elaboracin de un abono orgnico fermentado a partir de residuos de

ELABORACIÓN DE UN ABONO ORGÁNICO FERMENTADO A PARTIR DE
RESIDUOS DE FLORES (PÉTALOS DE ROSA) Y SU CARACTERIZACIÓN
PARA USO EN LA PRODUCCIÓN DE ALBAHACA (Ocimum basilicum L.).
ADRIANA NATHALIA GÓMEZ TEQUIA
XIMENA DEL PILAR TOVAR GIL
TRABAJO DE GRADO
Presentado como requisito parcial
Para optar al titulo de
MICROBIÓLOGA AGRÍCOLA Y VETERINARIA
MICROBIÓLOGA INDUSTRIAL
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE CIENCIAS
CARRERA MICROBIÓLOGA AGRÍCOLA Y VETERINARIA
CARRERA MICROBIÓLOGIA INDUSTRIAL
BOGOTA D.C
JULIO 2008
ELABORACIÓN DE UN ABONO ORGÁNICO FERMENTADO A PARTIR DE
RESIDUOS DE FLORES (PÉTALOS DE ROSA) Y SU CARACTERIZACIÓN
PARA USO EN LA PRODUCCIÓN DE ALBAHACA (Ocimum basilicum L.).
ADRIANA NATHALIA GÓMEZ TEQUIA
XIMENA DEL PILAR TOVAR GIL
APROBADO
________________________
___________________________________
DIRECTOR
Dr. JAIRO CUERVO Ph.D
ASESOR:
Dra.: MARIA XIMENA RODRIGUEZ Ph.D
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE CIENCIAS
CARRERA MICROBIÓLOGA AGRÍCOLA Y VETERINARIA CARRERA
MICROBIÓLOGIA INDUSTRIAL
ELABORACIÓN DE UN ABONO ORGÁNICO FERMENTADO A PARTIR DE
RESIDUOS DE FLORES (PÉTALOS DE ROSA) Y SU CARACTERIZACIÓN
PARA USO EN LA PRODUCCIÓN DE ALBAHACA (Ocimum basilicum L.).
ADRIANA NATHALIA GÓMEZ TEQUIA
XIMENA DEL PILAR TOVAR GIL
APROBADO
________________________
___________________________________
Dra JANETH ARIAS M.Sc
Directora Carreras
Microbiología
Dra. INGRID SCHULER Ph.D
Decana académica
Facultad de Ciencias
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
Facultad de ciencias
Carrera Microbiología Agrícola y Veterinaria
Carrera Microbiología Industrial
Bogotá D.C Julio
2008
ELABORACIÓN DE UN ABONO ORGÁNICO FERMENTADO A PARTIR DE
RESIDUOS DE FLORES (PÉTALOS DE ROSA) Y SU CARACTERIZACIÓN
PARA USO EN LA PRODUCCIÓN DE ALBAHACA (Ocimum basilicum L.).
ADRIANA NATHALIA GÓMEZ TEQUIA
XIMENA DEL PILAR TOVAR GIL
APROBADO
________________________
___________________________________
Jurado 1
Dr. Gerardo Moreno
ING agrónomo M.Sc
Jurado 2
Dr. Hernando Valencia
Biólogo M.Sc
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
Facultad de ciencias
Carrera Microbiología Agrícola y Veterinaria
Carrera Microbiología Industrial
Bogotá D.C
Julio 2008
NOTA DE ADVERTENCIA
“La Universidad no se hace responsable por los conceptos emitidos por sus
alumnos en sus trabajos de tesis. Solo velará por que no se publique nada
contrario al dogma y a la moral católica y por que las tesis no contengan ataques
personales contra persona alguna, antes bien se vea en ellas el anhelo de
buscar la verdad y la Justicia”
Artículo 23 de la Resolución N° 13 de Julio de 1946
AGRADECIMIENTOS
A Dios quien nos dio la sabiduría para cumplir este reto.
A nuestros Padres y hermanos por el apoyo y respaldo brindado en el desarrollo de
este proyecto.
A la Universidad Nacional de Colombia por permitir el desarrollo de este proyecto, el
acceso al material de laboratorio, e invernaderos y en especial a nuestro director el
doctor Jairo Leonardo Cuervo Andrade por su paciencia y dedicación.
A la doctora María Ximena Rodríguez por su comprensión, colaboración y tiempo.
A todas las personas que hacen parte del laboratorio de Biología de suelos e
invernaderos de la Facultad de Agronomía de Universidad Nacional de Colombia y
que en determinado momento nos colaboraron en el desarrollo de nuestro objetivo.
A todos mil y mil gracias
TABLA DE CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 8
2. MARCO TEÓRICO Y REVISION DE LITERATURA.................................................... 11
2.1 SITUACIÓN ACTUAL DE LAS PLANTAS AROMÁTICAS EN
COLOMBIA…………………………………………………………………………11
2.2 GENERALIDADES DE ALBAHACA (Ocimum basilicum L.)……………… ..13
2.2.1 DESCRIPCIÓN BOTÁNICA Y ECOLÓGICA……………………………………………… ..13
2.2.2 NECESIDADES MEDIOAMBIENTALES……………………………………………………14
2.2.3 MANEJO DE LA ESPECIE .................................................................................................. 14
2.2.4 PROBLEMAS FITOSANITARIOS ........................................................................................ 15
2.3 PRODUCCIÓN ORGÁNICA…………………………………………………... 16
2.3.1 TIPOS DE ABONOS ORGÁNICOS ....................................................................................... 18
2.3.1.1 ABONOS SÓLIDOS ........................................................................................................ 18
2.3.1.2 ABONOS ORGÁNICOS LÍQUIDOS ................................................................................... 19
2.3.2 MATERIALES PARA LA PREPARACIÓN DE ABONOS ORGÁNICOS ..................................... 20
2.4 ABONO COMPOSTADO TIPO BOKASHI……………………………………22
2.4.1 FUNCIÓN DE CADA COMPONENTE EN EL ABONO TIPO BOKASHI .................................... 23
2.4.1.1 HISTORIA DEL ABONO BOKASHI.................................................................................. 24
2.4.1.2 CARACTERÍSTICAS DE ABONOS ORGÁNICOS FERMENTADOS TIPO BOKASHI EN
INVERNADERO ......................................................................................................................... 26
2.4.1.3 FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ELABORACIÓN DE BOKASHI .............................. 27
2.4.1.4 COMPOSICIÓN DE ABONOS ORGÁNICOS ...................................................................... 27
2.4.1.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL BOKASHI FRENTE A COMPOST ................................. 28
2.4.2 SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ABONOS ORGÁNICOS FERMENTADOS EN COLOMBIA ......... 30
2.5 EXTRACTOS DE ORIGEN VEGETAL………………………………………..31
2.5.1 TIPOS DE EXTRACTOS ..................................................................................................... 31
2.5.2 TÉCNICAS EMPLEADAS PARA LA ELABORACIÓN DE EXTRACTOS VEGETALES ............... 32
2.5.3 USOS DE LOS EXTRACTOS VEGETALES. .......................................................................... 33
2.5.4 MÉTODOS DE EVALUACIÓN ANTIMICROBIANA EN EXTRACTOS VEGETALES ................. 35
2.5.4.1 MÉTODO DE DILUCIÓN EN CALDO ............................................................................... 35
2.5.4.2 MÉTODO DE DIFUSIÓN EN AGAR .................................................................................. 36
2.5.4.3 BIOAUTOGRAFIA ......................................................................................................... 36
2.5.4.4 CONCENTRACIÓN MÍNIMA INHIBITORIA ...................................................................... 36
2.5.4.5 MÉTODO DE CRECIMIENTO RADIAL ............................................................................. 37
2.6 COBERTURAS PLÁSTICAS…………………………………………………...38
3. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN.............................................. 40
3.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………………………………..40
4. OBJETIVOS ....................................................................................................................... 42
4.1 OBJETIVO GENERAL………………………………………………………….42
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………………………………………… …42
5 MATERIALES Y METODOS ............................................................................................ 43
5.1 ELABORACIÓN DEL EXTRACTO DE PÉTALOS DE ROSA PARA
PRUEBAS DE GERMINACIÓN……………………………………………………43
5.1.1 TÉCNICA DE MACERACIÓN............................................................................................. 43
5.1.2 TÉCNICA AGITADOR ROTATORIO.................................................................................... 43
5.2 ELABORACIÓN DE PRUEBAS DE GERMINACIÓN………………………..44
5.3 EVALUACIÓN DE LA ACCIÓN ANTIMICROBIANA DEL EXTRACTO DE
PÉTALOS DE ROSA………………………………………………………………..44
5.3.1 EVALUACIÓN DE ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA DE EXTRACTO DE ROSAS. ................... 45
5.4 ELABORACIÓN DE ABONO FERMENTADO TIPO BOKASHI………… …46
5.4.1 DETERMINACIÓN DE MICROORGANISMOS PRESENTES EN BOKASHI TRADICIONAL Y
MODIFICADO (PÉTALOS DE ROSA) ........................................................................................... 47
5.5 EVALUACIÓN DE ABONOS ORGÁNICOS EN INVERNADERO………….49
5.5.1. GERMINACIÓN DE SEMILLAS ......................................................................................... 49
5.5.2 APLICACIÓN DE LOS ABONOS BOKASHI TRADICIONAL Y BOKASHI MODIFICADO EN LAS
CAMAS DEL INVERNADERO ..................................................................................................... 49
5.5.3 PREPARACIÓN DE LAS CAMAS ........................................................................................ 50
5.5.3.1 SIEMBRA ...................................................................................................................... 50
5.6 MEDICIONES DE BIOMASA Y ALTURA…………………………………...51
5.7. ESTADÍSTICA………………………………………………………………….51
5.7.1 DISEÑO EXPERIMENTAL……………………………………………………………….. 51
5.7.2 VARIABLES DETERMINADAS .......................................................................................... 52
6. RESULTADOS Y DISCUSION ........................................................................................ 54
6.1TEMPERATURAS DE LAS COBERTURAS………………………………… ..54
6.2 EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA (METODO KIRBY
BAUER)…………………………………………………………………………… ..58
6.3. EVALUACIÓN DEL EFECTO SOBRE EL CRECIMIENTO DE RAIZ Y
TALLO DE EXTRACTO DE PÉTALOS DE ROSA OBTENIDO POR EL
TRATAMIENTO AGITADOR ROTATORIO Y MACERADO…………………...59
6.3.1 MACERADO LONGITUD RAÍZ Y TALLO............................................................................ 59
6.4. OBSERVACIÓN DE POBLACIÓN MICROBIANA EN MEDIOS
ESPECÍFICOS EN MUESTRAS DE SUELO INICIAL DURANTE EL PROCESO
DE ELABORACIÓN DE BOKASHI TRADICIONAL Y PÉTALOS………… …..61
6.4.1. RECUENTO DE ENTEROBACTERIAS EN AGAR SS (SALMONELLA –SHIGELLA ............... 61
6.4.2. RECUENTO DE MICROORGANISMOS EN AGAR SMRS1 PARA HONGOS EN EL PROCESO
DE ELABORACIÓN DE LOS ABONOS TIPO BOKASHI .................................................................. 64
6.4.3. RECUENTO DE MICROORGANISMOS EN AGAR SMRS1 PARA BACTERIAS EN EL PROCESO
DE ELABORACIÓN DE LOS ABONOS TIPO BOKASHI.................................................................. 65
6.4.4 RECUENTO DE MICROORGANISMOS AMILOLITICOS EN AGAR ALMIDÓN EN EL PROCESO
DE ELABORACIÓN DE LOS ABONOS TIPO BOKASHI .................................................................. 66
6.5. ANALISIS DE RESULTADOS DE LAS CAMAS CON COBERTURAS
PLASTICAS Y TRATAMIENTOS DE ABONO TIPO BOKASHI………………..68
6.5.1. RECUENTO DE POBLACIONES DE MICROORGANISMOS EN AGAR NUTRITIVO ............... 68
6.5.2. RECUENTO DE BACTERIAS Y HONGOS FOSFATO SOLUBILIZADORAS EN AGAR SMRS1
DE BAJO COBERTURAS PLÁSTICAS Y ABONOS TIPO BOKASHI. ................................................ 69
6.5.3 RECUENTO DE POBLACIÓN MICROBIANA EN AGAR ALMIDÓN DE ACUERDO A LAS
CAMA…………………………………………………………………………………………71
6.5.4 RECUENTO DE POBLACIONES DE ENTEROBACTERIAS EN AGAR .S.S EN LAS CAMAS CON
PLÁSTICOS Y TRATAMIENTOS .................................................................................................. 72
6.6 PESO SECO DE LAS ALBAHACAS CULTIVADAS BAJO LOS
TRATAMIENTOS CON ABONOS TIPO BOKASHI Y PLASTICOS………… …73
6.7. ALTURAS ALBAHACAS MEDIDA DEL TALLO………………………… ..74
7. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 77
8. RECOMENDACIONES..................................................................................................... 79
9. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................ 80
ANEXOS ................................................................................................................................ 88
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Valores promedios del diámetro del halo de inhibición (mm) en
algunas enterobacterias (E.coli = Escherichia coli; Salm= Salmonella
enteritidis; Shig= Shiguella sp y Pen= Penicilina) vs diferentes tratamientos
de
extractos
de
pétalos
y
control
con
penicilina…...………………………………………………………………..65
Figura 2 Resultados de longitud promedio de la raíz (cm) vs diferentes
concentraciones de extracto de pétalos obtenido por la técnica de maceración
y agitador rotatorio aplicadas para
(albahaca) para
semillas de Ocimum basilicum L
pruebas de germinación in vitro. (T0=testigo; T1=2.5
µl;T2=5µl;T3=10µl;T4=30µl;T5=60µl;T6=90µ)………………………… 66
Figura 3 Resultados de la longitud promedio del tallo (cm) vs diferentes
concentraciones de extracto de pétalos obtenido por la técnica de maceración
y agitador rotatorio aplicadas para
(albahaca) para
semillas de Ocimum basilicum L
pruebas de germinación in vitro. (T0=testigo; T1=2.5
µl;T2=5µl;T3=10µl;T4=30µl;T5=60µl;T6=90µL….……………………….67
Figura 4 Promedio recuentos ufc/g de enterobacterias en agar SS en tres
tiempos
de
elaboración
de
bokashi
pétalos
y
tradicional.
……………………………………………...………………………………..70
Figura 5 Promedio recuentos ufc/g de hongos fosfato solubilizadores en agar
SMRS1
en tres tiempos de elaboración de bokashi pétalos y
tradicional……………………………………………………………………71
Figura 6 Promedio recuentos ufc/g de bacterias fosfato solubilizadoras en
agar SMRS1
en tres tiempos de elaboración de bokashi pétalos y
tradicional…………………………………….……………………………..72
Figura 7 Promedio recuento ufc x 10-4 g-1 material de bacterias amilolìticas
en agar almidón en tres tiempos de elaboración de bokashi pétalos y
tradicional…………………..………………………………………………..73
Figura 8 Promedio recuentos ufc/g de poblaciones microbianas en agar
nutritivo bajo coberturas plásticas…….…………………………………….74
Figura 9 Promedio recuentos ufc/g de hongos fosfato solubilizadores en agar
SMRS1 bajo coberturas plásticas (plástico negro, transparente y sin plástico)
combinado con bokashi tradicional cama 1 y 3 y pétalos de rosa cama 2 y 4.
