidad de muestras de suelo de los sitios evaluados.
Table 1. Classification, texture and quantity of soil samples from the sites evaluated.
MERCEDES EYHERABIDE et al.
CIENC SUELO (ARGENTINA) 32(1): 13-19 2014
16
medio observado y el valor de referencia) y de la diferencia
relativa porcentual (DRP) (INTI, 2013).
La precisión es la proximidad entre los resultados de medi-
ciones independientes. Una forma de evaluarla es por medio de
la repetibilidad: precisión aplicando un mismo procedimiento,
sobre una misma muestra, con el mismo operador, en intervalos
cortos de tiempos, utilizando el mismo equipamiento, dentro de
un mismo laboratorio (OOA, 2008). Por medio del coeficiente
de variación (CV%) se evaluó la repetibilidad de los métodos.
Para comparar las medias de los porcentajes de COT cuan-
tificado por los métodos de W&B, W&B modificado y Dumas
(Tabla 2 ) se utilizó un diseño completamente aleatorizado y
se realizó el análisis de varianza utilizando el procedimiento
PROC GLM incluido en las rutinas del programa Statical Analy-
sis System (SAS Institute, 1996). Cuando hubo diferencia sig-
nifica entre los tratamientos se empleó el test de la diferencia
mínima significativa (LSD), con un nivel de significancia del
0,05%.Para calcular el COT a partir de W&B, se multiplicaron
los valores de CFO por el factor de 1,32. Se realizó análisis de
correlación y regresión de los métodos y se evaluó si las regre-
siones diferían en pendiente y ordenada al origen con la recta
1:1, mediante la utilización de variable Dummy, al nivel de sig-
nificancia del 0,05% Para comparar si las pendiente entre CFO
y COT (Dumas), y LOI (calcinación) y COT (Dumas) difieren
de los factores reportados por la bibliografía (1,32 y 1,724) se
utilizaron los límites de confianza al 95% de dichas pendien-
tes (SAS Institute, 1996).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las muestras se seleccionaron con el objetivo de cubrir
un amplio rango de concentración de COT (0,63 a 8,99
g 100g-1). En la Tabla 2 se presentan los resultados para
evaluar la veracidad y precisión de los métodos, W&B, W&B
modificado y de Dumas. El método más exacto fue el de
Dumas debido a que presentó el menor sesgo, DRP y CV%,
resultados que concuerdan con los obtenidos por McCarty
et al.
(2002) y Konare
et al.
(2010). Si bien existen diferen-
cias significativas entre los contenidos de COT según las
técnicas, las mismas surgen como consecuencia de la baja
variabilidad y por utilizar una gran cantidad de repeticiones
(n=15). De todos modos, desde el punto de vista agronó-
mico, la diferencia entre las medias son pequeñas (4 y 6%
respecto del método de Dumas). Aunque, los métodos W&B
y W&B modificado presentaron un CV mayor al obtenido
por el método de Dumas, se consideran aceptables ya que
los mismos fueron menores al 5% (Tabla 2).
Se determinó una estrecha relación (p < 0,01) entre los
contenidos de CFO, COT y MO, determinados por medio
de los métodos de W&B, W&B modificado y el método de
LOI, con los contenidos de COT determinados por el método
de Dumas (Fig. 1). En todas las regresiones de la Figura 1
se obtuvieron r2 > 0,98. Cuando se eliminaron las dos
muestras (puntos) con elevado contenido de COT, no se
observó diferencia significativa en los coeficientes de las
relaciones ni en el r2 con respecto a los gráficos mostrados
(datos no mostrados). Grewal
et al.
(1991) reportaron
también elevados coeficientes de correlación trabajando
en suelos de Nueva Zelanda de textura arenosa a arcillosa.
Si bien los resultados de la Tabla 2 indican que el método
de Dumas es el más exacto, aunque el más costoso, los
Método
Walkley & Black Walkley & Black mod. Dumas
Media (g 100g-1) 3,18*a 3,12*b 3,00*c
DS 0,04 0,07 0,03
CV (g 100g-1) 1,13 2,21 0,95
Sesgo (g 100g-1) 0,19 0,13 0,01
DRP 6,35 4,35 0,33
Tabla 2. Promedio (g 100g-1), desvío estándar (DS), coeficiente de variación, sesgo (%), diferencia relativa porcentual
(DRP) de carbono orgánico total (estándar de referencia Leco), determinado por los métodos Walkley & Black, Walkley
& Black modificado y Dumas.
Table 2. Mean (g 100g-1), standard deviation (DS), coefficient of variation (CV%), trueness (%), percent relative
difference (DRP) of total organic carbon (Leco standard reference), determined by Walkley & Black, modified Walkley
& Black and Dumas methods.
*Valor de Referencia del estándar Leco, Carbono (g 100g-1) = 2,99+/-0,06.
