Influence of Physical and Chemical Soil Properties on the Adsorption of Escherichia coli in Mollisols and Alfisols of Argentina.

Abstract

Bacterial adsorption on soils and sediments is one of the main factors that control bacterial transport to water bodies. In this work, 32 soil samples representative of the most important arable areas of the Rolling Pampa region (Argiudolls) and bottomlands devoted to livestock production (Natraqualfs) were analyzed in order to evaluate bacterial-soil adsorption. The first axis of a principal component analysis explained 45% of the total variation among soils in 11 physical and chemical properties, and was strongly and positively related to bacterial adsorption (r2=0.67). Soil bacterial adsorption presented a large range of values (25-73%), being those for Argiudolls significantly higher than those for Natraqualfs. For both soils, cation exchange capacity (CEC) (r2=0.67) and clay content (r2=0.55) were positively associated with bacterial adsorption; whereas exchangeable sodium percentage (ESP) showed a negative tendency (r2=0.42). It is concluded that in the basin studied, granulometry, CEC and ESP proved to be important properties to discriminate bacterial-soil adsorption, and the following equation to estimate mean soil bacterial adsorption in these soils is proposed: y=1.73×CEC ? 0.05×sand(50-250 μm)[g kg?1]?0.54×ESP (R2adjust=0.77). These results would help to monitor water quality of surface water bodies by the development of bacterial transport models using standard soil data.

La adsorción bacteriana a suelos y sedimentos es uno de los principales factores que controlan el transporte bacteriano hacia los cuerpos de agua. En este trabajo se analizó la adsorción bacteriana en 32 muestras de suelos representativas del área agrícola más importante de la región de la Pampa Ondulada (Argiudoles) y de las áreas bajas asociadas con uso ganadero (Natracualfes). En el análisis de componentes principales el primer eje explicó en 45% de la variación total de los suelos en 11 propiedades físicas y químicas y se relacionó de forma positiva con la adsorción bacteriana (r2=0.67). Esta adsorción bacteriana presentó un importante rango de valores (25-73%), encontrándose para los Argiudoles valores significativamente más altos que para los Natracualfes. Para ambos tipos de suelos, la adsorción bacteriana se correlacionó positivamente con la capacidad de intercambio catiónico (CIC) (r2=0.67) y el contenido de arcilla (r2=0.55); mientras que el porcentaje de sodio intercambiable (PSI) presentó una tendencia negativa (r2=0.42). Se concluyó que en los suelos de la cuenca bajo estudio la granulometría, la CIC y el PSI son importantes propiedades para evaluar los procesos de adsorción bacteriana en el suelos y se propone la siguiente ecuación para su predicción en estos tipos de suelos: y=1.73×CIC – 0.05×arena (50-250 μm) [g kg–1]–0.54×PSI (R2ajust=0.77). Estos resultados proporcionan elementos para el modelado de la calidad de los cuerpos superficiales de agua utilizando datos estándares de suelos.