……………………………………… ……………………………………...76
Figura 10 Promedio recuentos ufc/g de bacterias fosfato solubilizadoras en
agar SMRS1 bajo coberturas plásticas (plástico negro, transparente y sin
plástico) combinado con bokashi tradicional cama 1,3 y pétalos de rosa cama
2,4……..……………………………………………………………………..76
Figura 11 Promedio recuentos ufc/g de bacterias amiloliticas en agar almidón
bajo coberturas plásticas (plástico negro, transparente y sin plástico)
combinado con bokashi tradicional cama 1,3
y pétalos de rosa cama
2,4…………………………………………………………………………...77
Figura 12 Promedio recuentos ufc/g de enterobacterias en agar SS bajo
coberturas plásticas (plástico negro, transparente y sin plástico) combinado
con
bokashi
tradicional
cama
1,3
y
pétalos
de
rosa
cama
2,4………………………………………………..…………………………..79
2
Figura 13 Peso seco promedio tratamiento Bokashi pétalos de rosa plástico
negro (BPPN) Bokashi pétalos de rosa plástico transparente (BPPB) Bokashi
pétalos de rosa
sin plástico (BPSP), Bokashi tradicional plástico negro
(BTPN), Bokashi tradicional plástico transparente (BTPB) y Bokashi
tradicional sin plástico (BTSP)………………………………..…………….80
Figura 14 Alturas promedio del tallo (cm) de Albahaca, tratamiento Bokashi
pétalos de rosa plástico negro (BPPN) Bokashi pétalos de rosa plástico
transparente (BPPB) Bokashi pétalos de rosa sin plástico (BPSP), Bokashi
tradicional plástico negro (BTPN), Bokashi tradicional plástico transparente
(BTPB)
y
Bokashi
tradicional
sin
plástico
(BTSP)……………………………………..………………………………..81
3
INDICE DE TABLA
Tabla 1 Características del suelo inicial del invernadero 4 nave 5…………56
Tabla 2 Temperaturas de las camas en un día despejado y nublado a las 12 m
con diferentes tratamientos de coberturas…………………………………..60
Tabla 3 Registros de pH del proceso de Bokashi a base de pétalos y Bokashi
Tradicional en diferentes periodos de tiempo………………………………62
Tabla 4 Registro de temperatura del proceso de Bokashi pétalos y Bokashi
Tradicional en la mañana y tarde en diferentes periodos de tiempo
………………………………….……………………………………………62
Tabla 5 Análisis fisicoquímico de los tratamientos aplicados (abono tipo
bokashi pétalos y tradicional)………………………………………………..81
4
RESUMEN
Se evaluó el efecto de dos tipos de abonos fermentados tipo bokashi, uno
tradicional y otro a base de pétalos de rosa, analizando factores
fisicoquímicos determinando temperatura. pH, intercambio catiónico,
características microbiológicas, mediante la técnica de recuento en placa
empleando los medios nutritivo, SMRS1,almidon, Salmonella Shigella, que
tres clases de cobertura en el suelo, plástico negro, plástico transparente y sin
plástico, en la producción de albahaca (Ocimum basilicum L).en los
invernaderos de la Universidad Nacional, sede Bogotá. Se encontró que el
tratamiento que mejor biomasa seca presento y obtuvo un mayor efecto en la
altura para el cultivo de albahaca fue el tratamiento de bokashi a base de
pétalos de rosa y cobertura con plástico negro. Los abonos tipo bokashi son
una alternativa para la producción de albahaca debido a la facilidad de
preparación y su buena calidad microbiológica, que los hace apropiados para
la producción de aromáticas. La cobertura con plástico negro permite una
temperatura del suelo más estable y un buen control de malezas, favoreciendo
la producción de aromáticas. Para observar la capacidad promotora de
desarrollo se elaboraron extractos aplicando dos metodologías, técnica de
maceración y técnica de agitador rotatorio los cuales fueron probados en
ensayos de germinación en semillas de albahaca (Ocimum basilicum L), los
resultados obtenidos para los seis ensayos de germinación no
muestran
diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos tanto el valor
de raíz como el de tallo. En el estudio para determinar la capacidad
antimicrobiana de los pétalos de rosa sp se aplico la técnica de difusión en
agar basada en el método de Kirby Bauer obteniendo como resultados una
inhibición de microorganismos en las dosis aplicadas en el sensidisco de
concentración de 500g/L, en general comparado con el control positivo, la
dosis que tuvo menos efectividad fue la correspondiente a concentración de
200g/L, se observo que de acuerdo a los microorganismos evaluados los
5
efectos inhibitorios de los extractos fueron diferentes, evidenciándose que
para E.coli las dosis aplicadas inhibieron su crecimiento.las comparaciones
estadísticas para cada tratamiento se realizaron con ANOVA, pruebas de
Duncan(α=0.05)
6
ABSTRACT
The effect of two types of fertilizers fermented bokashi, traditional and
bokashi petals rose, analyzing factors determining physicochemical
temperature. pH, cation exchange, microbiological characteristics, using the
technique of counting plate means using nutritional SMRS1, starch, Shigella
Salmonella, three coverage on the ground, black plastic, transparent plastic
and plastic without, in the production of basil (Ocimum basilicum L).
Greenhouses at the National University, Bogota headquarters. It was found
that the treatment that best dry biomass present and obtained a greater effect
on height for growing basil was treating bokashi-based coverage and petals
rose with black plastic. The bokashi type fertilizers are an alternative for the
production of basil drunk to ease of preparation and good microbiological
quality, which makes them suitable for the production of aromatic. Cover
with plastic black soil temperature allows a more stable and a good weed
control, favoring the production of aromatic. To observe the capacity
development worker extracts were prepared using two methodologies,
technical and maceration technique rotary shaker which were tested in trials
in seed germination basil (Ocimum basilicum L). The results for the six tests
for germination show no statistically significant difference between the value
of both treatments as the root of stem. The study to determine the ability of
antimicrobial rose petals sp techniques were applied agar diffusion method
based on Kyrby Bauer getting results as an inhibition of microorganisms in
the doses used in sensidisc concentration of 500g/L, in general compared to
the positive control, the dose that was less effective was for the concentration
of 200g / L, was observed that according to microorganisms evaluated the
inhibitory effects of the extracts were different, and conclude that the doses
for E.coli Applied inhibited its crecimiento.las statistical comparisons for
each treatment were conducted with Anova, testing Duncan (α = 0.05
7
1 INTRODUCCIÓN
Las plantas aromáticas y medicinales en los últimos años han tenido un gran
interés mundial debido a su uso como materia prima en farmacia, industria,
cosméticos y alimentos por sus efectos secundarios, que influyen
positivamente en la salud del hombre y su entorno. Estas plantas han
constituido para los países en vía de desarrollo una importante práctica que
refleja la diversidad vegetal de la región, aportes socioculturales y
económicos; por ello representan una interesante alternativa en el campo de
salud e industrial.
El hombre encontró desde su inicio elementos que le permitieron el
mantenimiento de la vida y su desarrollo. Entre ellos, las plantas que sirvieron
como medio de nutrición, conservación de los alimentos y especialmente
propiedades medicinales.
Desde la Edad de Piedra se hace referencia a estas plantas donde los primeros
usos se encuentran en países como China, Egipto, India, Roma y Grecia.
Las culturas precolombinas de América aportaron un rico legado de medicina
tradicional y muchas de las especies utilizadas por los indígenas americanos
integran el listado reportado desde el siglo XVIII con las que se han
desarrollado distintos medicamentos.
Desde el Centro de Investigación y Extensión Rural (CIER) de la Facultad de
Agronomía de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, se maneja
el proyecto de “Hierbas aromáticas culinarias para exportación en fresco”.
Este proyecto desde su inicio en el año 1999 ha venido realizando
8
investigaciones con el fin de buscar y afianzar cada día más las alternativas de
diversificación para el sector agrícola siendo estas investigaciones la principal
fortaleza de competitividad ante países industrializados.
El enfoque de este proyecto es la producción de la albahaca (Ocimun
basilicum), cultivo que ha demostrado ser muy atractivo con fines de
exportación, el cual requiere de la ejecución cuidadosa de todos los procesos
que conllevan a un producto final deseado, que cumpla con las
especificaciones técnicas estipuladas. El rendimiento propicio del cultivo
necesita de investigaciones aplicadas que determinen las condiciones técnicas
óptimas; la investigación en pro de mejorar la eficiencia de producción es un
propósito fundamental que está siendo probado por medio de la combinación
de técnicas orgánicas y convencionales. Es por eso que el presente proyecto
busca evaluar la efectividad de la aplicación de abonos orgánicos tipo bokashi
y el uso de coberturas como alternativas para optimizar el proceso productivo
de albahaca en términos de calidad y sanidad.
Para el mejoramiento de la producción de albahaca, se han realizado
investigaciones en las que se han identificado factores importantes que
afectan su crecimiento, biomasa y sanidad. Uno de estos factores son tipos de
abonos y color de coberturas adicionados a los cultivos.
Los abonos orgánicos poseen gran cantidad de carbono y otros elementos
nutricionales que favorecen la fertilidad del suelo, facilitando el intercambio
de nutrientes en la solución del suelo, facilitan la toma de nutrientes por las
raíces e incrementan la cantidad de microorganismos benéficos del suelo,
favoreciendo la estructuración del suelo y proporcionando nutrientes al
cultivo. La ventaja que brinda el uso de abonos orgánicos, radica en reducir la
dependencia de productos químicos en diferentes cultivos, mejorar las
9
características físicas, químicas y microbiológicas del suelo y generar una
producción más amigable con el medio ambiente.
Las coberturas pueden estar constituidas por plantas o materiales inertes que
se utilizan para la protección del suelo de la desecación, del sol, viento y
todos aquellos agentes que afectan las propiedades físicas, químicas y
biológicas de los suelos.
Los beneficios asociados con el uso de coberturas de plásticos en el cultivo,
incluyen altas tasas de crecimiento, disminución en el tiempo de cosecha,
control de malezas e incremento en la eficiencia en el uso de agua y
fertilizantes. Estas coberturas plásticas afectan el microclima de la planta al
modificar el balance de energía de suelo y restringir la evaporación de agua.
Modificar este microclima influye en la temperatura del suelo, lo que con
lleva a alteraciones en el crecimiento y cosecha. El uso de coberturas
proporciona una mejor estabilidad en la temperatura en la zona radicular,
permitiendo un mejor crecimiento de la planta al disminuir los picos de
fluctuación que estresan las plantas.
En campo se han realizado estudios en albahacas y se ha encontrado que
coberturas coloreadas han optimizado el tamaño, aroma y sabor de esta
planta, además se ha encontrado que las coberturas incrementan la producción
de compuestos volátiles. El objetivo de este trabajo es evaluar la viabilidad
del uso de pétalos de rosa a partir de la elaboración de un abono orgánico
fermentado tipo Bokashi para el uso de dos coberturas plásticas para la
producción de albahaca.
10
2. MARCO TEÓRICO Y REVISION DE LITERATURA
2.1 SITUACIÓN ACTUAL DE LAS PLANTAS AROMÁTICAS EN
COLOMBIA
En los últimos años las exportaciones colombianas de hierbas aromáticas han
aumentado un 24% anual según datos analizados por Proexport. En el 2004 la
venta de hierbas frescas en el país reportó 302.6 millones de dólares.
Colombia posee algunas ventajas comparativas con respecto a los países
tradicionalmente productores y que le permiten competir fácilmente en los
mercados internacionales como la ubicación geográfica en el trópico, lo cual
le facilita contar con producción durante todo el año así como la buena
adaptación de estas especies a las diferentes condiciones ambientales de
suelos colombianos. Entre los países a los cuales Colombia exporta estos
productos se encuentran Estados Unidos, Canadá, Inglaterra, Alemania y
Holanda principalmente (Bareño y Clavijo, 2005).
El aumento en el mercado norteamericano de plantas aromáticas es debido en
parte a las migraciones de comunidades principalmente asiáticas y latinas que
tienen como base de su alimentación especies naturales de sus países de
origen.
En Colombia se está observando que las plantas aromáticas son una fuente
nueva de ingresos, en cuanto a producción para el exterior. Esta producción
para exportar se localiza actualmente en los departamentos de Cundinamarca
(80%), Tolima (10%), Antioquia (9%) y Valle del Cauca (1%), en donde el
exportador va dirigido especialmente a los Estados Unidos (75%), Canadá
(10%) e Inglaterra (10%) (Enciso, 2004).
Las plantas aromáticas tienen un espacio que ha venido creciendo, desde el
2005 se aprobó el estándar para importar hierbas y especias que se han
11
introducido sobretodo a Francia, Reino Unido y Estados Unidos (Kirie,
2005).
De acuerdo con la categoría de especies según la FAO, la producción mundial
en el 2005 fue de 1.9 millones de toneladas; en esta categoría se encuentran
entre otros, pimienta, ají tomillo, laurel albahaca, cilantro, comino, anís,
cardamomo, canela, jengibre y otras especies. El principal productor que
concentra el 83% de las toneladas producidas en este año fue India (FAO,
2005).
De acuerdo con la Encuesta Nacional Agropecuaria 2006, la producción de
plantas aromáticas mostró el área cultivada y el número de toneladas
producidas de plantas aromáticas, según las evaluaciones agropecuarias del
Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, han venido incrementándose
progresivamente en lo últimos años, pasando de 194 ha en 1997 a 713 en
2005, y de 1303 ton a 3257 en producción. Cundinamarca es el departamento
que domina la producción seguido de Valle del Cauca (Agronet, 2006).
La producción de hierbas aromáticas y medicinales para exportación la están
desarrollando convencionalmente las empresas Agroaromas; Caléndula;
Pradera Flowers y San Rafael, entre otras, mientras que la firma Aerobic
ABT es la única que tiene establecido un sistema de producción y
comercialización de productos biológicos. (Enciso, 2004).
Los principales productos exportados en fresco y deshidratados son
yerbabuena, orégano, tomillo, laurel, albahaca y estragón. Actualmente, se
envían vía aérea en forma semanal 74 toneladas de plantas aromáticas y
medicinales empacadas por lo general en bolsas de plástico y cajas de cartón
de 25 libras. Los precios de estos productos oscilan entre US$3 y US$5 por
kilogramo (Enciso, 2004).
12
2.2 GENERALIDADES DE ALBAHACA (Ocimum basilicum L.)
La albahaca (Ocimum basilicum L) pertenece a la familia Lamiaceae que
contiene aceites esenciales aromáticos, como el eugenol, el eugenol metílico,
cervacrol y caryophyllin (Anon, 1988) localizado en las flores de la planta,
tiene propiedades farmacéuticas, aromáticas y culinarias, los compuestos
aromáticos y de aceites esenciales presentes en la planta contienen
compuestos biológicamente activos con propiedades insecticidas (Deshpande
y Tipnis, 1997), nematocidas (Chaterje et al., 1982), fungistáticos (Reuveni
et al.,1984) y características antimicrobianas (Wannissorn, et al.,2005).