*Valores seguidos por la misma letra no difieren significativamente según el test de la mínima diferencia significativa (LSD) al
5% de probabilidad.
COMPARACIÓN DE MÉTODOS PARA DETERMINAR CARBONO ORGÁNICO EN SUELO
CIENC SUELO (ARGENTINA) 32(1): 13-19, 2014
17
resultados de la Figura 1 sugieren que cualquiera de las
otras metodologías pueden ser usadas con elevado grado
de confiabilidad.
La mayoría de las muestras utilizadas en este estudio
correspondieron a suelos de textura franca (Tabla 2). La
inversa de la pendiente de la relación entre el CFO deter-
minado por la metodología de W&B y el COT determina-
do por el método de Dumas fue de 1,317 (Fig. 1a). Dicho
valor, no difirió del factor 1,32 recomendado por Walkley
& Black (1934) para convertir CFO en COT, esto se debe
a que el coeficiente 1,32 se encuentra dentro del intervalo
de confianza (1,26 a 1,35) con una probabilidad del 95%.
Grewal
et al.
(1991), determinaron un factor de correc-
ción de 1,25 para suelos de textura franco arcillosa y fran-
co arenosa de Nueva Zelanda. Galantini
et al
. (1994) de-
mostraron que para suelos de textura arenosa se oxida un
mayor porcentaje del C y por ende el factor de conversión
es menor que en suelos de textura más fina.
La pendiente de la relación entre el COT determinado
por la metodología de W&B modificado y el COT deter-
minado por el método de Dumas no difirió de 1 (p < 0,01);
y la ordenada al origen no difirió de 0 (p < 0,05), indicando
que ambas metodologías no defieren en la cuantificación
de COT (Fig. 1b). Estos resultados difieren de los informa-
dos por Konare
et al.
(2010), para suelos de Malí (este de
África), quienes indicaron que el método de combustión
seca sobrestimó ligeramente la concentración de C respec-
to de la metodología de W&B modificado (en promedio
1,08g kg-1).
En la Figura 1c se puede observar que la pendiente de
la relación entre la MO determinada por LOI y el COT
determinado por el método de Dumas (1,697) no difirió
significativamente del valor de 1,724 propuesto por Van
Bemmelen y ampliamente utilizado para la conversión de
COT a MO, debido a que este factor se encuentra dentro
del intervalo de confianza (1,67 a 1,72) con una probabi-
lidad del 95%. La inversa de la pendiente índica que la
concentración de C en la MO fue de 58,9% en lugar de 58%.
Desde el punto de vista agronómico esta diferencia es muy
poco relevante (menos del 2%). Konen
et al
. (2002), utili-
Figura 1. Relación entre el porcentaje de: carbono fácilmente oxidable (CFO) (Walkley & Black) (a), carbono orgánico total (COT) (Walkley & Black modificado)
(b), materia orgánica (MO) (calcinación, LOI) (c), y el porcentaje de COT determinado por el método de Dumas. (d) Relación entre el contenido de materia
orgánica (MO) determinado por calcinación (LOI) y por el método de Dumas (valores estimados). Línea punteada equivale a la recta 1:1.
MERCEDES EYHERABIDE et al.
CIENC SUELO (ARGENTINA) 32(1): 13-19 2014
18
zando este método, informaron relaciones de regresión que
van desde r2 de 0,94 a 0,98, pero las pendientes de las
regresiones difieren entre grupos de suelos de diferentes
texturas. Cómo se mencionó, Galantini
et al
. (1994) re-
portaron que se pueden encontrar concentraciones de C
desde el 58% en la MO humificada hasta 40-42% en la
MO joven o restos vegetales, por lo que es probable que
este factor sea mayor en suelos de textura más gruesa debido
a la mayor proporción de MO jóven. En línea con estos
resultados Konare
et al.
(2010), trabajando con suelos que
en su mayoría presentaban bajo contenidos de arcilla (4
a 18%), informaron un factor de conversión de COT a MO
de 2,8. Por otra parte, es conveniente aclarar que de utilizar
la metodología de Dumas en suelos con presencia de car-
bonatos se sobrestima el contenido de C y por lo tanto, se
obtendría un menor factor de conversión (Abella & Zimmer,
2007).
