Digestão de amostras de origem orgânica e respiração microbiana: validação de métodos alternativos

Abstract

O desenvolvimento de métodos de análises laboratoriais menos trabalhosos, baratos ou que apresentem o mínimo risco para o operador são necessários. O presente trabalho buscou validar métodos alternativos para a preparação e extração de elementos de amostras vegetais e para a determinação da respiração microbiana em laboratório. Dessa forma, dois experimentos foram conduzidos em laboratório. No primeiro, buscou-se uma alternativa à digestão nitroperclórica, que leva o ácido perclórico, um ácido forte, que quando utilizado ocorre a formação de gases tóxicos e pode levar a corrosão de equipamentos e ainda apresenta risco de explosões. Dessa forma, foram comparados dois métodos de digestão de amostras, a nitroperclórica (HNO 3 /HClO 4 , na proporção de 3:1, aquecidos à 200 ºC) e a digestão nitroperoxídica (HNO 3 aquecido à 120º C, seguido da adição de H 2 O 2 , aquecendo à 200ºC), utilizando 20 amostras vegetais, com variações nos teores de P, K e Ca. Após a digestão das amostras pelos dois métodos, foram realizadas as análises de P, K e Ca. As correlações de Pearson entre as repetições analíticas de cada método, para os três elementos analisados foram superiores a 0,9, indicando uma boa repetitividade entre as duplicatas das amostras vegetais dentro de cada método. Também foram observados que as correlações de Pearson para a comparação entre os dois métodos foram superiores a 0,9. Portanto, a digestão nitroperoxídica pode ser utilizada em substituição a digestão nitroperclórica. No segundo experimento, buscou-se validar um método alternativo para a determinação da respiração microbiana em laboratório, uma vez que o método tradicionalmente utilizado com a titulação da solução armadilha de NaOH é trabalhosa. Primeiramente, foi realizado um pré-teste para determinar a quantidade de cal sodada (hidróxido de cálcio e hidróxido de sódio) que levaria a uma máxima absorção de CO 2 em um frasco com 500 cm 3 . Depois de definir que 2 g de cal sodada eram suficientes, foi realizado um estudo comparativo com quatro diferentes tipos de solo, acrescidos de amido e esterco, com a finalidade de se obter diferentes níveis de respiração microbiana. Neste estudo foi comparado o comportamento da cal sodada e do NaOH como armadilha. Observou-se que a variabilidade entre as repetições analíticas do método utilizando solução de NaOH e cal sodada foram baixas (R > 0,700) em praticamente todos os tempos avaliados. Para o método utilizando solução de NaOH, no período de 8 dias a correlação foi relativamente baixa (R < 0.700). Já para o método com cal sodada foi observado uma correlação baixa (R < 0.700) na avaliação realizada aos 14 dias. As correlações entre as réplicas analíticas para as estimativas da taxa respiratória acumulada foram de 0.910 e 0.954 para os métodos com NaOH e cal sodada, respectivamente, indicando uma boa repetitividade dos métodos de captura de CO 2 . Os métodos de avaliação das taxas de respiração microbiana do solo comparados apresentaram excelente correlação entre si (R Pearson: 0,96). Dessa forma, a cal sodada apresenta comportamento semelhante à solução de NaOH e pode ser usada como alternativa para sua substituição. Palavras-chave: Métodos de análise. Análise foliar. Armadilha de CO 2.

The development of less labor-intensive, inexpensive or low-risk laboratory analysis methods is necessary. The present work sought to validate alternative methods for the preparation and extraction of elements from plant samples and for the determination of microbial respiration, in the laboratory. Therefore, two experiments were conducted in the laboratory. In the first, an alternative to nitroperchloric digestion was sought, which takes perchloric acid, a strong acid, which when used occurs the formation of toxic gases and can lead to corrosion of equipment and still represents a risk of explosions. In this way, two methods of sample digestion were compared, the nitroperchloric (HNO 3 / HClO 4 , in the proportion of 3:1, heated to 200 ºC) and the nitroperoxidic digestion (HNO 3 heated to 120 ºC, followed by the addition of H 2 O 2 , heating to the 200 ºC), using 20 plant samples, with variations in the levels of P, K and Ca. After the digestion of the samples by the two methods were performed the analysis of P, K and Ca. Pearson's correlations between the analytical repetitions of each method, for the three elements analyzed were greater than 0,9, indicating a good repeatability among the duplicates of the plant samples within each method. It was also observed that Pearson's correlations for the comparison between the two methods were greater than 0,9. Therefore, nitroperoxide digestion can be used to replace nitroperchloric digestion. In the second experiment, we sought to validate an alternative method for the determination of microbial respiration in the laboratory, once the method traditionally used with the titration of the NaOH trap solution is laborious. Firstly, a pre-test was performed to determine the amount of soda lime (calcium hydroxide and sodium hydroxide) that would lead to maximum CO 2 absorption in a 500 cm 3 bottle. After defining that 2 g of soda lime were sufficient, a comparative study was carried out with four different types of soil, plus starch and manure, in order to obtain different levels of microbial respiration. In this study was compared the behavoir of soda lime and NaOH as a trap. It was observed that the variability between the analytical repetitions of the method using NaOH solution and soda lime was low (R > 0.700) in practically all the evaluated times. For the method using NaOH solution, in the period of 8 days the correlation was relatively low (R < 0.700). However for the soda lime method, a low correlation (R < 0.700) was observed in the evaluation performed at 14 days. The correlations between the analytical replicates for the estimates of the accumulated respiratory rate were 0.910 and 0.954 for the methods with NaOH and soda lime, respectively, indicating a good repeatability of the CO 2 capture methods. The methods for evaluating the soil microbial respiration rates compared showed excellent correlation (R Pearson: 0.96). Therefore, soda lime behaves similarly to the NaOH solution and can be used as an alternative for its replacement. Keywords: Analysis methods. Leaf analysis. CO2 trap.