O. basilicum es importante económicamente debido a que la cosecha mundial
y la producción de aceite esencial tiene un valor comercial como comestible
de US$ 15 millones por año (Begum et al., 2002).
2.2.1 Descripción botánica y ecológica
El nombre genérico deriva de la palabra griega ókimon, oloroso en alusión a
la fragancia de sus hojas. El nombre específico proviene de la palabra
basilikon, expresando su carácter principal.
La albahaca (Ocimum basilicum L) es una planta anual herbácea y su longitud
es de 20-60 cm con un tallo erecto, ramificado desde la base y con una
pelusilla recubriendo su superficie. Las hojas son ovadas u oblongas,
pecioladas de margen entero o dentado. Las inflorescencias aparecen en
verticilos de 6 flores blancas o ligeramente púrpuras, pedunculadas (Ozcan y
Chalchat, 2002). Las flores se disponen en espigas alargadas, axilares, en la
parte superior del tallo o en los extremos de las ramas. El fruto está formado
por cuatro aquenios pequeños y lisos.
13
La albahaca es originaria de Persia y Asia menor, se ha extendido su cultivo
por las regiones templadas, sobre todo por los países de la cuenca
mediterránea.
2.2.2 Necesidades medioambientales
Se cultiva en regiones con climas templados y cálidos. La albahaca fresca se
cultiva a una altitud: 0 – 1000 metros sobre el nivel del mar, aunque en la
provincia del Tequendama existen excelentes cultivos hasta los 1.600
m.s.n.m. (Ozcan y Chalchat, 2002); y en la sabana de Bogotá bajo
invernadero.
Se necesita un clima templado y cálido. Se han encontrado grandes áreas
cultivadas en los municipios de Espinal en el Tolima, Villa de Leiva en
Boyacá y Girardot y Tena en el departamento de Cundinamarca. La albahaca
es una planta muy sensible a las heladas, no las resiste, vegeta bien entre los
15 y 25ºC y a media sombra. Requiere suelos ricos, secos y bien drenados,
también lugares soleados y abrigados ya que es muy sensible al frío. Es
empleada
para el control de la erosión de los suelos y es tolerable a
inundaciones.
2.2.3 Manejo de la especie
La propagación puede ser por semilla sexual en germinadores o por siembra
directa a una temperatura de 20-25°C, su densidad es de 50.000 plantas / Ha,
el ciclo de vida total es de 6 a 7 meses, la cosecha se inicia a los 40 días, la
dosis de semilla por hectárea es de 80 a 90 g/Ha y la distancia de siembra
(surco x planta) entre surco 0.3m y entre planta 0.3 m. La profundidad de
siembra por semilla es de 0.5 a 1 cm, la densidad de siembra es de 20-25
planta /m2 (Jarvis, 1981).
14
En plena floración de la planta, cuando se estima recolectar el aceite, se corta
a unos 15 cm del suelo para conservar las yemas basales de los tallos (Espitia,
2004). El transplante se realiza a los 20 días de la germinación, para hacer
esta labor, se realizan aplicaciones de materia orgánica y fórmulas completas,
cada tres cosechas.
Para el riego se recomienda mantener el límite productivo del 90% de la
capacidad de campo, desde la plantación hasta la fase de brotación y del 75%
el resto del periodo.
En el manejo de las malezas se integran el manejo manual, mecánico y
químico. El manejo mecánico se inicia en la preparación del suelo y continúa
con la utilización del equipo manual. El manejo manual se efectúa por parte
del agricultor, limpiando con azadón (Vega et al., 2003). Favorece la
aireación para evitar que el agua se acumule por periodos prolongados y
también el manejo implica la eliminación de hojas o cualquier tejido muerto.
Se debe evitar exceso de fertilización nitrogenada (Gil, 2002).
2.2.4 Problemas fitosanitarios
La albahaca producida en climas fríos bajo invernadero es muy propensa al
ataque de hongos, tiene producciones menores (70% menos) pues sus hojas
son más pequeñas y el ciclo de corte es más largo. En estas plantas se
encuentran dos enfermedades de importancia mundial, las cuales son
causadas por patógenos que representan un amplio rango de hospederos
afectando otros cultivos (Goton, 1990).
El tizón es ocasionado por el hongo Botrytis cinerea, el cual constituye el
principal problema patológico afectando la parte aérea del cultivo, se
15
manifiesta con manchas foliares color marrón, que al expandirse afectan toda
la hoja, presentándose un moho gris sobre el tejido afectado, por condiciones
tales como alta humedad y agua libre sobre el follaje.
Las pudriciones radicales son causadas por hogos de los géneros Pythium
spp., Rhizotocnia spp., Phytophthora spp y Fusarium sp, los que producen
necrosis y podredumbre del sistema radical y corona asociado a clorosis y
marchitez de las plantas perdiendo las raíces su color blanco tomando una
coloración marrón. La principal vía de contaminación es a través del sustrato
(Gómez, 2004).
Los agentes causales de enfermedades fungosas en las hojas y afectaciones
vasculares en las plantas son Cercospora ocimicola, Curvularia sp, Fusarium
sp y Alternaria sp (Ozcan y Chalchat, 2002).
2.3 PRODUCCIÓN ORGÁNICA
La Agricultura Orgánica es una herramienta que permite abrir oportunidades
en el mercado por la continua demanda de alimentos inocuos para la salud
humana. Este mercado compromete a quienes se desempeñan en el sector
agrícola a lograr la producción a un menor costo, mayor competencia dentro
del mercado y mejor calidad de los productos formando parte de las nuevas
tecnologías.
La filosofía de la agricultura orgánica se basa en ausencia de plaguicidas y
fertilizantes químicos, pero si el uso de practicas fitosanitarias y de
producción a partir de procesos y controles naturales y biológicos en busca de
obtener mayor calidad nutricional en la producción, con el fin preservar el
ecosistema (Rosas, 2003).
16
La agricultura orgánica se inicio en Inglaterra en la década de los años 30 por
los agrónomos Lady Eve Balfour y Sir Albert Howard; se destaca por la
recomendación de los abonos orgánicos y sus métodos pioneros de
compostaje controlado. Es la denominación más difundida mundialmente, a
partir de 1972, año de fundación de la IFOAM (Federación Internacional de
Movimientos de Agricultura Orgánica). Es la agricultura orgánica el alimento
al suelo y no a las plantas, por lo tanto si este está equilibrado a nivel de
nutrientes, las plantas también (Rosas, 2003).
En la agricultura convencional no se busca la biodiversidad, se busca el
monocultivo, lo cual causa gran inestabilidad (enfermedades) al agro
ecosistema, porque al faltar la diversidad de las plantas en el suelo y por
carencia de rotación con especies diferentes, se produce el desbalance de la
biota del suelo. Tener siempre el mismo tipo de raíces genera una baja
diversidad microbiana del suelo favoreciendo microorganismos patógenos
que atacan la planta dando espacio a las plagas.
En el sistema ecológico se tendrá una mayor biodiversidad con el empleo de
productos como caldos microbianos, prácticas de rotación de policultivos,
abonos verdes, variado compost de residuos vegetales, entre otros.
Los desechos industriales, urbanos y agroindustriales han sido depositados
inadecuadamente a ríos, basureros y otros, generando graves problemas
ambientales y de salud pública. Debido a esta situación, se ha despertado el
interés de buscar nuevas alternativas que permitan el buen manejo de estos
desechos.
Una de las alternativas para reducir esta contaminación es el uso de
compostaje, debido al gran valor nutricional como mejorador de propiedades
del suelo (Saquillanda, 1996). Los abonos orgánicos tipo bokashi, se iniciaron
17
en Costa Rica para el mejoramiento del suelo, como la base para el desarrollo
de este sistema de producción (IFOAM, 1998). Para la implementación de
este tipo de producción orgánica tuvo gran impacto la tecnología japonesa
fomentada por el ingeniero Shogo Sazaki del Servicio de Voluntarios
Japoneses con el Extranjero (JOCV). Estos abonos orgánicos han sido
popularizados por los productores orgánicos permitiendo que los productores
convencionales muestren interés debido a las ventajas que ofrece este sistema
para manejo de desechos y aporte de nutrientes al suelo.
El abono orgánico hace referencia a todo material orgánico empleado para el
mejoramiento de la estructura del suelo y fertilización de cultivos.
2.3.1 Tipos de abonos orgánicos
Los abonos orgánicos generalmente son de dos tipos: sólidos y líquidos. Los
sólidos son llamados compost y los líquidos son los caldos trofobíoticos,
actualmente en Colombia dado el interés y crecimiento del consumo de
productos ecológicos, el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural,
expidió la resolución N° 0074 del cuatro de abril de 2002 por medio de la
cual establece el reglamento para la producción primaria, procesamiento,
empacado,
etiquetado,
almacenamiento,
certificación,
importación
y
comercialización de productos agropecuarios ecológicos. En el articulo 5 del
capitulo III de dicha resolución indica que los sistemas de producción
agropecuario ecológico utilizan insumos que aumentan la actividad biológica
del suelo y balancean el equilibrio biológico natural.
2.3.1.1 Abonos sólidos
¾ COMPOST: Es un tipo de abono orgánico sólido que mejora la
calidad de los suelos ya que incorpora microorganismos y minerales
18
que se han generado gracias a la fermentación aeróbica de los residuos
vegetales y animales incorporados al preparado.
¾ LOMBRICOMPOST: Es un preparado orgánico de actividad
anaeróbica de la flora intestinal de las lombrices sobre residuos
vegetales, animales y lodos, para la formación de un abono
enriquecido con microorganismos. El proceso tiene una duración entre
70 a 90 días.
¾ COMPOST TIPO BOKASHI: Es un abono producto de una
fermentación aeróbica de residuos vegetales y animales (Vargas,
2003).
2.3.1.2 Abonos orgánicos líquidos
Los caldos trofobióticos son preparados orgánicos producto de la
fermentación anaeróbica (parcialmente de tipo alcohólico) de estiércol fresco
de bovino y agua natural enriquecidos con minerales. Las fermentaciones en
condiciones anaeróbicas incompletas liberan una serie de moléculas
parcialmente degradadas que son las que finalmente constituyen los nutrientes
en los abonos.
¾ CALDO SÚPER CUATRO: Es un preparado que tiene como base el
estiércol fresco de bovino, agua pura y una fuente de carbohidratos para
su fermentación.
¾ FERMENTACION
ANAERÓBICA
DE
BOÑIGA
DE
POLIGÁSTRICOS: Es un preparado producto de la fermentación de
estiércoles de animales de varios estómagos como los bovinos o caprinos
en ausencia de aire. Se puede considerar como un subproducto de biogás.
19
¾ PURINES E HIDROLATOS: Son preparados orgánicos con base en
plantas medicinales y aromáticas (presencia de metabolitos secundarios) y
en algunos casos con residuos de animales y melaza.
¾ CALDO TIPO AGROPLUS: Es un caldo de microorganismos
mantenidos en un medio líquido contenido en recipientes de materiales
inertes y alimentados con un sustrato natural a partir de proteína animal y
vegetal.
¾ CALDO M4 o agroplus sin oxígeno: Es un preparado orgánico con una
serie de microorganismos especializados en la transformación de la
materia orgánica y el aporte de algunos nutrimentos.
¾ CALDO M3 o agroplus con oxígeno: Este caldo requiere de una cepa
generada
con
microorganismos
específicos
como
las
bacterias
fotosintetizadoras, proteína vegetal, lactobacilos y melaza (Vargas, 2003).
2.3.2 Materiales para la preparación de abonos orgánicos
Estiércol de animales (vacuno, caballares porcinos, conejos, cuyes, aves,
lombrices, entre otros): Los estiércoles a utilizar no deben provenir de
animales enfermos o tratados con drogas farmacéuticas y que el lugar donde
pasten no hayan sido fumigados con pesticidas. Son fuente principal de
nitrógeno, incorporan al suelo fósforo, potasio, calcio, magnesio, zinc, cobre
y boro.
Agua: El agua debe ser fresca y en lo posible de nacimientos o de lluvias.
Sulfatos: Son utilizados en la Agricultura orgánica a pesar de que su origen
es químico ya que en el proceso de transformación realizado por los
20
microorganismos (presentes en el estiércol y el suelo), estos se convierten en
elementos que la planta asimila con facilidad en pequeñas cantidades, sin
dejar residuos tóxicos a los humanos, ni a la naturaleza.
Miel de purga o melaza: Se utiliza como fuente energética de los
microorganismos con el fin de favorecer la multiplicación y la actividad
microbiológica.
Cal: Se utiliza cal agrícola, cal viva, que aporta calcio, regula la acidez que se
presenta durante el proceso de fermentación de los abonos.
Mantillo de bosque: Aporta nutrientes importantes y microorganismos que
ayudan a la transformación de los abonos.
Leche: Ayuda a multiplicar los microorganismos de la sustancia, aportando
nutrientes para la planta y para el suelo.
Levadura para hacer pan: Fuente importante de factor de crecimiento de
microorganismos para iniciar un proceso de transformación de nutrientes.
Cascarilla de arroz o cisco de café: Ayuda a la aeración de los compostajes,
absorción del agua y filtraje de los nutrientes, incrementando la actividad de
los macro y microorganismos del suelo.
Lombricompost: Hace un gran aporte de nutrientes para la fertilización de
los cultivos. Se recomienda mezclar el lombricompuesto con compostajes en
la ultima etapa de fermentación ya que cuando la temperatura sube se pueden
morir algunos microorganismos presentes.
Ceniza: Aporta potasio, y sirve para retener la humedad de los compostajes.
21
Suelo: Estimula la actividad microbiana para el proceso de fermentación y
suministra una mayor uniformidad a la mezcla.
Subsuelo: Se extrae (entre 0.5m y 1 m de profundidad), después de sacar la
tierra negra. Se aplica con más frecuencia para abonos tipo Bokashi (Rosas,
2003).
2.4 ABONO COMPOSTADO TIPO BOKASHI
El bokashi es un abono orgánico de origen japonés que se produce en un
tiempo más corto que el compost. Bokashi” es una palabra japonesa que
significa “materia orgánica fermentada” y una traducción de esta palabra al
español es abono orgánico fermentado (Kyan et al., 1999; RAC, 2002),
aunque en la mayoría de las ocasiones el bokashi se produce en un proceso
aeróbico y no vía fermentación.
La preparación del abono compostado tipo bokashi comprende un proceso de
integración de elementos benéficos para el suelo, producto de una
fermentación aeróbica de residuos vegetales y animales.
Este abono es una receta japonesa basada en volteos frecuentes y
temperaturas por debajo de los 45-50°C, hasta que la actividad microbiana
reduce al disminuir la humedad del material. Se considera un proceso de
compostaje incompleto. Algunos autores lo han considerado un abono
orgánico “fermentado” (Restrepo, 1996), sin embargo es un proceso
enteramente aerobio.
