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Actividad Enzimática: Indicador biológico de la calidad del suelo
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La determinación de la
actividad enzimática del suelo es una de las formas de evaluar la actividad
de los microorganismos y se
caracteriza como uno de los tipos de análisis
microbiológicos del suelo. El conteo
de microorganismos y el análisis
genético también son tipos de análisis microbiológicos, utilizados para
evaluar la "salud" del suelo.
Más información
sobre la Microbiología del suelo y su importancia para la sustentabilidad agrícola en el
contenido exclusivo.
Con el fin de agregar el componente
biológico a los análisis de suelos de rutina, el uso del análisis microbiológico de suelos ha ido
creciendo a un ritmo acelerado, maximizando la evaluación de la calidad y el potencial productivo del suelo.
La gran ventaja de incluir
indicadores microbiológicos es que son más sensibles que los indicadores químicos y físicos,
señalando con mayor anticipación los cambios que se producen en el suelo,
debido a su uso y manejo.
Actividad
enzimática
Aunque el
recuento de microorganismos es simple, puede subestimar la comunidad
microbiana, ya que algunas especies no crecen en medios de cultivo
artificiales. Además, el recuento por sí solo no demuestra el nivel de
actividad de los microorganismos, lo que requiere el uso de parámetros como la tasa de fijación de nitrógeno, la
respiración microbiana, la actividad enzimática, etc.
La actividad enzimática del suelo es el
resultado de la suma de la actividad
enzimática de los organismos vivos (plantas, microorganismos y animales) y
de las enzimas abióticas (enzimas
asociadas a la fracción no viva) que se acumulan en el suelo, protegidas de la
acción de las proteasas, mediante adsorción sobre partículas de arcilla y materia orgánica del suelo (MENDES et al., 2015).
Después de 21 años de estudio, en 2020 Embrapa lanzó BioAS – Tecnología de Bioanálisis de Suelos. Considerada una iniciativa pionera en el mundo, BioAS se basa en
el análisis de la actividad de las enzimas arilsulfatasa
y beta-glucosidasa, asociadas a los ciclos del azufre y del carbono,
respectivamente.
La arilsulfatasa y la
beta-glucosidasa están directa o indirectamente relacionadas con el potencial productivo y la sostenibilidad del uso de la tierra,
funcionando como bioindicadores y
brindando parámetros para evaluar la salud del suelo.
Diagrama de flujo que demuestra que el
aumento de la actividad biológica es el primer paso en la escalada de la mejora
del suelo. Fuente: Extraído de Mendes et
al., 2018
Embrapa estableció valores de referencia para las enzimas en
diferentes suelos, con el fin de evaluar el estado de su funcionamiento biológico. Altos
valores de actividad enzimática indican el uso de prácticas adecuadas y sostenibles de manejo del suelo. Por el
contrario, los valores bajos sirven
como advertencia al agricultor para
una reevaluación del sistema de producción hacia la adopción de buenas prácticas de manejo.
Los valores de referencia
de la actividad enzimática en el suelo varían según las diferentes
condiciones edafoclimáticas y los diferentes cultivos. Aunque la determinación
de enzimas se puede realizar para varias áreas, actualmente, la interpretación
de los resultados propuestos por Embrapa está formateada para cultivos anuales de granos y fibras
cultivados en el bioma Cerrado y en
el estado de Paraná.
Método
de determinación
Los métodos de determinación de arilsulfatasa y beta-glucosidasa
utilizados en el protocolo del IAC (Instituto Agronómico de Campinas) y Embrapa
se basan en el método descrito por Tabatabai (1994). Sin embargo, hay una
diferencia, que es la omisión/eliminación del tolueno en el procedimiento
utilizado por la técnica BioAS de Embrapa.
La metodología se basa en la
incubación de muestras de suelo a una temperatura de 37°C con una solución
tamponada de sustratos específicos para
cada enzima, promoviendo la liberación de p-nitrofenol, que se determina
por colorimetría, a través de un espectrofotómetro
digital UV/VIS.
Para incubar las muestras, se puede utilizar una incubadora, modelo
Además, son necesarios los equipos
adicionales como agitador de tubos,
modelo
La fosfatasa ácida es
una enzima que se encuentra en el suelo, pero no está incluida en la tecnología
de Embrapa, ya que es una enzima inestable y está influenciada por el pH del
suelo (cuando aumenta el pH, el nivel de actividad de la fosfatasa ácida
disminuye y viceversa). Sin embargo, la fosfatasa ácida se puede evaluar en
demandas específicas, utilizando el mismo equipo que el anterior.
