PRIMER CURSO NACIONAL DE SUSTRATOSColegio de Postgraduados
Unidad de Congresos
Texcoco, Estado de México
28 – 30 de Julio, 2010
PROPIEDADES BIOQUIMICAS DE
LOS SUSTRATOS
Dr. Roberto Quintero Lizaola
Colegio de [email protected]
INTRODUCCION
Se utilizó un diseño experimental de bloques
completamente al azar, con los tratamientos:
paja molida con lombriz (PMCL),
paja molida sin lombriz (PMSL);
paja picada con lombriz (PPCL),
paja picada sin lombriz (PPSL).
Metodologías empleadas en la cinética enzimática de las enzimas participantes en el ciclo del carbono,
nitrógeno, fósforo, azufre y la deshidrogenasa, medidas a 23, 46, 69, 92, 115 y 148 días de la
incorporación de lombrices en vermicompost preparadas con paja molida y picada de avena
subproducto de la producción comercial del hongo Pleurotus ostreatus, comparados con sus
compost correspondientes sin lombrices.
Condiciones de incubación
Enzima Sustrato Amortiguador Temperatura Tiempo Producto
Ciclo del carbono
Amilasa Almidón Fosfatos pH 5.5 37 °C 24 h Azúcares
reducidos
Celulasa Carboximetil
celulosa
Acetato 2M pH
5.5
50 °C 24 h Azúcares
reducidos
Lipasa 4-metil
umbeliferona
(4-MU)
Tris 0.1 M
pH 7.5
30 °C 10 min 4metil
umbeliferona
heptanoato
(4-MUH)
Invertasa Sacarosa 20% Acetato 2 M
pH 5.5
37 °C 24 h Azúcares
reducidos
Metodologías empleadas en la cinética enzimática de las enzimas participantes en el ciclo del carbono,
nitrógeno, fósforo, azufre y la deshidrogenasa, medidas a 23, 46, 69, 92, 115 y 148 días de la incorporación
de lombrices en vermicompost preparadas con paja molida y picada de avena subproducto de la producción
comercial del hongo Pleurotus ostreatus, comparados con sus compost correspondientes sin lombrices.
Condiciones de incubación
Enzima Sustrato Amortiguador Temperatura Tiempo Producto
Ciclo del nitrógeno
Proteasa Caseínato de
sodio
Tris 50 mM pH
8.1
50 °C 2 h Tirosina
Amidasa Formamida
Acetamida
Propionamida
Tris H2SO4
0.1M pH 8.5
37 °C 2 h N-NH4
Ureasa Solución de urea
200 mM
Tris hidroximetil
amino metano
50 mM pH 9.0
37 °C 2 h N-NH4
Nitrogenasa Acetileno 25 a 30 ºC 24 h Etileno
Ciclo del fósforo
Fosfatasa ácida Difenilfosfato de
sodio
Acetato pH 5 37 °C 3 h Fenol
Fosfatasa alcalina Difenilfosfato de
sodio
Borato pH 10 37 °C 3 h Fenol
Ciclo del azufre
Arilsulfatasas p-nitrofenol
sulfato
Acetato 0.5 M
pH 5.8
37 °C 1 h p-nitrofenol
Deshidrogenasa Cloruro 2, 3, 5-
Trifeniltetrazolio
(TTC)
Tris HCl 100
mM
30 °C 24 h Trifenil
formazán
TPF
ÁCIDOS HÚMICOS Y FÚLVICOS
ENZIMAS DEL CICLO DEL CARBONO
0
50
100
150
200
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
mg
de a
z. r
ed
. 1
0 g
-1 d
e
ma
teri
a s
eca
24
h-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
0
50
100
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
µg
de g
luco
sa .
g-1
de
ma
teri
a s
eca
24
h-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
0
50
100
150
200
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
nM
de 4
-meti
l u
mb
eli
fero
na
.
g-1
de m
ate
ria
seca
h-1
Paja mlida con lombrizPaja picada con lombriz
Paja molida sin lombrizPaja picada sin lombriz
0
1
2
3
4
5
6
7
8
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
mg
de g
luco
sa .