Tradicionalmente, para la preparación del bokashi, los agricultores japoneses
usan compuestos orgánicos como semolina de arroz, torta de soya, harina de
pescado y suelo de bosque como inoculante microbiano. Estos suelos
22
contienen varios microorganismos benéficos que aceleran la preparación de
abono orgánico (Sasaki, 1991).
2.4.1 Función de cada componente en el Abono tipo Bokashi
Cascarilla de Arroz: Facilita la aireación, absorción de humedad y filtrado
de
nutrientes, beneficia el incremento de la actividad macro y
microbiológica.
Gallinaza: Fuente de nitrógeno, mejora la fertilidad del suelo en especial de
P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu B.
Pulidura de arroz: Favorece la fermentación de los abonos, aporta
nitrógeno, fósforo, calcio, potasio y magnesio.
Melaza: Principal fuente energética para la fermentación y fuente de carbono
favoreciendo la actividad microbiológica, es rica en potasio, calcio y
magnesio, contiene gran cantidad de boro.
La levadura, tierra virgen o de bosque y bokashi: Estos tres ingredientes
constituyen la principal fuente de inoculación microbiológica, para la
fabricación de abonos orgánicos.
La cal agrícola: Regula la acidez que se presenta en todo el proceso de
fermentación,.
El agua Homogeniza la humedad de todos los ingredientes (Rosas, 2003).
Material verde: Es el material vegetal que se descompone durante el
proceso, aportando materia orgánica para el desarrollo de los diferentes
microorganismos presentes. En el abono tipo bokashi, para la elaboración del
abono modificado se usarán pétalos de rosa ya que según estudios realizados,
23
estos poseen almidón y compuestos que se acumulan, en este tipo de material
como son esteres grasos (terpenil), que representan del 14 al 64% y alcoholes
como (etanol-b-fenilo y alcohol bencil) los cuales poseen una posible
actividad
promotora
de
desarrollo
vegetal
así
como
propiedades
antimicrobianas (Dunphy, 2006).
2.4.1.1 Historia del abono Bokashi
La tecnología de “bokashi (abono orgánico fermentado)” fue introducida a
Costa Rica desde Japón hace más de 15 años como una tecnología alternativa
para producir abono orgánico (Sasaki et al.,1995). Hoy en día, muchos
agricultores conocen la palabra “bokashi” y están produciendo y utilizando
bokashi en las fincas. El bokashi se prepara tradicionalmente con los
desechos de origen animal y/o de origen vegetal mezclado con tierra de
bosque como inoculo para estimular el proceso en la elaboración de abono
orgánico (Sasaki et al., 1995).
El abono tipo bokashi fue introducido inicialmente en Costa Rica
por
técnicos japoneses y la mayoría de los productores practican la receta
original: 50 Kg de gallinaza, 100 Kg de tierra, 50 Kg saco de semolina de
arroz o salvado, 50 Kg de carbón vegetal molido de madera y 1 litro de
melaza (Sasaki et al.,, 1995), sin embargo, dada las limitaciones para adquirir
algunos de estos materiales, los agricultores han ido sustituyendo con
ingredientes locales (Rodríguez y Paniagua, 1994). Por lo tanto, actualmente
se llama “bokashi” al sistema de producción y no a la receta original.
En Costa Rica, el uso de abonos orgánicos se inició especialmente entre los
productores orgánicos del país, consecuentes con el principio fundamental
que establece el mejoramiento de suelos como la base para el desarrollo de
este sistema de producción (International Federation of Orgánic Agriculture
24
Movements IFOAM, 1998). La tecnología japonesa de producción de
“Bokashi e implementación y uso de los abonos, ha tenido gran impacto,
fomentada por el Ing. Shogo Sazaki del Servicio de Voluntarios Japoneses
para la Cooperación con el Extranjero (JOCV).
La producción de abonos orgánicos es de bajo costo, y por estas razones se
pueden extender fácilmente por Centroamérica a otros países, sin embargo, es
importante la aplicación de las tecnologías apropiadas en cada lugar. El
interés de los investigadores en los últimos tiempos se ha enfocado hacia la
exploración de varias alternativas y entre ellas el bokashi cuyo manejo en
sistemas de producción agroecológica, en Honduras ha bajado los costos de
producción hasta en un 80% (Restrepo 2001) y en Cuba que frente a lo
convencional ha mejorado apreciablemente la producción de hortalizas
(Socorro y Parets 2001). Según Soto y Meléndez (2004) la producción y uso
de abonos orgánicos esta en aumento especialmente en Costa rica y
Nicaragua, donde los productores orgánicos y convencionales se han
convencido de las ventajas de su utilización, tanto en lo relacionado con las
propiedades del suelo, como en los rendimientos en la producción de banano
y café.
Actualmente en el país la Fundación de Asesorías para el sector Rural
(FUNDASES) aplica un proceso para el manejo de los Residuos Sólidos
Orgánicos que involucra el uso de microorganismos eficaces en un medio
sólido llamado BOKASHI EM, el cual es elaborado en un recipiente
adecuado y la utilización de un programa de manejo.
En el municipio de Cucaita (Boyacá) el desarrollo de las actividades agrícolas
se concentra en el área del valle donde la pendiente de los terrenos fluctúa
entre 0 y 12%. Allí el 26% de los suelos presenta síntomas severos de erosión
25
y el 42% se encuentra amenazado por este proceso de degradación (EOT,
2002).
Lo anterior ha llevado a pensar en la recuperación y el mantenimiento de la
capacidad productiva de los suelos, de forma que sea posible mantener los
debidos beneficios sin agotar el recurso. Desde el punto de vista agronómico
la solución esta en el contenido de materia orgánica del suelo, para lo cual se
necesita identificar fuentes y alternativas de manejo que, sean efectivas para
mantener adecuadamente dicho contenido de materia orgánica del suelo, y
viabilidad para las posibilidades del agricultor.
2.4.1.2 Características de abonos orgánicos fermentados tipo Bokashi en
invernadero
ƒ
En comparación con el compost, pasa por un proceso de
descomposición más acelerado y con cada uno de los volteos
frecuentes se consigue el producto final más rápido.
ƒ
Se utiliza una gran variedad de materiales orgánicos
ƒ
El proceso de degradación tiene un periodo de 10 a 15 días
ƒ
Se realiza en climas cálidos.
ƒ
Se debe dejar en reposo 10 o 15 días más para lograr la estabilización
de los microorganismos.
ƒ
Se realizan volteos frecuentes debido a que es un proceso enteramente
aeróbico
ƒ
Alcanza temperaturas de 45 a 50°C
ƒ
El producto final es materia orgánica en descomposición
ƒ
El Bokashi se va a elaborar bajo invernadero debido a que después de
su realización no puede estar en contacto con el agua o condiciones
muy húmedas
26
2.4.1.3 Factores que intervienen en la elaboración de Bokashi
ƒ
Temperatura: Se debe controlar diariamente con un termómetro. No es
recomendable que sobrepase los 50ºC; la temperatura final debe ser
igual a la del medio ambiente.
ƒ
La humedad inicial es del 60% aproximadamente pero desciende
rápidamente a un 30%.
ƒ
La pila de bokashi debe tener una altura máxima de 50 cm para evitar
el aumento de temperatura, a medida que se van degradando los
componentes, la altura va disminuyendo gradualmente hasta 20 cm.
ƒ
El proceso de descomposición de materia orgánica del bokashi se
desarrollo en un periodo de 1 a 2 semanas (Sasaki, 1991).
2.4.1.4 Composición de abonos orgánicos
Los desechos orgánicos, si se exponen al medio ambiente, tomaran como
alternativas para degradarse el proceso de descomposición oxidativa o el
proceso descomposición fermentativa.
El proceso de descomposición fermentativa es conocido como abono
orgánico fermentado “Bokashi”. Se elabora con materia orgánica a fermentar,
bajo condiciones de oxidación incompleta con la acción de microorganismos
facultativos fermentadores. Entre ellos tenemos los microorganismos
productores de ácido láctico, levaduras,
tanto nativos provenientes de
materiales propios, como a través de una inoculación microbiana. La materia
orgánica con microorganismos fermentadores mantiene el proceso a bajas
27
temperaturas, lo que
permite que la energía no sea liberada al exterior
durante la elaboración, de esta forma se puede aprovechar la máxima energía
del producto. El uso de inoculante microbiano asegura una buena
fermentación, evitando que las bacterias productoras de ácido butírico
comiencen a actuar sobre la materia orgánica provocando putrefacción y
malos olores. (Rodríguez 1994).
El proceso de descomposición oxidativa se denomina compost, en el cual los
microorganismos
aeróbicos
son
partícipes
durante
el
proceso
de
descomposición de la materia orgánica. Por lo tanto, en el proceso de la
elaboración se necesitan volteos periódicos para permitir el ingreso del aire al
interior de los materiales orgánicos y así promover la descomposición.
Durante este proceso, la materia orgánica pierde mucha energía, ya que se
produce una gran cantidad de calor y gas CO2 que son residuos de la
oxidación de la materia orgánica, estos salen al ambiente, perdiéndose de esta
forma. Al final, se obtiene un producto mineralizado con poca energía
acumulada. También, es muy común que se libere nitrógeno como amoniaco,
produciendo olores fuertes y desagradables, por lo que se pierde el contenido
de nitrógeno ( Rodríguez 1994).
2.4.1.5 Ventajas y desventajas del Bokashi frente a Compost
El objetivo principal del uso de compost es suministrar los minerales en la
nutrición inorgánica a los cultivos. La mineralización de la materia orgánica
permite la liberación de minerales los cuales son absorbidos fácilmente por
las plantas y favorecen la eliminación de los patógenos, que podrían estar
fácilmente en la materia orgánica fresca y causar daño al cultivo. Se
28
recomienda temperaturas relativamente altas, 60 –80 °C para asegurar que
reduzcan los microorganismos patógenos (Okumoto et al., 2002).
El objetivo principal de Bokashi es activar y aumentar la cantidad de
microorganismos benéficos en el suelo, pero también, se persigue nutrir el
cultivo y suplir alimentos (materia orgánica) para los organismos del suelo. El
suministro derivado de microorganismos benéficos elimina los organismos
patógenos gracias a una combinación de la fermentación alcohólica con una
temperatura entre 40°C -50 °C (Okumoto, et al., 2002).
Un compost es el proceso que sigue del proceso de descomposición oxidativa,
el cual avanza hasta la mineralización total y asegura un suministro de
minerales en estado ionizado, donde la temperatura alta en el proceso, asegura
la eliminación de microorganismos que podría competir por los nutrientes.
Mientras un Bokashi, el cual se basa en un proceso de descomposición
fermentativa, mantiene un mayor contenido energético de materia orgánica, al
no alcanzar temperaturas tan elevadas hay menos pérdidas por volatilización.
Además, suministra compuestos (vitaminas, enzimas, aminoácidos, ácidos
orgánicos, antibióticos, antioxidantes, etc.) útiles para las plantas y al mismo
tiempo activa los microorganismos benéficos durante el proceso de
fermentación (Okumoto et al., 2002).
El compost es empleado en agricultura y jardinería como fertilizante para el
suelo,
control de la erosión, recubrimientos y recuperación de suelos.
Además de su utilidad directa, el compost implica una solución a la
problemática planteada en las explotaciones agrícolas, forestales y ganaderas,
cuyos residuos orgánicos deben ser tratados. El compostaje es una tecnología
alternativa frente a otras que no representan economía ni aporta soluciones
ambientales (Altieri, 2002).
29
El compost es un producto concentrado el cual es mezclado con el suelo u
otros ingredientes antes de su uso. El porcentaje máximo de compost en la
mezcla está alrededor del 30% y varía en función de su uso posterior. El
compost mejora la estructura del suelo, incrementa la cantidad de materia
orgánica y proporciona nutrientes, micronutrientes como el Nitrógeno,
Potasio y Fósforo (Altieri M. 2002).
El proceso de compostaje tiene lugar cuando hay una relación (en seco)
carbono-nitrógeno de entre 25/1 y 30/1, es decir, que haya entre 25 y 30 veces
más carbono que nitrógeno. Por ello muchas veces se mezclan distintos
componentes de distintos tasas C/N. Es necesaria la presencia de celulosa
(fuente de carbono) que las bacterias transforman en azúcares y energía, así
como las proteínas (fuente de nitrógeno) que permiten el desarrollo de los
microorganismos.
2.4.2 Situación actual de los abonos orgánicos fermentados en Colombia
En todos los municipios del país, uno de los principales problemas es el
manejo de los residuos sólidos, por sus costos monetarios, sus daños al
ambiente y a la salud humana. En este sentido, se han realizado importantes
esfuerzos para encontrar alternativas y reducir los impactos negativos, que
sean rentables y que generen ingresos. Una de estas alternativas es producir
abono orgánico a partir de los residuos.
Es necesario aprovechar el interés
para introducir y fortalecer las ideas
acerca de la viabilidad para la elaboración de abonos orgánicos utilizando los
desechos domiciliarios, agroindustriales y agrícolas. Para ello es necesario dar
un salto en el manejo tradicional de los residuos sólidos, asumiendo nuevos
retos, impulsando distintas técnicas para la elaboración de abono orgánico,
para tratar el 60-70% del volumen de los residuos.
30
En Colombia se han realizado varios estudios empleando bioabonos en
residuos de flores de diferentes especies, destacándose en los residuos de rosa
un descenso de aproximadamente del 70% del volumen en un periodo de 6
días, observándose la función que realizan diversos microorganismos como
bacterias, actinomicetos y hongos durante el proceso de degradación de la
materia orgánica (Uscategui y Valvuena 1999).
El gobierno y entidades académicas en apoyo con cooperativas del sector
rural han trabajado para implementar sistemas de producción mediante la
fertilización con abonos orgánicos para reducir costos en cuanto a la
aplicación de abonos inorgánicos, haciendo un mejor uso de los residuos
generados en las fincas por los diferentes cultivos (Restrepo, 2001).
2.5 EXTRACTOS DE ORIGEN VEGETAL
Un extracto es un compuesto, el cual mezcla químicos con una fuente natural,
que puede ser mineral, vegetal, animal o microbiológico. En este caso, se
implementa una fuente de origen vegetal, para lograr este extracto. El hombre
lo desarrolla para aplicarlos a diferentes fines y en todo tipo de áreas, ya que
constantemente se intenta naturalizar todo compuesto que este en contacto
con los animales y los seres humanos para reducir los daños que le causan al
cuerpo sustancias químicas.
2.5.1 Tipos de extractos
•
EXTRACTO FLUIDO: Son preparaciones extraídas con etanol a
concentraciones variables 1:1
•
EXTRACTO GRUESO: Es una extracción concentrada por métodos
físicos hasta lograr un líquido grueso con un contenido de humedad de
45 al 60% que deja de ser viscoso cuando esta a temperatura
31
ambiente.
•
EXTRACTO SECO: Son preparaciones sólidas las cuales se obtienen
por extracción con un solvente orgánico o agua y concentración del
extracto fluido hasta que se evapore (Piñeros, 1991).
