Aproximación ómica al estudio de la repelencia al agua del suelo mediante espectrometría de masas de ultra-alta resolución (FT-ICR/MS) de la materia orgánica y quimiometría predictiva

Póster presentado en la XXXII Reunión Nacional de Suelos (RENS2019) 10-13 de septiembre de 2019 en Sevilla

La repelencia al agua del suelo (RAS) es una propiedad física de origen complejo que limita la infiltración del agua. Tradicionalmente, la RAS se atribuyó a la acumulación y translocación de compuestos lipídicos (hidrofóbicos) a través del perfil del suelo. Sin embargo, se observó que una extracción exhaustiva de estos no conlleva la eliminación completa de la RAS, lo que sugiere que el carácter hidrofóbico del suelo puede depender en parte además de la composición de la fracción orgánica no extraíble. Con el fin de profundizar en el conocimiento de los constituyentes orgánicos del suelo que pueden estar asociados con la RAS, se realizaron análisis de las fracciones gruesa (1–2 mm) y fina (<0.05 mm) de suelos arenosos control y quemado bajo vegetación de alcornoque y jara (Parque Nacional de Doñana, España). El test del tiempo de penetración de una gota de agua (WDPT) se utilizó para evaluar la RAS. La composición molecular de la materia orgánica del suelo (MOS) se caracterizó mediante espectrometría de masas de resonancia ciclotrónica de ión de transformada de Fourier (FTICR/MS). Utilizamos un modelo estadístico predictivo de regresión parcial por mínimos cuadrados (PLS) para comprobar si es posible predecir la RAS a partir de la composición molecular de la MOS. La PLS permitió obtener un modelo significativo (P = 0.006) de predicción para la RAS usando como descriptores los 1221 compuestos comunes en la MOS de todas las muestras detectados por FTICR/ MS. Ello sugiere que existe una correlación significativa entre la composición molecular de la MOS y RAS. La comparación entre muestras de suelos control y quemados reveló que la RAS en las muestras quemadas está significativamente (P< 0.05) relacionada con la proporción de compuestos aromáticos y condensados, mientras que en las muestras sin quemar hay una contribución significativa de hidrocarburos aromáticos y de compuestos derivados de lignina. Con respecto a las fracciones de diferente tamaño de partícula, se observó que la presencia de compuestos lipídicos estaba asociada (P< 0.05) con la RAS en la fracción fina, mientras que para la fracción gruesa no se encontró correlación con ninguna familia de compuestos. La combinación de FT-ICR/MS y tratamientos quimiométricos apropiados de los datos, es una aproximación ómica al estudio de la MOS (humeómica). La técnica tiene un gran potencial para el análisis exploratorio de factores diversos y complejos responsables de las propiedades de los suelos y que permiten, en algunos casos como la RAS, predecirlas.

Proyecto INTERCARBON (CGL2016-78937-R) cofinanciado con fondos de cohesión EU-FEDER. N.T. Jiménez-Morillo agradece su contrato FPI (BES-2013-062573). Desiré Monis por su asistencia técnica.

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