g-1
de
ma
teri
a s
eca
24
h-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
AMILASA
LIPASA
CELULASA
INVERTASA
ENZIMAS DEL CICLO DEL CARBONO
ENZIMAS DEL CICLO DEL NITRÓGENO
0
100
200
300
400
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
µg
eq
. d
e t
iro
sin
a .
g-1
de
ma
teri
a s
eca
. 2
h-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
0.5
1
1.5
2
2.5
3
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
mg
de N
-NH
4 .
g-1
de
ma
teria
seca
2 h
-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
mg
de N
-NH
4 .
g-1
de
ma
teri
a s
eca
2 h
-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
0
50
100
150
200
250
300
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
pM
ol
C2H
4 g
-1 m
ate
ria
seca
h-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
PROTEASA AMIDASA
UREASA NITROGENASA
ENZIMAS DEL CICLO DEL NITRÓGENO
ENZIMAS: DESHIDROGENASA, CICLO DEL FÓSFORO Y AZUFRE
1
1.4
1.8
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
µg T
PF
. g
-1 d
e m
ate
ria
seca
24 h
-1
Paja molida con lombriz
Paja picada copn lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
23 46 69 92 115 148
Dias de muestreo
mg
p-n
itro
fen
ol
. g
-1 d
e
ma
teri
a s
eca
h-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
1
1.5
2
2.5
23 46 69 92 115 148
Dias de muestreo
mg
p-n
itro
fen
ol
. g
-1 d
e
ma
teri
a
seca
h-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
23 46 69 92 115 148
Dias de muestreo
mg
p-n
itro
fen
ol
. g
-1 d
e
ma
teria
seca
h-1
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombrz
DESHIDROGENASA FOSFATASA ÁCIDA
FOSFATASA ALCALINA ARILSULFATASA
ENZIMAS: DESHIDROGENASA, CICLO DEL FÓSFORO Y AZUFRE
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
Po
rcen
taje
de C
de A
H +
AF
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz0
2
4
6
8
10
12
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
Po
rcen
taje
de C
de A
H
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombrz
0
1
2
3
4
5
6
7
8
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
Po
rcen
taje
de C
de A
F
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
PORCERTAJE DE CARBONO DE AC. HUMICOS Y FÚLVICOS
PORCENTAJE DE C DE AH Y AF PORCENTAJE DE C DE AH
PORCENTAJE DE C DE AF
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
Rela
cio
n A
F/A
H
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
Rela
cio
n A
H/A
F
Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
01
234
567
89
10
111213
1415
23 46 69 92 115 148
Días de muestreo
mg
de A
H .
10
g-1
de M
.S. Paja molida con lombriz
Paja picada con lombriz
Paja molida sin lombriz
Paja picada sin lombriz
RELACIÓN DE ÁCIDOS PRODUCIDOS
RELACIÓN DE AF Y AH RELACIÓN DE AH Y AF
PRODUCCIÓN DE AH 10 g-1 MS
Frecuencia (cm-1)Grupo
funcional
3 400 a 3 300O-H y N-H
2 940 a 2 900C-H alifático
1 725 a 1 720C=O de COOH
1 660 a 1 630C=O del grupo amida
1
1620 a 1 600C=C aromático
1 590 a 1 517COO-
1 460 a 1 450C-H alifático
1 400 a 1 390C-O fenolico
1 280 a 1 200C-O arilester
1 170 a 950C-O polisacáridos
Número de onda cm-1
148
92
115
Número de onda cm-1
ESPECTROS DE IR DE AH EN EL TRATAMIENTO PM
CON Y SIN LOMBRIZ
Frecuencia (cm-1)Grupo
funcional
3 400 a 3 300O-H y N-H
2 940 a 2 900C-H alifático
1 725 a 1 720C=O de COOH
1 660 a 1 630C=O del grupo amida
1
1620 a 1 600C=C aromático
1 590 a 1 517COO-
1 460 a 1 450C-H alifático
1 400 a 1 390C-O fenolico
1 280 a 1 200C-O arilester
1 170 a 950C-O polisacáridos
Número de onda cm-1
porcentaje de
transmitancia
148
92
115
Número de onda cm-1
ESPECTROS DE IR DE AH EN EL TRATAMIENTO PP CON
Y SIN LOMBRIZ
105 000 X
120 000 X
FOTOMICROGRAFIA AL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE
TRANSMISIÓN DE AH CON Y SIN LOMBRIZ