Para que una extracción sea óptima, se requiere control de factores como:
estado de la materia prima, selección del disolvente, tamaño de la partícula,
temperatura, tiempo de extracción (Cáceres 1998)
2.5.2 Técnicas empleadas para la elaboración de extractos vegetales
Los métodos de extracción se basan en las diferentes solubilidades de los
diversos compuestos encontrados en el material vegetal, así, para sustancias
de baja polaridad (lípidos) se utilizan solventes como éter de petróleo y
diclorometano; para sustancias de mediana y alta polaridad el acetato de etilo,
el etanol y la acetona (Torrenegra 1983)
Se han desarrollado varias técnicas para la obtención de extractos, entre ellas
se tiene la extracción asistida con ultrasonido (Vinatoru 2001), la extracción
asistida con microondas, extracción con solvente acelerado (Kaufmann y
Christen 2002) y extracción con fluidos supercríticos (Brunner 2005; Rozzi y
Singh 2002) con el fin de disminuir el tiempo de fracción y la cantidad de
solvente, aumentar el rendimiento de extracción y mejorar la calidad del
extracto.
La extracción con Soxhlet proporciona varias ventajas como una amplia
aplicación industrial, buena reproducibilidad, eficacia y menor manipulación
del extracto. Para emplear este tipo de extracción, se debe tener en cuenta la
selección del solvente de tal forma que ofrezca las características deseables
como alto límite de saturación y selectividad respecto al soluto a extraer,
capacidad para producir el material extraído con calidad no alterada por el
disolvente, estabilidad química en las condiciones del proceso, baja
32
viscosidad, baja presión, baja toxicidad entre otras (Dahlstrom et al., 1999).
La extracción con FSC (fluido supercrítico) hace referencia a cualquier
sustancia a una temperatura y presión por encima de su punto crítico
termodinámico, una de sus propiedades es la de difundirse a través de los
sólidos como gas, y de disolver los materiales como un líquido. También
pueden cambiar rápidamente la densidad con pequeños cambios en la
temperatura o presión. Los fluidos supercríticos tiene la capacidad de extraer
ciertos compuestos químicos con el uso de determinados solventes bajo
temperatura y presión (Brunner 2005; Rozzi y Singh 2002).
El fluido supercrítico más empleado es el CO2 por no ser tóxico, inflamable,
corrosivo, incoloro ni costoso. Sus condiciones críticas son relativamente
fáciles de alcanzar y se consigue con diferentes grados de pureza, se puede
trabajar a baja temperatura y por tanto, se pueden separar compuestos
termolábiles, ayuda a prevenir la degradación térmica de ciertos componentes
químicos del alimento cuando son extraídos ( Brunner 2005; Hurtado 2002;
Rosa y Meireles 2005).
2.5.3 Usos de los extractos vegetales.
Las plantas sintetizan una gran variedad de metabolitos secundarios
relacionados con los mecanismos de defensa. El proceso para obtener
metabolítos secundarios de los extractos es variable; se puede obtener
extractos acuosos (Bautista et al., 2002 a) o polvos (Bautista et al., 2003 a) o
utilizar otros disolventes para obtener diferentes compuestos, según su
polaridad (Abou-Jawdah et al., 2002).
33
Diversos productos derivados de las plantas han mostrado un efecto
antimicrobiano. Entre estos compuestos se destacan los flavonoides, fenoles,
terpenos, aceites esenciales, alcaloides, lectinas y polipéptidos (Cowan 1999).
En los extractos de las plantas se han evidenciado propiedades antifúngicas,
antibacterianas, estimuladores del desarrollo fisiológico de la planta o
activando mecanismos de defensa contra plagas y enfermedades (Kagale et
al., 2004).
Las plantas poseen una diversidad de compuestos bioactivos como lípidos,
grasas, fragancias, pigmentos y sabores que son ampliamente utilizados en la
agroindustria alimentaria, farmacéutica y cosmética. Para separar estos
compuestos (solutos) se pone en contacto con una fase líquida, estos se
difunden desde el sólido (solutos) a la fase líquida permitiendo una
separación de los componentes de la estructura natural original (Geankoplis
1999).
Los métodos de extracción requieren altos tiempos de residencia y grandes
cantidades de solvente, estos métodos se asocian con el uso de calor y/o
agitación e incluyen soxhlet, la hidrodestilación y maceración mezclada con
agua, alcohol, o grasa caliente (Luque de Castro y García-Ayuso 1998).
Los extractos de plantas son empleadas para el crecimiento de las raíces, se
produce por el fortalecimiento estructural de la planta, incrementando su
resistencia a la penetración de los patógenos, los resultados que se obtienen
de los extractos son muy variables y esto se relaciona con que muchos de los
compuestos son aromáticos, o solubles en agua, o son degradados
rápidamente por la luz solar, por lo que no pueden aplicarse con éxito al aire
libre ya que desaparecen muy rápidamente. La calidad y concentración de las
sustancias activas pueden llegar a variar hasta un 500% con la localización de
la planta, edad y madurez del material vegetal con que se prepara el extracto.
34
La sustancia activa se encuentra a menudo concentrada en una parte
específica de la planta, aunque frecuentemente y por razones comerciales se
emplee toda la planta.
En las últimas cuatro décadas se han realizado innumerables estudios sobre
sustancias con actividad antimicrobiana, provenientes de plantas superiores
con la finalidad de encontrar alternativas terapéuticas efectivas contra las
infecciones producidas por microorganismos resistentes a los antibióticos
(Hammer y col., 1999). En tal sentido, la búsqueda de sustancias con efecto
antimicrobiano en fuentes no tradicionales, como las plantas superiores, es
importante.
Los productos de origen vegetal han sido en las ultimas dos décadas muy
estudiados en su parte química, con énfasis en los metabolítos secundarios los
cuales están implicados en el control biológico contra patógenos y plagas, y
en algunos casos activando mecanismos de defensa en la planta (Kagale et
al., 2004)
2.5.4 Métodos de evaluación antimicrobiana en extractos vegetales
El término antimicrobiano ha sido definido como una sustancia que es activa
frente a los microorganismos. Las técnicas que permiten determinar la
efectividad de los antimicrobianos nos va ayudar a la selección del compuesto
mas adecuado para inhibir el crecimiento bacteriano. Dentro de las pruebas,
mas utilizadas se encuentra el enfrentamiento in vitro de la bacteria con
distintas concentraciones del agente. Los métodos empleados para la prueba
son:
2.5.4.1 Método de dilución en caldo: En este método se colocan
concentraciones decrecientes del agente antimicrobiano, generalmente
diluciones al medio (1:2), en tubos con el caldo de cultivo que sostendrá el
35
desarrollo del microorganismo. El agente antimicrobiano se prepara en
soluciones concentradas en un diluyente y luego se diluye en caldo para
obtener las concentraciones apropiadas. Un tubo de caldo se mantiene sin
inocular como control negativo de crecimiento, y un tubo inoculado pero sin
antimicrobiano. Luego de la incubación (24 horas) se observa la turbidez de
los tubos que indicaran el desarrollo bacteriano (Jawetz 1995).
2.5.4.2 Método de difusión en agar: En este método se incorpora distintas
concentraciones de agentes antimicrobianos en placas con agar, una placa
para cada dilución. Los microorganismos en estudio se diluyen hasta obtener
una suspensión con una turbidez algo superior a la del estándar 0.5 de Mc
Farland y se coloca una alícuota de cada suspensión en una cavidad del
dispositivo para inoculación. Este dispositivo tiene prolongaciones metálicas
calibradas para recoger una pequeña cantidad de la suspensión bacteriana y
depositarla en la superficie del agar. Luego de la inoculación durante 18 a 24
horas los microorganismos se desarrollarán en aquellas placas que no
contengan suficiente cantidad de antimicrobiano para inhibirlas (Jawetz
1995).
2.5.4.3 Bioautografia: Es una técnica que involucra un método de
separación
Cromatografía
plana
(cromatografía
de
papel
(CP)
y
cromatografía de capa delgada (CCD) así como una biológica (difusión en
gel) en el cual se pueden evaluar tanto hongos (saprofitos) como bacterias.
Esta técnica es la más utilizada para compuestos lipofílicos en CCD, para
compuestos polares CP y se debe realizar en cabina microbiológica. (Kline
1975).
2.5.4.4 Concentración mínima inhibitoria: La sensibilidad de una bacteria
a un antibiótico viene dada por la concentración mínima inhibitoria (CMI)
que se define como la menor concentración de antimicrobiano capaz de
inhibir el desarrollo de una cepa bacteriana dada. Así se logra alcanzar en el
36
organismo la CMI con dosis terapéuticas se podría afirmar que la cepa es
sensible al antibiótico. En caso contrario la cepa es resistente. Una cepa es
moderadamente sensible cuando la CMI de es antibiótico se alcanza en el
organismo con una dosis más elevada que la dosis terapéutica habitual sin
llegar a ser tóxica. A veces la CMI se suelen encontrar en los ítems entre
sensible y resistente lo que se llama puntos de corte o concentraciones críticas
en este caso se clasifica la cepa como intermedia y se aconseja repetir la
prueba (Carmona 1997).
La CMI mide la capacidad del agente antimicrobiano para inhibir la
multiplicación del microorganismo. El método de dilución en el caldo fue
originariamente realizado en tubo de 13x100 con un volumen de caldo con 1
ml de antimicrobiano (macrométodo). La determinación de la CMI mediante
el método de dilución en caldo al ir disminuyendo la concentración se
observará que no hay desarrollo del microorganismo por la ausencia de
turbidez hasta llegar a un tubo a partir del cual se comienza a ver un aumento
de turbidez y por tanto desarrollo bacteriano. Se define la CMI con la mínima
concentración de antibiótico que inhibe el desarrollo de una bacteria
(Carmona 1997).
2.5.4.5 Método de crecimiento radial: La evaluación de la actividad de los
extractos, contra hongos puede hacerse por inhibición del crecimiento radial,
midiendo el halo de crecimiento del hongo respecto al control negativo (%de
crecimiento) restándolo de 100 para hallar el % de inhibición de crecimiento.
Por la técnica de inhibición del crecimiento radial se toman como positivas
aquellas sustancias que provoquen un porcentaje de inhibición del 20%
(Brock 1998).
37
2.6 COBERTURAS PLÁSTICAS
La solarización del suelo es un proceso hidrotérmico que tiene lugar en el
suelo húmedo el cual es cubierto por una película plástica y expuesto a la luz
solar. Este proceso conocido como solarización abarca un complejo de
cambios físicos, químicos y biológicos en los cultivos agrícolas, siendo una
valiosa
alternativa frente al uso de ciertos productos químicos. La
solarización del suelo es un proceso de cobertura que tuvo sus orígenes en las
épocas tempranas de la agricultura cuando esta práctica fue usada para cubrir
el suelo y las plantas con materiales orgánicos e inorgánicos para formar una
barrera protectora contra las heladas. El suelo así calentado fue usado para
aumentar el crecimiento de las plantas y la cobertura también fue utilizada
para limitar la evaporación del agua, controlar malezas, mejorar la estructura
del suelo y para combatir la erosión ( Lai et al., 1974).
Cuando se comenzaron a usar las coberturas de plástico el polietileno fue
considerado ideal para el calentamiento solar en razón de que es básicamente
transparente a la radiación solar (280-2 500nm) extendiéndose hasta el
extremo infrarrojo, pero menos transparente a la radiación terrestre (5 000- 35
000 nm) reduciendo el escape de calor del suelo. El polietileno es un derivado
petroquímico y su costo está directamente relacionado con su espesor. Las
películas de polietileno han sido usadas con buenos resultados en la
solarización del suelo.
La eficiencia de las coberturas también está influenciada por el tipo, el color,
la estructura, la humedad, el contenido de materia orgánica y el espesor del
suelo y la transmisión de la luz del material de cobertura (película de
plástico), la temperatura del aire, la intensidad de la luz solar, la extensión del
calentamiento, la sensibilidad de los patógenos y las plagas al calor, la
38
historia de cultivos y otros componentes de la ecología del suelo (Hasse, V.
2001).
39
3. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN
3.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La comercialización de flores en las grandes ciudades es una actividad que
genera gran cantidad de material de desecho en las distintas zonas dedicadas a
la venta de flores, generando así, contaminación ambiental y un mal aspecto
visual de estos lugares. Debido a esta situación, se pueden emplear
alternativas que permitan aprovechar tales residuos en actividades de origen
agrícola para procesos de biodegradación como compostaje y elaboración de
abonos orgánicos, enriqueciendo al suelo con nutrientes que permiten un buen
desarrollo de los microorganismos y a su vez estimulan el desarrollo de
cultivos de mejor calidad y a un menor costo para los productores.
Dentro de los residuos generados de la comercialización de flores se
encuentran los tallos y los pétalos, presentándose en mayor proporción los
pétalos porque al realizar el arreglo de las flores para la venta, se lleva un
proceso en el cual estas son despetaladas escogiendo las de mayor tamaño y
de mejor aspecto. Las que no cumplen con las características anteriormente
mencionadas, son desechadas en la plaza.
Estos residuos presentan compuestos tales como monoterpenos, esteres grasos
de cadenas entre 16 a 20 carbonos y alcoholes de los cuales se encuentran
etanol-b-fenilo, alcohol bencil, genariol, nerol y citronerol, que según
investigaciones se acumulan en los pétalos. Posiblemente en procesos de
compostaje, estos compuestos pueden tener actividades benéficas en cuanto a
40
la capacidad antimicrobiana generando un inmenso beneficio para la
producción agrícola.
Una manera de aprovechar los residuos generados en la plaza de mercado,
Paloquemao sector de Flores, ubicada en Bogotá es realizar un abono
fermentado tipo bokashi a base de pétalos de rosas y así aprovechar sus
compuestos constitutivos en la producción de otras plantas. Este proyecto de
investigación se enfoca en la producción de la albahaca (Ocimun basilicum),
ya que ha demostrado ser un producto muy atractivo sobre todo con fines de
exportación. La investigación en pro de mejorar la eficiencia de producción
es un propósito fundamental que esta siendo probado por medio de la
combinación de técnicas orgánicas y convencionales. Es por eso que el
presente proyecto busca evaluar la efectividad de la aplicación de abonos
orgánicos de diferente origen y coberturas como alternativas para optimizar
el proceso productivo en términos de calidad y cantidad en el cultivo de
albahaca.
41
4. OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GENERAL
Elaborar un abono orgánico fermentado para su uso en la producción de
albahaca
(Ocimum basilicum L.) en los invernaderos de la Universidad
Nacional de Colombia, sede Bogotá.
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Elaborar un abono fermentado tipo bokashi a base de pétalos de rosa
para su uso como sustrato en producción de albahaca.
•
Comparar la efectividad de dos formulaciones de abonos orgánicos en un
cultivo de albahaca bajo invernadero.
•
Evaluar la efectividad de dos tipos de coberturas plásticas en combinación
con los abonos bokashi para el mejoramiento de la producción de albahaca
•
Evaluar la capacidad promotora de desarrollo de extractos de pétalos de
Rosa sp en la germinación de semillas de albahaca.