Cuando se estimó la MO multiplicando el contenido
de COT (Dumas) por el factor de Van Bemmelen (1,724)
y se relacionó con el contenido de MO (LOI), la pendien-
te no difirió de 1 (P<0,01) y la ordenada al origen fue di-
ferente de cero (Fig. 1d). Estos resultados indican que la
MO se puede estimar con elevada exactitud con cualquie-
ra de las dos metodologías. Cuando se separó la población
de datos en contenidos bajos (0 a 2%), medios (2 a 4%)
y altos (mayor que 4%) de COT se obtuvieron ajustes
similares (datos no mostrados), pero se observó que, para
las muestras con contenidos de 0 al 2% de COT, las cuales
provinieron de suelos de textura arenosa, el factor de con-
versión 1,724 no fué el más adecuado (Fig. 1d). Con lo cual,
se esperaría obtener un factor de conversión de COT
(Dumas) a MO mayor a 1,724 para este tipo de suelos, pero
el escaso número de muestras de este trabajo no permite
realizar este análisis y obtener resultados confiables. Esto
sugiere que deberían realizarse estudios que determinen
este factor en suelos con diferentes texturas. Abella & Zim-
mer (2007), trabajando en suelos con presencia de carbo-
natos determinaron una baja asociación entre estas me-
todologías y una pendiente menor a 1. Estos autores su-
gieren que el método de Dumas sobreestimó la concen-
tración de COT en suelos con presencia de carbonatos.
Los resultados obtenidos son promisorios en vista de
la no producción de residuos tóxicos del método de LOI
respecto de la metodología de W&B y del menor costo
comparado con el método de Dumas. Además, como el
método de LOI utiliza una temperatura de 360 °C, esta
metodología podría utilizase en suelos con o sin carbona-
tos. Sin embargo, para la conversión de MO por LOI a COT
sería necesario estimar el factor para suelos de diferentes
texturas.
CONCLUSIONES
Para los suelos ensayados de la Región pampeana y
extrapampeana de textura franca y sin presencia de carbo-
natos la metodología de determinación de COT de Dumas
mostró mayor veracidad y precisión respecto de las demás
técnicas evaluadas, pudiéndose utilizar como método de
referencia. No obstante, se determinó una elevada asocia-
ción entre las distintas metodologías de determinación de
COT, lo que habilita el uso de cualquiera de los demás mé-
todos evaluados. Para el método de W&B se confirmó el
factor de 1,32 para convertir CFO a COT. Para el método
de LOI es factible utilizar el factor de 0,58 para convertir
MO a COT.
BIBLIOGRAFÍA
Abella, SR & BW Zimmer. 2007. Estimating organic carbon from loss-
on-ignition in Northern Arizona Forest Soils.
Soil Sci. Soc. Am. J.
71(2): 545-550.
Amacher, MC.; RE Henderson; RH Brupbacher & JE Sedberry. 1986.
Dichromate-oxidizable and total organic carbon contents of
representative soils of the major soil areas of Louisiana. Comm.
Soil Sci. and Plant Anal
17: 1019-1032.
Atlas de suelo de la Republica Argentina. 1990. Escala 1:500000 y
1:1000000. Tomo I y II. Secretaría de Agricultura, Ganadería y Pesca.
INTA. Centro de Investigaciones de Recursos Naturales. Buenos
Aires.
Carreira, D. 2005. Carbono oxidable. Una forma de medir la materia
orgánica del suelo.
En:
L Marbán & S Ratto
(eds)
. Tecnologías en
análisis de suelos. Asociación Argentina de la Ciencia del Suelo.
Pp. 91-102.
Certini, G; G Corti & M Fernández Sanjurjo. 2002. Comparison of
two soil organic matter extractants and determination of the
«Walkley-Black» correction factors for organic fractions from a
volcanic soil. Commun.
Soil Sci. Plant Anal.
33: 685-693.
Combs, SM & MV Nathan. 1998. Soil Organic Matter.
In:
Brown,
JR
(ed)
Recommended Chemical Soil Test Procedures for the North
Central Region. North Central Regional Research Publication Bull.
No. 221 (revised). Missouri Agricultural Experiment Station SB
1001, Univ. of Missouri, Columbia, Mo. p. 53-58.
Davies BE. 1974. Loss-‘on-ignition as an estimate of soil organic
matter.
Soil Sci. Soc. Am. J. Proceedings
38:150-151.
Diovisalvi NV; GA Studdert; NI Reussi Calvo & GF Domínguez. 2010.
Relación entre el contenido de carbón orgánico particulado y total
en suelos con diferente textura. XXII Congreso Argentino de la
ciencia del suelo. Rosario. Argentina. Actas en CDDe Vos, B; S Lettens;
COMPARACIÓN DE MÉTODOS PARA DETERMINAR CARBONO ORGÁNICO EN SUELO
CIENC SUELO (ARGENTINA) 32(1): 13-19, 2014
19
Gasparoni, JC. 2008. Determinación de la materia orgánica del suelo.
En:
Galantini, JA
(ed).
Estudio de las fracciones orgánicas en suelos
de la Argentina. Vol. 1. 1ra edn. Pp.41-50. Edi.UNS. Bahía Blanca.
Argentina. 309pp.
Galantini JA; RA Rosell; JO Iglesias. 1994. Determinación de materia
orgánica en fracciones granulométricas de suelos de la región
semiárida bonaerense.
Ciencia del Suelo
12: 81-83.
Grewal, KS; GD Buchan & RR Sherlock. 1991. A comparison of three
methods of organic carbon determination in some New Zealand
soil.