●
¿Cuál es el procedimiento para recolectar la muestra de suelo para
el análisis enzimático?
Para el análisis enzimático del suelo, es fundamental que la
profundidad de muestreo sea de 0 a 10 cm,
porque esta es la capa de diagnóstico.
El procedimiento es similar al adoptado para el análisis químico del suelo. En áreas
bajo cultivos anuales, se realizan colectas múltiples en hileras y entre
hileras del último cultivo para formar una muestra de suelo compuesta por
varias submuestras.
●
¿Cuál es el período de recolección del suelo?
La recolección del suelo debe
realizarse de preferencia al final de la
estación lluviosa, después de la cosecha del cultivo, coincidiendo con la
toma de muestras para el análisis
químico del suelo.
●
¿Se pueden almacenar muestras de suelo para análisis enzimático?
Lo ideal es enviar las muestras de suelo lo antes posible para su análisis. Si esto no es posible, las
muestras de suelo se pueden almacenar en un lugar seco y ventilado, sin exposición directa al suelo.
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¿En qué consiste la preparación de muestras de suelo para análisis
de actividad enzimática?
La muestra de suelo recolectada debe secarse al aire y tamizarse a
través de un tamiz de malla de 2 mm. Lima (2021) verificó que el secado en estufa a 40°C por dos días no provocó cambios significativos en la
actividad enzimática. De esta forma,
se puede utilizar una Estufa con
circulación y renovación de aire, modelo TE-394/2-MP.
●
¿Cómo se hace la interpretación de los indicadores biológicos de
la calidad del suelo?
Dentro de la tecnología BioAS, la interpretación se realiza a
través de algoritmos basados en análisis de regresión que evalúan la relación
entre los niveles de actividad
enzimática, el tipo y textura del suelo y el rendimiento de grano de los
cultivos, así como entre los niveles de actividad enzimática. y materia
orgánica del suelo. Con estas regresiones es posible delimitar clases de
suficiencia para los bioindicadores (Muy Alta, Alta, Media, Baja y Muy Baja)
como se muestra a continuación.
Informe y escala de calidad para clasificar
los índices presentados en el informe BioAS. Fuente: Embrapa, 2021.
Consideraciones
finales
La actividad enzimática
es un indicador de la calidad del suelo que
se puede determinar fácilmente en el laboratorio, sin embargo, para que se
convierta en una herramienta común, la investigación debe seguir avanzando.
La profundización de las investigaciones permitirá la
parametrización de valores de referencia que sean compatibles con diversos
tipos de suelos y cultivos, incentivando el análisis de enzimas como parte de
los análisis de rutina.
El análisis del componente
biológico del suelo contribuye al establecimiento de métricas para la
evaluación de prácticas más sostenibles como el uso de bioinsumos, por ejemplo,
que pueden favorecer la diversidad
biológica y funcional del suelo.
Sobre Tecnal
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Referencias
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Indicadores biológicos e bioquímicos da qualidade do solo: manual técnico. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, 2000. 198p. (EMBRAPA Meio
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EMBRAPA. Tecnologia BioAS: uma maneira
simples e eficiente de avaliar a saúde do solo / Iêda de Carvalho Mendes ...
[et al.]. – Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2021. 50 p. (Documentos / Embrapa
Cerrados, ISSN 1517-5111, ISSN online 2176-5081, 369
LIMA, A. C. A. Efeito da secagem das
amostras de solo nos níveis de atividade das enzimas ß-glicosidase e
arilsulfatase. 2021. 32 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em
Agronomia)-Universidade de Brasília, Brasília, 2021. Disponible en: https://bdm.unb.br/bitstream/10483/28444/1/2021_AnaCarolynaAlvesLima_tcc.pdf
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pesquisa para o campo. Cadernos de Ciência & Tecnologia, v. 32, n. 1/2,
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MENDES, I. C. et. al. Bioanálise de solo:
como acessar e interpretar a saúde do solo. Vol. Circular Técnica 38, pp. 24p.
2018. EMBRAPA, Brasília.
Silveira, A.P.D. et al. Determinação da
atividade de enzimas em solos. Instituto Agronômico, Centro de Solos e Recursos
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en: http://lab.iac.sp.gov.br/Publicacao/ProtocoloIACEnzimasSolosAbril2022.pdf
Tabatabai, M. A. (1994). Soil Enzymes. In “Methods of Soil Analysis – Part 2 Microbiological and Biochemical Properties” (R. W. Weaver, S. Angle, P. Bottomley, D. Bezdicek, S. Smith, M. A. Tabatabai, A. Wollum, eds.), pp. 786-944. SSSA, Madison, WI.