•
Establecer la capacidad antimicrobiana de los extractos obtenidos de los
pétalos de rosa sobre algunas enterobacterias (E.coli, Salmonella
enteriritidis y Shigella sp)
42
5 MATERIALES Y METODOS
5.1 ELABORACIÓN DEL EXTRACTO DE PÉTALOS DE ROSA
PARA PRUEBAS DE GERMINACIÓN
Se elaboró un extracto cuyo material vegetal es pétalos de rosa, el cual se
aplicó a diferentes dosis (2.5 µL, 5 µL, 10 µL, 30 µL, 60 µL y 90 µL
aplicadas al tiempo y como testigo agua) para evaluar las sustancias que
poseen dichos pétalos sobre el crecimiento de semillas de albahaca.
Para la elaboración de los extractos a partir del material vegetal se aplicó dos
metodologías, técnica de maceración y técnica de agitador rotatorio.
5.1.1 Técnica de Maceración
Se tomó 100 g de residuos vegetales (pétalos) de Rosa sp. previamente
picados para macerarlos en un mortero esterilizado durante 30 min a
temperatura ambiente, se adicionó 70 ml de agua desionizada para obtener el
extracto. Posteriormente se filtró en un vaso de precipitado para
luego
almacenarlo en frasco ámbar por 24 horas a 4°C (Zamorano 2005).
5.1.2 Técnica agitador rotatorio
Se tomaron 10 g de tejido vegetal (pétalos) finamente picado y se dejarón en
erlenmeyer de 250 ml, con 100 ml con agua desionizada estático a una
temperatura 21ºC por 24 horas. Luego se colocó en un agitador rotatorio a
200 rpm y 40ºC durante 30 minutos, con el fin de extraer la mayor cantidad
43
de los principios activos y filtrar al vacío. El extracto se almacenó en frasco
ámbar (Zambrano, 2005).
5.2 ELABORACIÓN DE PRUEBAS DE GERMINACIÓN
En siete cajas de petri por triplicado estériles , se colocó una capa de gasa
recubierta con papel filtro estéril y se humedecieron con 9 ml de agua
destilada , en cada caja se colocaron 20 semillas de albahaca en estado
vegetativo, previamente desinfectadas con alcohol al 70%,por 1 minuto; se
inocularon las semillas a diferentes dosis de aplicación de los extractos sobre
cada semilla (0, 2 µL,5 µL,10 µL,30 µL,60 µL,90 µL) recolectados de
acuerdo a la técnicas de agitador rotatorio y macerado a partir de material
vegetal.
Se
dejaron
los
siete
ensayos
a
temperatura
ambiente,
simultáneamente se tomó un testigo al cual solo se le agregó agua estéril con
tres repeticiones de cada concentración para un total de sesenta semillas para
cada tratamiento, realizando observaciones diarias (Zamorano 2005).
Para observar el desarrollo de las semillas de albahaca se aplicaron las
respectivas dosis según la técnica empleada realizando el conteo a diario del
número de semillas germinadas y la longitud de la raíz y el tallo en cm
durante ocho días. Se dejaron los siete ensayos a temperatura ambiente con
las cajas petri cerradas para mantener un ambiente húmedo evitando la
evaporación.
5.3 EVALUACIÓN DE LA ACCIÓN ANTIMICROBIANA DEL
EXTRACTO DE PÉTALOS DE ROSA
44
Se recolectaron 300 kg de material vegetal (pétalos de rosa) de la Plaza
distrital de Paloquemao, los cuales se pesaron y luego fueron desinfectados
con solución de hipoclorito de sodio al 0.2% por dos minutos, luego se
realizaron cuatro lavados con agua destilada estéril. Se procesaron en una
picadora de cocina marca Oster. Para elaborar el extracto Se utilizó 150 g,
250 g, y 500 g de pétalos. Cada uno de las cantidades se le agregaron 1000 ml
de agua destilada y esterilizada, los cuales fueron licuados hasta obtener una
mezcla homogénea en licuadora industrial marca Oster
por 5 minutos
(Bianchi et al., 1999).
Se realizó la filtración inicial empleando gasa estéril, luego se empleó la
técnica de filtración por membrana donde se tomaron 100 ml del extracto de
rosa a través de una membrana filtrante de 0.45 um, la cual se montó sobre el
aparato de filtración en soporte de acero inoxidable. (Tortora, 1993). El
extracto obtenido fue depositado en frascos schott ámbar a una temperatura
de 4°C hasta el momento de ser empleado (Bianchi et al., 1997).
5.3.1 Evaluación de actividad antimicrobiana de extracto de rosas.
Se evaluó el posible potencial antimicrobiano del extracto de pétalos de rosa
contra bacterias patógenas que se encuentran en el tracto digestivo de las
aves como son Salmonella enteritidis, Salmonella sp y Shigella sp, estas
pueden estar presentes en la gallinaza, en el momento de elaboración del
abono, debido que en el proceso no se alcanzan temperaturas altas para
eliminarla. Las cepas que se emplearon en la prueba fueron obtenidas del
cepario, Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Javeriana. La
evaluación antimicrobiana se llevó a cabo por medio de la técnica de difusión
45
en agar, basada en el método de Kirby Bauer. la cual es empleada para
pruebas de antibiograma. Para esta prueba se sembró uniformemente con el
microorganismo patógeno toda la superficie de una placa de petri, con agar
Mueller Hinton, para luego colocar sobre la superficie del agar un disco con
antibiótico (penicilina) el cual fue utilizado como control positivo, un disco
impregnado en agua destilada estéril que fue empleado como control negativo
y discos de papel filtro impregnados con las diferentes concentraciones del
extracto de pétalos de rosa.(150g, 200g y 500g) ,llevando a un periodo de
incubación de 37°C, por 24 horas. La prueba se realizó por triplicado para
cada cepa. Si el extracto contiene metabolitos con actividad antimicrobiana,
se observara un halo de inhibición el cual rodea al disco y se determina su n
diámetro (Tortora 1993).
5.4 ELABORACIÓN DE ABONO FERMENTADO TIPO BOKASHI
Se realizó un abono fermentado tipo bokashi seleccionando los desechos
vegetales de post cosecha exclusivamente pétalos de rosas recolectados en la
Plaza Distrital de Paloquemao, en la ciudad de Bogotá.
Se realizó la construcción de un pila de 50 cm de alto x 1 metro de ancho x
1.5 metros de largo recubierto en plástico negro calibre 7 colocándose en
superficie de acero inclinada y cubierta, el montaje se realizó en el
invernadero de plantas aromáticas de la Facultad de Agronomía de la
Universidad Nacional sede Bogotá.
Para la elaboración del Bokashi tradicional se utilizó cascarilla de arroz (50
kilos), gallinaza de gallina en galpón de piso (25 kilos), melaza (2 kilos),
carbón de madera (2 kilos), cal agrícola ( 4 kilos), hojas de plantas aromáticas
46
(Laurel, romero ,cebollin) (30 kilos), bokashi tradicional (10 kilos) y 20 litros
de agua. El bokashi modificado fue elaborado con pétalos de rosa se , con
cascarilla de arroz (50 kilos) pétalos de rosas (30 kilos) ,gallinaza en galpón
de piso (25 kilos), carbón de madera (2 kilos), cal (4 kilos), melaza (2 kilos),
bokashi tradicional (10 kilos) y agua (20 litros) solamente al momento de
preparación.
Los substratos se trituraron y acondicionaron humedeciéndolos y realizando
volteos periódicamente para oxigenar el medio y obtener una mayor
descomposición. Chefetz et al., 1996; Castillo et al., 1999b).
Para determinar las características fisicoquímicas de los abonos se determinó
el pH, composición C/N y temperatura hasta el final del estudio.
5.4.1 Determinación de microorganismos presentes en bokashi
tradicional y modificado (pétalos de rosa)
Para
realizar
la
determinación
de
microorganismos
solubilizadores de fosforo, proteolíticos y celuloliticos
amilolíticos,
presentes en los
abonos tipo bokashi (tradicional y modificado a base de pétalos de rosa) se
realizaron muestreos en la etapa inicial, intermedia y final del proceso de la
elaboración del abono bokashi tanto tradicional como modificado a base de
pétalos de rosa. Asimismo, se realizaron muestreos en las camas donde se
aplicaron los abonos tipo bokashi tradicional y modificado a base de pétalos
de rosa que fueron utilizados para producción de albahaca.
De las, muestras tomadas se cuantificó la población microbiana mediante el
método de recuento en placa en el Laboratorio de Biología del suelo en la
47
Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de Colombia, sede
Bogotá.
Se realizó el muestreo del abono tipo bokashi tradicional y modificado a base
de pétalos de rosa en la etapa inicial (día 5) , intermedia día (10) y final,(día
15) se tomó del centro de la pila a 30 cm aproximadamente, 100 g de la
muestra la cual será llevada a 4°C hasta el momento se su uso. A partir de los
muestreos de cada una de las etapas del proceso del bokashi, se pesaron 10 g
de cada muestra, cada uno de los cuales fueron llevados a 90 ml de agua
peptonada (0.1% p/v). Posteriormente se realizó diluciones seriadas de 10–1
hasta 10–5 en agua peptonada a 0.1% (p/v). A partir de las diluciones 10- 4 y
10-5, se inoculó 0.1 ml en superficie de los medios a utilizar, agar
carboximetilcelulosa (CMC) al 1%(p/v) (Anexo 1), agar almidón, agar leche,
agar SMRS1 y agar Picovskaya, por duplicado. Las cajas fueron incubadas a
35°C por 48 horas (Teather y Wood 1982). Para evidenciar las colonias con
actividad celulolitica si la había, con agar (CMC), se adicionó rojo congo al
1% (p/v) (Anexo 1) como revelador, luego después de 15 minutos se retiró el
exceso y se adicionó NaCl 0.1M (Anexo 1), dejando reposar otros 15
minutos, para luego hacer el recuento de las colonias que presenten halos
(Teather y Wood, 1982).
Para evidenciar los microorganismos amilolíticos, se hizo revelado de halos
de hidrólisis con lugol (Nakamura et al.,2004). Para evidenciar los
microorganismos proteolíticos si los hay se observaran halos de hidrolisis en
agar leche, (Gonzalez, 1993).
Los microorganismos solubilizadores de fosforó se evaluaron en el agar
SMRS1, donde se observaron halos de aclaramiento y viraje del color inicial
del medio de purpura a amarillo (López et al., 2006).
48
5.5 EVALUACIÓN DE ABONOS ORGÁNICOS EN INVERNADERO
El ensayo correspondiente a la evaluación de los abonos fermentados en la
producción de albahaca, se realizó en el invernadero No 4, nave 5, en la
Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, con 2.556 msnm
temperatura promedio de 14°C; humedad relativa promedio de 85%,
construido con madera y como material de cobertura polietileno de larga
duración de 150 µm de espesor reciclado.
5.5.1. Germinación de semillas
La germinación de las semillas se hizo en turba a una temperatura de 28°C
empleando semillas nuevas las cuales fueron regadas diariamente, a los 48
días fueron trasplantadas a las camas de los invernaderos.
5.5.2 Aplicación de los abonos bokashi tradicional y bokashi modificado
en las camas del invernadero
Antes de aplicar los abonos orgánicos tipo bokashi tradicional y pétalos de
rosa se midieron parámetros del suelo inicial (ver tabla 1). Se aplicó abono
orgánico tipo bokashi tradicional y pétalos de rosa anteriormente elaborado
en el invernadero de hierbas aromáticas de la facultad de agronomía de la
Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá
los abonos preparados
fueron cernidos con un tamiz con tamaño de poro de 0.5 cm2.
49
ANALISIS
Textura
pH
Conductividad eléctrica
Materia orgánica
Densidad aparente
Densidad real
VALOR
FA
6.8
5.7
2.2
1.4
2.6
Tabla 1 Características del suelo inicial del invernadero 4 nave 5
5.5.3 Preparación de las camas
Las camas fueron preparadas así: cuatro camas de 20 metros de largo y 1 m
de ancho cada una evaluando dos abonos orgánicos tipo bokashi modificado a
base de pétalos de rosa y tradicional en una concentración de 20 Kg/cama.
(7000 K/Ha área efectiva) y dos coberturas plásticas negro y transparente y el
control sin plástico, por lo que se tendrá seis tratamientos y tres repeticiones.
Las unidades experimentales fueron aproximadamente de seis m2 cada uno.
Se aplicó los abonos y posteriormente se estableció riego por goteo para
luego implementar la cobertura plástica.
5.5.3.1 Siembra
La siembra se realizó cuando las plántulas tenían una altura de 5 cm, con
densidad de 20 cm entre planta por 25 entre calle, siembra por cama de veinte
plántulas por metro cuadrado. Las plantas ya sembradas se marcaron al azar
para realizar sus respectivas mediciones (altura, determinación de peso seco).
50
5.6 MEDICIONES DE BIOMASA Y ALTURA
Se realizó una medida de biomasa y altura las plantas previamente marcadas
al azar antes de la floración (momento indicado para la cosecha). La
recolección de las plantas se realizó al azar cortándolas por encima del cuello
para garantizar así cosechas posteriores. Una vez cortadas se envolvieron en
papel periódico y se marcaron con su respectivo tratamiento. Las muestras se
secaron a temperatura ambiente durante una semana, posteriormente se
llevaron a un horno a 65°C por 72 horas, luego se pesaron utilizando una
balanza analítica para determinar la biomasa seca de cada una.
La distribución de las camas se distribuyó en parcelas que son representadas
por los diferentes tipos de abono y parcelas subdivididas representadas por las
diferentes coberturas de plástico empleadas.
5.7. ESTADÍSTICA
5.7.1 Diseño experimental
El diseño experimental para los abonos tipo bokashi fueron completamente
aleatorio con dos tratamientos y dos repeticiones. Para el tratamiento de los
plásticos, también fue completamente aleatorizado con tres tratamientos y
cuatro repeticiones.
En la etapa de laboratorio para el proceso de elaboración de los abonos tipo
bokashi (tradicional y a base de pétalos de rosa) y para suelo de cultivo de las
albahacas bajo coberturas plásticas se realizó mediante la técnica de recuento
en placa con tres repeticiones por cada tratamiento.
51
Para las pruebas de germinación se realizó el extracto a base de pétalos de
rosa con dos tratamientos (agitador rotatorio y macerado), con tres
repeticiones por cada concentración aplicada.
5.7.2 Variables determinadas
Este estudio involucrara diferentes variables durante el proceso de
elaboración del abono tipo bokashi (tradicional y a base de pétalos de rosa) y
el desarrollo del cultivo y la cosecha
durante el desarrollo del periodo
vegetativo de 15 días, se determinó el porcentaje de peso seco, altura de la
planta Ocimun basilicum L.
En la etapa de laboratorio se evaluó variables como población de
microorganismos celuloliticos, amilolíticos, proteolíticos, solubilizadores de
fosforo, en la etapa de elaboración del abono tipo bokashi (tradicional y a
base de pétalos de rosa), y en el desarrollo de las plantas bajo coberturas en el
invernadero, asimismo variables como pH, y Temperatura.
En la prueba para cuantificar la capacidad antimicrobiana de los extractos a
base de pétalos de rosa se tomaron variables como son los diámetros de
inhibición de acuerdo a la concentración de los extractos.