Journal of Soil Sci.
42: 251-257.
INTI. 2013.Instituto Nacional de Tecnología Industrial. Disponible
en http:www.inti.gob.ar/, verificado 26/6/2013.
Konare, H; RS Yost; M Doumbia; GW McCarty; A Jarju & R Kablan.
2010. Loss on ignition: Measuring soil organic carbon in soils of
the Sahel, West Africa.
Afr. J. Agric. Res.
5(22): 3088-3095.
Konen, EM; PM Jacobs; C Lee Burras; BJ Talaga & JA Mason. 2002.
Equations for Predicting Soil Organic Carbon Using Loss-on-Ignition
for North Central U.S.
Soils Soil Sci. Soc. Am. J.
66: 1878-1881.
LECO. 2008. Organic application notes. Disponible en http://
www.leco.com/, verificado 5/01/2012.
McCarty, G; JB Reeves; VB Reeves; RF Follet & JM Kimble. 2002. Mid-
Infrared and Near-Infrared Diffuse Reflectance Spectroscopy for Soil
Carbon Measurement.
Soil Sci. Soc. Am. J.
66: 640-646.
Mitchell J. 1932. The origin, nature, and importance of soil organic
constituents having base exchange properties.
J. Am. Soc. Agron
.
24: 256-275.
Muys, B & JA Deckers. 2007. Walkley-Black analysis of forest soil
organic carbon: recovery, limitationsand uncertainty.
Soil Use and
Manage.
23: 221-229.
OAA. 2008. Organismo Argentino de Acreditación. Guía para la
validación de métodos de ensayo. Codigo: DC-LE-05. Versión: 2.
Pp: 5.
Ponomareva, VV & TA Plotnikova. 1967. Data on degree of
intramolecular oxidation of humus in various soil groups (problem
of the carbon to humus conversion factor).
Soviet soil Sci.
2: 924-
933.
Picone, LI. 2006. Propiedades del suelo relacionadas con la fertilidad.
En:
Fertilidad de suelo y Fertilización de Cultivos (
eds
. HE Echeverría
& FO García). Ediciones INTA, Buenos Aires, Argentina. p. 3-18.
Ranney, RW. 1969. An organic carbon-organic matter. Conversion
equation for Pennsylvania surface soils.
Soil Sci. Soc. Amer. Proc.
33: 809-810.
Rosell, RA; JC Gasparoni & JA Galantini. 2001. Soil organic matter
evaluation.
En:
R Lal; J Kimble; R Follett & B Stewart
(eds).
Assessment
Methods for Soil Carbon. Lewis Publishers, USA. Pp. 311-322.
SAS Institute.1996.SAS/STAT Users Guide. Version 6.03 Edition. Cary,
NC.
Schlichting, E; HP Blume & K Stahr. 1995. Bodenkundliches Praktikun,
Berlin/Wien. Blockwell. Wissenschafts-Verlag, 1995, 295p.
Schulte, EE & BG Hopkins. 1996. Estimation of organic matter by
weight loss-on-ignition.
In:
FR Magdoff
et al.
(ed)
Soli organic matter:
Analysis and interpretation. SSSA Spec. Publ. 46. SSSA, Madison,
WI. P 21-31.
Tabatabai, MA. 1996. Soil organic matter testing: An overview. p.
1-10.
In:
F Magdoff
et al. (eds),
Soil Organic Matter: Analysis and
Interpretation. SSSA Spec. Pub. 46. American Society of Agronomy.
Madison, WI.
Varvel, GE. 1994. Rotation and nitrogen fertilization effects on
changes in soil carbon and nitrogen.
Agron. J
. 86: 319-325.
Walkley, A & IA Black. 1934. An examination of Degtjareff method
for determining soil organic matter and a proposed modification
of the chromic acid titration method.
Soil Sci.
37: 29-38.
... A compound soil sample from the upper 10 cm of soil was collected randomly in the vicinity of each chamber in each treatment to determine organic matter (OM) and pH in the laboratory. For OM, loss of ignition technique (LOI) was applied, burning 5 g of sieved soil (500 μm mesh) in an oven at 360°C for 3 h (Eyherabide et al., 2014;Schulte & Hopkins, 1996). pH was measured with the suspension method (1:2.5 in water) for soil determination and a pH-meter (Trans instrument, HP3040, Singapore). ...
Article
Upland soils are the only known biological sink for methane (CH 4 ) by methanotrophic bacteria consumption. This process is mainly limited by the diffusion processes related to the soil's physical characteristics, which can be modified because of changes in land use depending on the soil type, the original system and the new land use converted. Our study focused on determining the differences in soil CH 4 uptake because of changes in land use (from natural grassland to agricultural land and two Pinus radiata afforestation, differing in thinning management) and on determining which are the main drivers that control CH 4 uptake in the studied soil type (Hapludoll), with focus on the diffusion process. CH 4 fluxes were measured 12 times with the static chamber technique between October 2015 and April 2019. Also, CH 4 gradient concentration in the soil profile and physical and chemical variables were measured on the same dates. All land uses studied acted as net CH 4 sinks. Land‐use change from grassland to agriculture decreased soil CH 4 uptake (~37% ± 19), whereas afforestation increased (~85% ± 73) this environmental service related to natural grassland. We found that the main drivers that control CH 4 uptake in this soil are water and air‐filled pore space, variables that govern soil CH 4 diffusion; they are mostly related to differences in bulk density (compaction) among land uses. Organic matter was also an important driver, mainly related to soil structure. Land‐use change affected all of these drivers. CH 4 concentration presented differences at deeper soil layers only in the two afforestations, which differed in management (pruning and thinning vs. no management). However, CH 4 uptake did not present significant differences between them, suggesting that there is no need for a high tree cover to increase the CH 4 sink of the soil. This mixed tree and herbaceous cover may result in a similar environmental service output, increasing the options of land uses.
... Exchangeable Al was determined by basic titration (Barnhisel and Bertsch, 1982). Finally, OM was obtained by loss on ignition as described by Eyherabide et al. (2014). In the last year of the study total nitrogen (TN) Ammonia (NH 4 + ) and Nitrate (NO 3 − ) availability were also evaluated using ion exchange resins (plant Root Simulators (PRS) probes: Hangs et al., 2002), with a 12-day burial length. ...
... De Vos et al. (2005) ha demostrado que el método de LOI puede ser menos costoso que la combustión seca basada en el método de Dumas. Eyherabide et al. (2014) menciona que existen numerosos trabajos donde se utilizan temperaturas de ignición que van desde los 250 a los 600 °C en mufla y diferentes períodos de tiempo (Combs & Nathan, 1998) y donde Mitchell (1932) informó que temperaturas de ignición entre 350 y 400 °C eran adecuadas. Este autor también menciona que Schulte & Hopkins (1996) desarrollaron el método de LOI que incluye como pretratamiento el secado a 105 °C durante 24 h y luego 2 h de ignición a 360 °C. ...
Book
Full-text available
Publicación que compila trabajos completos presentados en las VII Jornadas Interdisciplinarias "Ciclo del Agua en Agroecosistemas". Centro de Estudios Transdisciplinarios del Agua. Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad de Buenos Aires. Argentina.
... Para determinar materia orgánica, se utilizó la metodología por calcinación (Schulte & Hopkins, 1996), el cual cuantifica el contenido de materia orgánica y se basa en determinar la pérdida de peso de una muestra de suelo al ser sometida a elevadas temperaturas (Eyherabide et al. 2014). Esta metodología, consiste en realizar un presecado de las muestras de suelo a una temperatura de 105°C durante un periodo de tiempo de tres días, por otro lado, se realizó un secado de las cápsulas de porcelana que se utilizaran para las muestras de suelo, las cuales fueron sometidas a una temperatura de 375°C. ...
Article
Full-text available
La actividad humana ha ido en aumento en el continente antártico, lo que ha significado un impacto en áreas litorales por medio de los residuos, los cuales afectan a las comunidades bentónicas intermareales que han sido poco estudiadas. El presente estudio tiene como objetivo determinar los parámetros comunitario de los macroinvertebrados bentónicos en el intermareal de bahía Chile/Discovery (Isla Greenwich) y su relación con variables fisicoquímicas (materia orgánica, hidrocarburos totales del petróleo, fósforo libre y nitrógeno total) en las proximidades del emisario de la base naval Arturo Prat. Para ello, se tomaron muestras de sedimento en dos transectos paralelos a la línea de costa, los cuales estaban ubicados a ambos lados del emisario a 25, 50, 200 y 300 metros de distancia. Se identificaron un total de 10 taxones de los cuales Harpacticoidea y Oligochaeta fueron los más abundante. Los valores de abundancia por muestra variaron entre 256 y 12.176 (Ind*m-2). Mientras que el promedio del índice de Shannon-Wiener (H’) varió entre 0,57 (± DS= 0,53) y 1,32 (± DS= 1,26) y la uniformidad promedio (J´) varió entre 0,32 (± DS= 0,29) y 0,63 (± DS= 0,60). El análisis de componentes principales mostró una relación directa entre la abundancia y la concentración de las variables fisicoquímicas. La composición del sedimento intermareal estuvo compuesta principalmente por Arena muy gruesa y Grava en las estaciones muestreadas. Por otro lado, los resultados obtenidos muestran que las variables fisicoquímicas, composición taxonómica, equidad y valores de diversidad eran similares a las obtenidas para otras áreas de la Isla Rey Jorge.
... FC = %C/100 … (3). Al determinar el carbono por medio del método de Walkley y Black se obtiene carbono fácilmente oxidable (CFO), al cual debe aplicársele un factor de corrección de 1,32 (Eyherabide et al., 2014) para obtener carbono orgánico total (COT). ...