En las pruebas de germinación se evaluaron variables como altura del tallo y
longitud de la raíz.
Se realizaron pruebas estadísticas a partir del programa estadístico statitix
para los datos que se distribuyeron normalmente. Se hizo la prueba de Anova
y para observar diferencias significativas entre tratamientos utilizados se
utilizó la prueba de Duncan.
52
6. RESULTADOS Y DISCUSION
6.1TEMPERATURAS DE LAS COBERTURAS
Tabla 2. Temperaturas de las camas en un día despejado y nublado a las 12
m con diferentes tratamientos de coberturas.
Cubiertas plásticas y temperatura °C
DIA DESPEJADO
DIA NUBLADO
Sitio de toma de
Superficie
5 cm de
Superficie
5 cm de
temperatura
Plástico Profundidad Plástico Profundidad
Plástico negro
34
20
24
19
Plástico transparente
43
22
31
20
Sin plástico
22
19
20
19
Observaciones de la variación de la temperatura, tomadas al medio día y con
cielo despejado sobre la superficie del suelo y profundidad a 5 cm, (ver tabla
1), permitieron determinar que con plástico transparente se alcanzaban
valores de hasta 43ºC, frente a valores tomados en cobertura de plástico
transparente de 31°C. Los resultados obtenidos con plástico negro presentan
los mejores efectos en biomasa y altura debido posiblemente a que se logra
obtener un rango mas estable de temperatura, generando un microclima que
favorece las poblaciones microbianas del suelo y restringir la evaporación de
agua, alcanzando así, altas tasas de crecimiento e incrementos en la eficiencia
en el uso de agua y fertilizantes estos resultados también fueron encontrados
por (Voorhees et al., 1981) al utilizar plástico negro.
Se encontró que las coberturas plásticas favorecen una mejor humedad en el
suelo siendo este sistema mas eficiente para el uso del suelo durante el tiempo
en que esta con la cobertura plástica. La presencia de una mayor humedad en
las camas con cobertura plástica se puede atribuir a lo reportado por Saghir
53
1997, quien demostró que las capas superiores del suelo tienen una marcada
fluctuación diurna de la temperatura, enfriándose durante la noche y
calentándose a altas temperaturas durante las horas de sol. Esta fluctuación
diurna causa que la humedad en las capas superiores del suelo descienda
durante el día como resultado de la radiación solar, mientras que de noche
baja la temperatura de las capas superiores causando un movimiento
ascendente de la humedad. A medida que el efecto de la cobertura del suelo
se profundiza, el movimiento de la humedad es más pronunciado cambiando
la distribución de las sales y mejorando la estructura del suelo. Se ha
informado de una reducción de la salinidad del suelo como resultado del uso
de coberturas (Saghir, A.R. 1997). Hasse (2001) encontró que la eficiencia de
las coberturas también está influenciada por el tipo, el color, la estructura, la
humedad, el contenido de materia orgánica y el espesor del suelo y la
transmisión de la luz del material de cobertura (película de plástico), la
temperatura del aire, el largo del día, la intensidad de la luz solar, la extensión
del calentamiento, la sensibilidad de los patógenos y las plagas al calor, la
historia de cultivos y otros componentes de la ecología del suelo (Hasse, V.
2001).
El calor generado en el suelo por la radiación solar es uno de los principios
fundamentales de las coberturas plásticas. Sin embargo, el incremento de
nutrientes de las plantas y el aumento relativo de las poblaciones bacterianas
en la rizosfera contribuyen al marcado aumento en el crecimiento, el
desarrollo y el rendimiento de las plantas en suelos (Costa R et al., 2006).
54
Tabla 3. Registros de pH del proceso de Bokashi a base de pétalos y Bokashi
Tradicional en diferentes periodos de tiempo
Día
Bokashi
5
10
15
Pétalos
8.82
9.15
7.86
Tradicional
7.79
7.70
7.35
Estudios realizados por Sundberg (2003) muestran que el pH puede estar
entre 8 y 9 debido a las pérdidas de CO2 por la respiración de los
microorganismos. La presencia de ácidos orgánicos bajo condiciones de
acidez y su ausencia cuando el compost se torna alcalino, es un indicador de
que ellos son un factor clave para la evolución del pH.
Como se puede observar (ver tabla 2), la relación de pH básico fue mejor en
bokashi pétalos que en bokashi tradicional. Según Parmar et al., (2001), este
tipo de pH es óptimo para la inhibición de microorganismos patógenos como
por ejemplo E.coli, siendo mas sensible a un pH 7 a 8.
Tabla 4. Registro de temperatura del proceso de Bokashi pétalos y Bokashi
Tradicional en la mañana y tarde en diferentes periodos de tiempo
Temperatura °C
Bokashi
Tradicional
Pétalos
5
10
15
Mañana
Tarde
Mañana
Tarde
37
32
39
40
40
47
42
50
55
Mañana Tarde
33
30
37
35
El comportamiento de la temperatura (ver tabla 3) durante el proceso de
degradación de cada uno de los tratamientos la temperatura alcanzada para
bokashi a base de pétalos de rosa fue de 50°C en el día 10 y la mínima
temperatura alcanzada fue de 32°C. Para bokashi tradicional la temperatura
fue de 42°C en horas de la tarde del mismo día. Se observo que en bokashi
tradicional no se alcanzaron altas temperaturas, asimismo se observo una
notable disminución de quince a diecisiete grados centígrados para ambos
tratamientos en el día 15. Bollen, (1993). Sostiene que los patógenos pueden
eliminarse durante el compostaje, probablemente a causa del efecto de la
temperatura generada por las pilas. Según Elorrieta et al., (2002) encontró en
estudios in vitro que al exponer los patógenos a diferentes temperaturas entre
30°C y 50°C hubo inhibición de patógenos, con estos resultados
estandarizados en laboratorio. Los resultados corroboran las observaciones
formuladas con otros agentes patógenos y virus.
Los datos analizados indican que la temperatura ambiente afecta el proceso de
elaboración de los abonos tipo bokashi, observando que para el abono
tradicional hubo una variación de temperatura entre 2 y 4° C entre la mañana
y la tarde, mientras que el tratamiento con bokashi pétalos presento, una >
variación de temperatura que fue de 3 y 8°C entre la mañana y tarde
notándose una diferencia marcada entre tratamientos.
Stentiford, (1996) encontró que el proceso de elaboración del abono, la
temperatura es importante ya que su valor determina la velocidad a la que
muchas de las reacciones biológicas tienen lugar como la capacidad de
saneamiento del proceso. Desde el punto de vista biológico, tres son los
intervalos que rigen la diferentes aspectos: temperaturas por encima de 55 C
para maximizar la esterilización, entre 45 y 55 C para mejorar el tipo de
degradación
y entre los 35 y los 40 ºC para aumentar la diversidad
microbiana.
56
6.2
EVALUACIÓN
DE
LA
ACTIVIDAD
ANTIMICROBIANA
(METODO KIRBY BAUER)
Para E. coli y Salmonella, no se presentaron diferencias significativas en las
dosis de 500 g/l frente a los testigos con penicilina y para Shigella, se
presentaron valores entre 6 y 25% del obtenido con el testigo con penicilina
(ver figura y anexo 1).
Los halos de inhibición de los testigos con penicilina encontrados para el
control de E. coli y Salmonella están por el orden de los 14 mm, frente a los
32 mm de los halos formados con penicilina para el control de Shigella.
Según estudios realizados por Dunphy (2006), los pétalos poseen alcoholes,
esteres grasos geraniol, nerol y citronellol siendo principios activos, que al
estar en contacto con los microorganismos, posiblemente inhibieron la
proliferación de estas poblaciones actuando como agentes antimicrobianos,
alterando el paso de nutrientes y la eliminación de los desechos por medio de
la membrana citoplasmática a la célula provocando la salida del contenido
celular al medio circundante e interfiriendo en el crecimiento de la célula
como lo hace un agente antimicrobiano (Tortora, 2006).
Para Shigella sp se observo una menor inhibición 6 y 25% del obtenido con
el testigo con penicilina en comparación a las otras cepas utilizadas siendo
más resistente a la composición de los pétalos, esto se debe probablemente a
la capacidad que tiene el microorganismo de resistencia a sustancias
antimicrobianas y su mecanismo para metabolizarlas ya que según Conté
(1995), en Shigella sp se ha observado mutaciones en lo genes cromosómicos
que le permiten tener resistencia a ese tipo de antibiótico. Según estudios
realizados por Boonkaew et al.,2003 la actividad biológica de extractos
vegetales los cuales poseen alta actividad antimicrobiana en especial contra
57
bacterias Gram. positivas, utilizando hojas y raíz para la obtención de los
principios activos, aplicando diferentes técnicas según el material vegetal
utilizado; por esta razón para el desarrollo de este trabajo, al utilizar los
pétalos de rosas como material vegetal, se encontró dicha actividad inhibitoria
con el fin de reducir considerablemente la flora patógena.
Figura 1 Valores promedios del diámetro del halo de inhibición (mm) en algunas
enterobacterias (E.coli = Escherichia coli; Salm= Salmonella enteritidis; Shig= Shigella sp y
Pen= Penicilina) vs diferentes tratamientos de extractos de pétalos y control con penicilina.
6.3. Evaluación del efecto sobre el crecimiento de raiz y tallo de extracto
de pétalos de rosa obtenido por el tratamiento agitador rotatorio y
macerado
6.3.1 Macerado longitud raíz y tallo
Al observar los datos arrojados en el análisis estadístico (ver anexos 2 y 3)
para el tratamiento de extractos de pétalos de rosa por el método de
maceración, no hubo diferencias significativas con un valor p >0.05 según la
prueba del rango múltiple de Duncan. Aunque se observo una tendencia del
26.43% en el tratamiento cinco con respecto al testigo para raíz y un 56.12%
en el tratamiento uno con respecto al testigo para tallo.
58
Para el tratamiento de extractos de pétalos de rosa por el método de agitador
rotatorio, se encontró diferencias significativas entre las concentraciones del
extracto aplicadas a los tratamientos en las pruebas de germinación con un
p<0.05. Se observo una mayor efectividad para la raíz aplicando el
tratamiento correspondiente a la dosis seis 90 uL con un 46% de efectividad
con respecto al testigo. (Ver figura 2 y 3).
En cuanto al tallo el tratamiento que presento mejores resultados fue el
correspondiente a la dosis uno (2.5 ul) con una leve tendencia del 34%
respecto al testigo (ver anexo 4 y 5). De acuerdo a lo anterior, la mejor
técnica utilizada fue la de Agitador Rotatorio, debido a que con esta
metodología se presentó un mejor crecimiento de la raíz y el tallo para
pruebas de germinación, para las semillas de albahaca. Según el caso
reportado por Zamorano (2005) se encontró que por medio de esta técnica se
concentraba mejor los principios activos, estimulando el crecimiento de la
raíz y tallo de Brassica sp y Lolium multiforum.
6
Longitudderaíz(cm
)
5
4
Macerado
3
Agitador
2
1
0
0 µL
2.5 µL
5.0 µL
10 µL
30 µL
60 µL
90 µL
Tratamientos
Figura 2 Resultados de longitud promedio de la raíz (cm) vs diferentes concentraciones de
extracto de pétalos obtenido por la técnica de maceración y agitador rotatorio aplicadas para
semillas de albahaca (Ocimum basilicum L) para pruebas de germinación in vitro.
59
4
3,5
lo
n
g
itu
dtallo(cm
)
3
2,5
Agitador
2
Macerado
1,5
1
0,5
0
0uL
10uL
2,5uL
5uL
30uL
60uL
90uL
tra ta mie ntos
Figura 3 Resultados de la longitud promedio del tallo (cm) vs diferentes concentraciones de
extracto de pétalos obtenido por la técnica de maceración y agitador rotatorio aplicadas para
semillas de albahaca (Ocimum basilicum L) para pruebas de germinación in vitro.
6.4. Observación de población microbiana en medios específicos en
muestras de suelo inicial durante el proceso de elaboración de Bokashi
tradicional y pétalos
Al analizar las muestras del suelo inicial en el estudio, (ver anexo 10) antes de
aplicar los diferentes tratamientos se observo una baja población
(193x106ufc/g) y baja poblaciones microbianas en comparación con los datos
obtenidos al aplicar los diferentes tratamientos a las camas, las cuales indican
que el suelo era deficiente en riqueza microbiana debido a la baja fertilización
y la poca interacción microbiana que presentaba este suelo, según Viterii
(2002). La falta de incorporación de materia orgánica y el uso excesivo de
agroquímicos, han conducido a la degradación de las propiedades física,
química y biológica que determina la capacidad productiva de los suelos.
6.4.1. Recuento de enterobacterias en agar SS (Salmonella –Shigella)
El medio de cultivo SS es empleado para la detección de enterobacterias que
por sus características es medianamente selectivo. Los coliformes son
fácilmente determinables y su presencia es habitual en los residuos empleados
60
en la elaboración de abono tipo bokashi (Kelley y Walker, 1999). También se
utilizan como indicadores de contaminación fecal en los ambientes
relacionados con el suelo y el agua (Hassen et al., 2001; Tallon et al.,2005).
Salmonella es considerado como el principal problema específico y de la
calidad higiénica de compost (Brinton y Droffner, 1994; Yanko, 1995; Hay,
1996), razón por la cual se evaluó la presencia de la población de
enterobacterias,
en
microscópicamente
los
dos
bacterias
abonos
Gram.
tipo
Bokashi
negativas
para
y
el
se
día
observo
cinco
evidenciándose una alta población para el tratamiento de bokashi tradicional
(anexo 11) notándose una disminución a medida que maduraba el material
orgánico, no hubo presencia de cepas de Salmonella en el día 15 las cuales se
evidencian en el agar S.S (Salmonella, Shigella) que presentan colonias con
color transparente con centro negro. Las colonias que se presentaron se
observaron macroscópicamente de color rosadas y fucsias, forma redonda,
borde definido y cremosas, lo que corresponde con la descripción del Manual
de Merck (2005) en donde se define a E.coli .como colonias rosadas hasta de
color cremoso, y a Enterobacter aerogenes como colonias blanquecinas,
opacas, mucosas.
No se observo viraje del medio S.S, y las colonias rosadas hasta roja son
lactosa positiva indicando presencia de E.coli. Entre los tratamientos de
bokashi a base de pétalos de rosa y bokashi tradicional no se observaron
diferencias significativas según la prueba del rango múltiple de Duncan con
un valor p>0.05) tal vez a condiciones como pH básico, temperatura
manteniéndose constantes.
Comparando ambos tratamientos, ver (figura 4), en cuanto a los datos del día
cinco, diez y quince se evidencia diferencias muy marcadas ya que en el día
cinco el recuento de bacterias fue alto (anexo 11) respecto al día diez y
quince que iba disminuyendo gradualmente, a medida que pasaba los días, la
61
población patógena disminuía considerablemente, lo cual se debe a que para
la elaboración de los abonos tipo bokashi se utilizó como materia prima
residuos de plantas aromáticas (Bokashi tradicional y bokashi modificado a
base de pétalos de rosa), que contienen sustancias antimicrobianas que
inhiben el crecimiento de microorganismos; los residuos utilizados fueron
tomillo perteneciente a la familia Labiatae que contienen sustancias como
carvacrol (2-hidroxi-p.cimeno),P-cimenol (Isopropil-Tolueno) a las cuales se
les ha encontrado propiedades antifúngicas, y albahaca perteneciente a la
familia Lamiaceae que se caracteriza por poseer monoterpenos como
carvacrol y timol (Espitia, 2004).