Article
Full-text available
La captura de carbono es un proceso fundamental que regula el clima y permite contrarrestar el calentamiento global. Este estudio estimó las reservas de carbono en las Lomas de Amancaes, un ecosistema del desierto sudamericano en Lima (Perú). Se tomaron muestras de la biomasa vegetal aérea y del suelo (0 - 20 cm de profundidad), midiendo el carbono almacenado en ambos compartimentos. Los resultados indicaron que la cantidad de carbono almacenado (CA) es de 8 593,97 tC (39,29 tC/ha); el CA fue mayor en el suelo (37,85 tC/ha) que en la biomasa aérea (1,44 tC/ha); al comparar el CA entre rangos altitudinales (300 - 750 m s.n.m.), no se encontraron diferencias significativas (p>0,05). Al compararlo con otros ecosistemas del desierto costero peruano, el CA de las Lomas de Amancaes es mayor a lo encontrado en tillandsiales (3,6 tC/ha), pero fue menor a los reportado para algunos humedales (38,47-305,37 tC/ha). El CA del área de estudio se asemeja a las reservas de varios ecosistemas desérticos del mundo (el valor oscila entre 0,15 - 45,55 tC/ha en desiertos de África, Zona de transición Sahel, Desierto de Negev, Desiertos en China, Desierto Mojave, Cuenca de La Paz y Los Planes) con algunas excepciones (como los desiertos templados de Asia Central, Sabana de Acacia y Túnez que cuentan con un CA = 40,40 -159,2 tC/ha). Estos resultados representan una de las primeras estimaciones de las reservas de carbono en las lomas del desierto del Pacífico Sudamericano y brindan datos valiosos para su conservación.
... El carbono se oxida parcialmente por el calor desprendido mientras se agrega el ácido sulfúrico, se espera que la mezcla se diluya y se adiciona ácido fosfórico para evitar la interferencia de hierro en la muestra y la titulación del dicromato residual se la realiza con sulfato ferroso. Es necesario introducir un factor de corrección debido a que este método detecta entre un 70 y 84% de carbón orgánico total (Eyherabide, et al., 2014). ...
Article
Full-text available
La aplicación de alternativas sustentables previa caracterización de los residuos sólidos, hanpermitido emplear el método Takakura el cual consiste en una solución dulce y una solución saladaen 2,5 litros de agua, que se incorpora en el lecho de fermentación activando microorganismosbenéficos en el compostaje. Se logró descomponer un total de 64 kg de residuos orgánicos, lo querepresenta un 78,43% de descomposición a los 30 días. En tanto, los parámetros físico-químicos semantuvieron constantes a excepción de la temperatura que obtuvo su máximo de 56 °C en la TI2,y la compostera TI1 presentó el menor valor de pH con 8,7. Con respecto a los micronutrientes ymacronutrientes estos se encontraron dentro de los rangos normales. Se concluye que este métodode compostaje es de gran utilidad en la descomposición de residuos orgánicos en zonas rurales queno cuentan con el servicio de recolección de desechos.
... Similarmente, La Manna et al. (2007) encontraron una excelente relación lineal (R 2 ≥0.86) de la MO por PPI a 430°C en comparación con WB en suelos volcánicos de la Patagonia Argentina con vegetación de pino y estepa arbustiva. Asimismo, Eyherabide et al. (2014) estudiaron muestras de textura franca de la región pampeana y extrapampeana de Argentina y determinaron la MO por WB y por PPI a 360°C, encontrando una estrecha relación entre ambas (R 2 ≥0.98). ...
Article
Full-text available
Introduction]: The most common method to determine the organic matter content of soil is the “Walkley-Black” method, but this method has environmental disadvantages due to the use of the toxic potassium dichromate. As an alternative, the loss on ignition method arises. Both present significantly different results because the ignition method can report higher data due to the presence of clays and because it considers all the organic content of the sample, unlike Walkley-Black method, which considers only the compounds with longer chains. [Objective]: The relationship between the organic matter content determined by Walkley-Black and loss on ignition was determined considering the clay content. [Methodology]: 60 soil samples from northeastern and central Honduras were studied. The clay content was determined through the Bouyoucos method. The organic matter content was determined by the Walkley-Black method and by the ignition method following the guidelines by the international standards AASHTO T 194-97 (2018) and AASHTO T 267-86 (2013), respectively. [Results]: A valid linear relationship was found between the organic matter content determined by Walkley-Black and the loss on ignition regardless of the clay content. It was possible to establish an interpretation range for organic matter content for the loss on ignition method from the typical interpretation ranges reported for Walkley-Black organic matter content. [Conclusions]: The results of this study showed that it is possible to use the ignition method as an alternative to Walkley-Black.
Article
Full-text available
RESUMEN La digestión anaeróbica representa una alternativa sustentable para la conversión de residuos agroindustriales en productos de valor agregado como el biogás. Este estudio evalúa el efecto de la codigestión anaerobia de estiércol bovino con suero de leche en polvo sobre la dinámica de comunidades microbianas en condiciones mesofílicas. Se prepararon por triplicado tratamientos con una relación de inóculo-estiércol de 0.3 gVSII/gVSCM incluyendo acetato de sodio (406 mgC/L), BES (10 mM) o suero de leche en polvo (406 mgC/L). El análisis de la comunidad basada en secuenciación Illumina MiSeq reveló que Methanosaeta concilii (metanógeno acetoclástico) fue el arquea dominante durante el experimento completo. Comparado con el grupo control, el tratamiento con suero de leche incrementó la abundancia relativa de Methanosaeta concilii hasta en un 120%. Esta abundancia es alcanzada al día 19 y no es mantenida a lo largo de la digestión anaerobia probablemente debida al agotamiento del suero. Los tratamientos afectaron la diversidad y composición de bacterias y arqueas pero los filos dominantes fueron los mismos en todos, con excepción de la enmienda BES. ABSTRACT Anaerobic digestion represents a sustainable alternative for the conversion of agro-industrial waste into value-added products such as biogas. This study evaluates the effect of anaerobic co-digestion of cattle manure with whey powder on the dynamics of microbial communities at mesophilic conditions. Amendments were prepared in triplicate with an inoculum-manure ratio of 0.3 gVSII/gVSCM including sodium acetate (406 mgC/L), BES (10mM) or whey powder (406 mgC/L). Illumina MiSeq sequencing-based community analysis revealed that Methanosaeta concilii (acetoclastic methanogen) was the dominant archaea during the whole experiment. Compared with the control group, treatment with added whey powder increased the relative abundance o f Methanosaeta concilii by as much as 120%. This abundance is achieved on day 19 and is not maintained during the anaerobic digestion probably due to whey depletion. The amendments affected the diversity and composition of bacteria and archaea but the dominant phyla were the same in all, except the BES amendment Palabras clave: Bromoetanosulfonato de sodio (BES), suero de leche en polvo, estiércol bovino, Illumina MiSeq, Methanosaeta concilii
Article
Full-text available
Introduction Mossy biocrust represents a stable stage in the succession of biological soil crust in arid and semi-arid areas, providing a microhabitat that maintains microbial diversity. However, the impact of mossy biocrust rhizoid soil and different particle sizes within the mossy biocrust layer and sublayer on microbial diversity and soil enzyme activities remains unclear. Methods This study utilized Illumina MiSeq sequencing and high-throughput fluorometric technique to assess the differences in microbial diversity and soil extracellular enzymes between mossy biocrust rhizoid soil and different particle sizes within the mossy biocrust sifting and sublayer soil. Results The results revealed that the total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), ammonium (NH4⁺) and nitrate (NO3⁻) in mossy biocrust rhizoid soil were the highest, with significantly higher TOC, TN, and total phosphorus (TP) in mossy biocrust sifting soil than those in mossy biocrust sublayer soil. Extracellular enzyme activities (EAAs) exhibited different responses to various soil particle sizes in mossy biocrust. Biocrust rhizoid soil (BRS) showed higher C-degrading enzyme activity and lower P-degrading enzyme activity, leading to a significant increase in enzyme C: P and N: P ratios. Mossy biocrust soils were all limited by microbial relative nitrogen while pronounced relative nitrogen limitation and microbial maximum relative carbon limitation in BRS. The diversity and richness of the bacterial community in the 0.2 mm mossy biocrust soil (BSS0.2) were notably lower than those in mossy biocrust sublayer, whereas the diversity and richness of the fungal community in the rhizoid soil were significantly higher than those in mossy biocrust sublayer. The predominant bacterial phyla in mossy biocrust were Actinobacteriota, Protebacteria, Chloroflexi, and Acidobacteriota, whereas in BSS0.2, the predominant bacterial phyla were Actinobacteriota, Protebacteria, and Cyanobacteria. Ascomycota and Basidiomycota were dominant phyla in mossy biocrust. The bacterial and fungal community species composition exhibited significant differences. The mean proportions of Actinobacteriota, Protebacteria, Chloroflexi, Acidobacteriota, Acidobacteria, Cyanobacteria, and Bacteroidota varied significantly between mossy biocrust rhizoid and different particle sizes of mossy biocrust sifting and sublayer soil (p < 0.05). Similarly, significant differences (p < 0.05) were observed in the mean proportions of Ascomycota, Basidiomycota, and Glomeromycota between mossy biocrust rhizoid and different particle sizes within the mossy biocrust sifting and sublayer soil. The complexity and connectivity of bacterial and fungal networks were higher in mossy biocrust rhizoid soil compared with different particle sizes within the mossy biocrust sifting and sublayer soil. Discussion These results offer valuable insights to enhance our understanding of the involvement of mossy biocrust in the biogeochemical cycle of desert ecosystems.
Article
Full-text available
Differences in organic matter and/or carbon content obtained by comparing wet and dry combustion methods in texturally different Haplustoll were studied.
Article
Full-text available
LOI (Nelson and Sommers, 1982; Combs and Nathan, 1998; Kimble et al., 2001). Dry combustion, measuring Samples of 255 noncalcareous A, Ap, and AB horizons from se- CO2 evolved from organic matter oxidized in a high lected major land resource areas (MLRA) in the north central USA were used to develop equations for predicting organic C content, as temperature furnace, is considered the most precise and determined with a Leco C analyzer, from weight loss-on-ignition accurate procedure today, but the high cost of dry com- (LOI). Organic C concentrations of the samples ranged from 1.09 to bustion instruments is a limitation to many laboratories. 114.6 g kg 1 . Within each MLRA, strong linear relationships were Additionally, the high temperature oxidation liberates observed between LOI and organic C measured by the Leco instru- C from carbonate minerals, so calcareous samples re- ment, with r 2 ranging from 0.94 to 0.98. Predictive equations devel- quire acid pretreatments or corrections for carbonate oped by least-squares regression were significantly different for indi- content. vidual MLRA's. Loss-on-ignition is a rapid, inexpensive, and accurate Wet chemical oxidation (Walkley and Black, 1934), method for estimating organic C concentration in soils of the north the Walkley-Black Procedure, was long the standard of central USA. We recommend that unique predictive equations be developed for individual soil-geographic regions. measuring SOM concentration in soils. The procedure has significant uncertainties regarding oxidation of con- stituents other than SOM and the proportion of total SOM that is oxidized. Today the most significant con- S
Article
Full-text available
Traditional methods of measuring soil organic carbon (SOC) are not adequate for accurate evaluation of C sequestration nor to meet environmental safety requirements. Methods that permit accurate assessment of SOC, which are environmentally healthy, and yet feasible for use in developing countries are needed. Initial and ignition temperatures were adjusted so that loss on ignition (LOI) measures of SOC matched measurements by combustion methods. A comparison of combustion, LOI, and Walkley-Black methods was carried out with soils of Mali, West Africa, ranging from 2 -25 g kg -1 SOC. The LOI method, when using initial (preparation) temperatures of 105 ° C and ignition temperatures of 350 ° C, related closely with combustion measures (Adj. R 2 of 0.89). The SOC measurements by combustion, however, differed from those of Walkley-Black procedure. The LOI calibration equation was %C (combustion) = 0.03 + 0.36 x %weight loss by LOI, adj. R 2 =0.89. The Mali calibration of LOI with combustion SOC was tested on soils of Gambia, however, a systematic over-prediction suggested that re-calibration may be needed to ensure LOI method accuracy with soils different from the calibration set. This need for re-calibration is similar to the Type 2 error, where the sample belongs to a different calibration set.
Article
Low temperature ashing was used to determine the organic matter content of soils by weight loss. This technique utilizes oxygen excited by radiofrequency energy to effect oxidation at relatively low temperatures. Ashing at 375C was used for samples high in organic matter. Corrections were applied for weight loss of inorganic constituents and for incomplete oxidation of organic matter. The following regression equation was developed to convert organic carbon percent to organic matter percent in Pennsylvania surface soils: Percent organic matter = 0.35 + 1.80 × percent organic carbon.
Article
Many studies in ecology, soil science, and global climate change require accurate estimates of soil organic C (SOC). When calibrated with direct SOC determinations, loss-on-ignition (LOI) has been proposed as a rapid, inexpensive, and accurate method for estimating SOC. We collected 0- to 15- and 15- to 50-cm mineral soil samples from 102 plots within a 110000-ha ponderosa pine (Pinus ponderosa P & C. Lawson) landscape to develop regression equations between LOI and SOC measured with an elemental C analyzer. We tested nine LOI temperature-duration combinations ranging from 300 to 600 C and 2 to 6 h to discern optimal combinations for estimating SOC, used the optimal combination to develop regressions for 100 samples each of 0- to 15- and 15- to 50-cm depths, and assessed whether stratifying samples into ecosystem types improved LOI-SOC equations. Pearson r(2) values between LOI and SOC did not exceed 0.74 for any LOI temperature-duration combination. These values showed no consistent trend to change with increasing duration, but tended to be slightly higher at the lowest temperature (300 degrees C). Multiple regressions, including LOI and clay concentration, explained only 78 (0-15 cm) and 64% (15-50 cm) of the variation in SOC. Relationships between LOl and SOC found in this study are among the weakest reported in the soil literature, and it remains unclear precisely why observed relationships were weak. Our results suggest that LOI may be useful for roughly estimating SOC in this region, but other methods or modifications to LOI are needed when more accurate SOC measurements are required.