El proceso de degradación con las condiciones ambientales
tales como
sustrato, temperatura y humedad, también favorecen la disminución de
microorganismos patógenos ya que al mezclarse todos los materiales para
obtener bokashi se estimula microorganismos benéficos permitiendo
establecer relaciones de competencia posiblemente por nutrientes inhibiendo
el crecimiento de estos patógenos. Cuando empieza a liberarse las sustancias
antimicrobianas que poseen los residuos de plantas aromáticas y los pétalos,
las bacterias patógenas posiblemente pueden ser inhibidas por estas y las
condiciones ambientales no son las mas apropiadas para multiplicarse, según
Tortora (2006) se necesita un ambiente propicio para Salmonella y al ser una
bacteria proteolítica tendría que desarrollarse en agar leche pero no hubo
recuento de microorganismos proteolíticos.
Uno de los factores que influyo considerablemente, es el tiempo de
degradación debido a que a medida que pasaba el tiempo la concentración de
microorganismos disminuía considerablemente (ver anexo 11).
Según Tonner K (2006), los agentes patógenos son eliminados después de 2
semanas a una temperatura relativa de 55 C pero otros factores tales como la
62
desecación y pH también pueden desempeñar un papel significativo en la
reducción de patógenos.
90
80
70
U
F
C
/g1
0
-4
60
50
5
10
40
15
30
20
10
0
Petalos
Tradicional
-10
Tra ta mie ntos
Figura 4 Promedio recuentos UFC x 10-4 g-1 de enterobacterias en agar SS en tres tiempos
de elaboración de bokashi pétalos y tradicional.
6.4.2. Recuento de microorganismos en agar SMRS1 para hongos en el
proceso de elaboración de los abonos tipo Bokashi
En este medio se observó una mayor población de hongos solubilizadores de
fósforo, en el día 10 para ambos tratamientos aplicados (ver figura 5),
mientras que el día cinco y quince los valores fueron mas bajos en bokashi
pétalos (ver anexo 15) debido a que posiblemente en el día cinco se esta
iniciando el proceso de degradación lo cual permite una menor competencia
por nutrientes con otros microorganismos habitantes.
En el día quince se observo una menor población de hongos en medio smrs1
esto se presentó posiblemente por la degradación total de los sustratos
empleados
en
el
bokashi
generando
una
competencia
entre
los
microorganismos por nutrientes. Mayea et al., 1991 encontró que los abonos
orgánicos tienen un efecto marcado sobre la microflora del suelo y por lo
general es de esperar que los abonos orgánicos aumenten la microflora
63
heterótrofa de los suelos. Sin embargo la heterogeneidad de estos
microorganismos puede estar influida por la cantidad de los productos
16
14
12
(ufc/g)
Promedio recuento agar SMRS1 hongos
aplicados, las condiciones físicas del suelo.
10
8
6
4
2
0
5
10
Petalos
15
Tradicional
Día de e laboración de los abonos tipo Bok as hi
Figura 5 Promedio recuentos UFC x 10-4 g-1 de hongos fosfato solubilizadores en agar
SMRS1 en tres tiempos de elaboración de bokashi pétalos y tradicional.
6.4.3. Recuento de microorganismos en agar SMRS1 para bacterias en el
proceso de elaboración de los abonos tipo Bokashi.
En el medio agar SMRS1 para el recuento de bacterias solubilizadoras de
fosforo, se evidencia un mayor crecimiento en el tratamiento correspondiente
a bokashi pétalos, mientras que se observa una menor población para el
tratamiento de bokashi tradicional (ver figura 6), aunque no hubo diferencias
estadísticamente significativas con un valor de p <0.001, las poblaciones
presentaron una disminución, esto tal vez se debe a condiciones de
temperatura y pH que se iban presentando en el proceso de degradación de la
materia y elaboración del abono y las sustancia que tienen dichos pétalos
como son esteres grasos (terpenil), que representan del 14 al 64% y alcoholes
como (etanol-b-fenilo y alcohol bencil) posiblemente inhiben el crecimiento
de las bacterias. Espitia (2004) encontró que las plantas aromáticas al tener
64
sustancias antimicrobianas, posiblemente no permitieron el crecimiento de
estas bacterias
Figura 6 Promedio recuentos UFC x 10-4 g-1 de bacterias fosfato solubilizadoras en agar
SMRS1 en tres tiempos de elaboración de bokashi pétalos y tradicional.
6.4.4 Recuento de microorganismos amiloliticos en agar almidón en el
proceso de elaboración de los abonos tipo Bokashi
Se encontró gran población de microorganismos amilolíticos ver (figura 7),
presentándose halos de diámetro mayor de 5 mm, posiblemente se presento
por la materia prima empleada que fue material vegetal (pétalos de rosa)
presenta altas concentraciones de almidón siendo la reserva natural de las
plantas la cual es una sustancia considerada como un hidrato de carbono
Stryer, (2003).
Estudios realizados por Bailey han demostrado que el almidón se encuentra
en la naturaleza localizado en las células vegetales en gránulos pequeños lo
cual le permite ser insoluble en agua a una temperatura ambiente. Los
gránulos de almidón son muy resistentes a la penetración del agua y al ser
hidrolizado forman uniones de hidrogeno dentro la misma molécula y con
otras moléculas vecinas. Sin embargo, estas uniones se debilitan cuando
65
aumenta la temperatura lo cual proporciona un ambiente propicio para que los
microorganismos amilolíticos se desarrollen.
El almidón después de la celulosa es un polímero común en el reino vegetal.
Las amilasas son enzimas extracelulares que hidrolizan el almidón en uniones
α-1,4 al azar a lo largo de las moléculas de amilosa y amilopectina (Crueger
5,5
5
almidón (ufc/g)
Promedio recuento de Bacterias en agar
1993).
4,5
4
3,5
3
2,5
2
5
10
Petalos
15
Tradicional
Día de elaboración de los abonos tipo Bokashi
Figura 7 Promedio recuento UFC x 10-4 g-1 material de bacterias amilolìticas en agar almidón
en
tres
tiempos
de
elaboración
de
66
bokashi
pétalos
y
tradicional
6.5. ANALISIS DE RESULTADOS
DE LAS CAMAS CON COBERTURAS
PLASTICAS Y TRATAMIENTOS DE ABONO TIPO BOKASHI
6.5.1. Recuento de poblaciones de microorganismos en Agar nutritivo
De acuerdo a los tratamientos (ver figura 8), el mas efectivo fue el
de la cama
correspondiente a bokashi pétalos y plástico negro, estudios realizados por Gelsomino
et al.,(2006) muestran que la cobertura del suelo, estimula el crecimiento de la población
microbiana favoreciendo el crecimiento de Bacillus spp., Pseudomonas fluorescentes y
hongos, los cuales pueden suprimir patógenos por parte de microorganismos que son
más competitivos y a menudo antagonistas de los patógenos y plagas de las plantas.
Según Tamietti.G (2006) la mayor parte de los microorganismos tolerantes a las
coberturas, son conocidos como agentes de control biológico o estimulantes del
crecimiento de las plantas.
Estudios realizados por (Chellemi, 2006) han demostrado que al comparar la cobertura
plástica del polietileno claro, con polietileno negro, este último absorbe la radiación
solar, reduce el calentamiento del suelo en varios grados, es más estable y durable en
condiciones de campo.
Figura 8 Promedio recuentos UFC x 10-4 g-1 de poblaciones microbianas en agar nutritivo bajo coberturas
plásticas.
67
6.5.2. Recuento de bacterias y hongos fosfato solubilizadoras en agar SMRS1 de
bajo coberturas plásticas y abonos tipo bokashi.
Se encontraron mejores resultados en el tratamiento con plástico transparente y bokashi
tradicional fue mas efectivo para las poblaciones de hongos en agar SMRS1, en
comparación con los demás tratamientos (ver figura 9) se evidencian en un mayor
crecimiento de bacterias fosfato solubilizadoras, en las camas cubiertas con plástico
transparente, observándose en la grafica 12. Según Grassano et al., (2002)
probablemente el plástico trasparente permite un mejor desarrollo para el cultivo y una
mejor relación entre las raíces de las plantas y las poblaciones de microorganismos,
estos tienen un rol importante en la movilización del fosforo para las plantas.
La participación de los microorganismos fosfato solubilizadores dependen del tipo de
suelo, pero generalmente las bacterias constituyen del 0.1 al 0.5 % de la población total.
Muchas de las bacterias fosfato solubilizadoras son conocidas por su gran actividad
metabólica para solubilizar, sin embargo, se ha reportado que los hongos poseen una
mayor actividad solubilizadora que las bacterias (Gyanneshwar, 2002).
Según estudios de Beltrán y Torrado (2002), esta clase de bacterias se puede desarrollar
gracias a los macronutrientes presentes en el suelo como el fosforo. Los
microorganismos de la rizosfera poseen la capacidad de liberar iones fosfato de sus
diversas combinaciones y participar en distintas fases del ciclo del fosforo en el suelo.
Con un adecuado suministro de fosfato, los microorganismos son benéficos
especialmente para las plantas jóvenes que en presencia de bacterias fosfato
solubilizadoras.
68
SMRS1 (ufc/g)
Promedio recuento hongos
8
6
4
2
0
1
2
3
4
-2
Cam a
Plástico Negro
Plástico Transparente
Sin Plástico
Figura 9 Promedio recuentos UFC x 10-4 g-1 de hongos fosfato solubilizadores en agar SMRS1 bajo
coberturas plásticas (plástico negro, transparente y sin plástico) combinado con bokashi tradicional cama 1
y 3 y pétalos de rosa cama 2 y 4.
6
SMRS1 (ufc/g)
Promedio recuento bacterias
7
5
4
3
2
1
0
-1
1
2
3
4
Cam a
Plástico Negro
Plástico Transparente
Sin Plástico
Figura 10 Promedio recuentos UFC x 10-4 g-1 de bacterias fosfato solubilizadoras en agar SMRS1 bajo
coberturas plásticas (plástico negro, transparente y sin plástico) combinado con bokashi tradicional cama
1,3 y pétalos de rosa cama 2,4.
69
6.5.3 Recuento de población microbiana en agar Almidón de acuerdo a las camas
Teniendo en cuenta los resultados presentados en la figura 11 y (ver anexo 19), se
observo una diferencia estadísticamente significativa p<0.05, evidenciándose una leve
tendencia de mayor población de microorganismos amilolíticos para el tratamiento de
bokashi pétalos con cobertura de plástico negro, se observa una mayor actividad de estos
microorganismos presentándose halos de degradación superiores a 5mm de diámetro;
según estudios realizados por Pachón y Posada (2003), los microorganismos encuentran
gran disponibilidad de almidón para ser degradado siendo la mayor reserva encontrada
en material vegetal a nivel celular.
Recuento agar Almidon
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
Cam a
Plástico Negro
Plástico Transparente
Sin Plástico
Figura 11 Promedio recuentos UFC x 10-4 g-1 de bacterias amiloliticas en agar almidón bajo coberturas
plásticas (plástico negro, transparente y sin plástico) combinado con bokashi tradicional cama 1,3 y
pétalos de rosa cama 2,4.
70
6.5.4 Recuento de poblaciones de enterobacterias en agar .S.S en las camas con
plásticos y tratamientos
Para los plásticos se presentaron diferencias significativas (ver anexo 29). Se observo
diferencias en la cobertura que no tenia plástico en comparación a los que si estaban
cubiertos (ver figura 12). Tanto la variable de bokashi y plástico, influyen
considerablemente en la disminución de la concentración de microorganismos patógenos
evidenciando un mejor resultado con cobertura de plástico negro debido a que se
presenta una mayor absorción de los rayos solares estimulando la producción de
sustancias que inhiben flora patógena. Se hizo anteriormente en el proceso de
elaboración que al abono al final de su elaboración no presentó alta concentración de
microorganismos patógenos, y los patógenos que se encontraban al estar a 24°C se
inhibió su crecimiento ya que crecen solo a 37°C. En estudios realizados por. Stapleton
(2000), se observo que durante el proceso de empleo de las coberturas plásticas, se
produce un calentamiento de la materia orgánica liberándose compuestos volátiles al
suelo. Diferentes tipos de materia orgánica tales como el abono animal y los residuos de
los cultivos especialmente los residuos vegetales, podrían combinarse con la cobertura
del suelo para incrementar la temperatura
por medio del calor generado por la
descomposición de esos materiales e incrementar la capacidad del suelo para mantener
el calor aumentando la actividad biocida para enterobacterias
por medio de la
producción de compuestos volátiles, razón por la cual en los resultados obtenidos, la
población patógeno disminuyó considerablemente (ver anexo 28).
Según Misle (2001) la radiación solar puede fácilmente penetrar la cobertura de plástico
pero la radiación emitida por el suelo (normalmente a una longitud de onda más larga)
no puede pasar a través de esa cobertura. Consecuentemente, la mayor parte de esa
radiación será retenida debajo de la cobertura plástica. Durante este proceso la
temperatura del suelo podría elevarse a niveles letales para muchos de los organismos
del suelo, incluyendo enterobacterias lo cual fue observado para este estudio.
71
Figura 12 Promedio recuentos UFC x 10-4 g-1 de enterobacterias en agar SS bajo coberturas plásticas
(plástico negro, transparente y sin plástico) combinado con bokashi tradicional cama 1,3 y pétalos de rosa
cama 2,4.
6.6
PESO
SECO
DE
LAS
ALBAHACAS
CULTIVADAS
BAJO
LOS
TRATAMIENTOS CON ABONOS TIPO BOKASHI Y PLASTICOS
Según los resultados obtenidos para la toma de peso seco de las plantas de albahaca en la
(anexo 34), se observó diferencias entre los tratamientos según la gráfica 15.los
resultados arrojados en cuanto a peso seco, el mejor tratamiento estadísticamente
significativo fue el correspondiente a bokashi con pétalos de rosa y plástico negro; de
acuerdo a estudios en campo realizados por Loughrin y Kaspebauer, (2001) con
cobertura en albahaca se ha demostrado que coberturas coloreadas optimizan el tamaño,
aroma sabor e incrementa la producción de compuestos volátiles. Según estudios
realizados por la USDA las, hojas de albahaca tratadas con coberturas coloreadas son
más grandes, más suculentas, y más pesadas. Las hojas de albahaca desarrollan
concentraciones de compuestos fenólicos y de olor significativamente más altas que
aquellas plantas cultivadas con cobertura blanca. (USDA,2005).
El plástico negro genero una buen efecto en la biomasa de la albahaca ya que esta
tonalidad de plástico permiten absorber los rayos solares y se de un incremento de
temperatura para el crecimiento de la albahaca. Mientras que con el plástico transparente
72
permite el paso de los rayos solares y generando una evaporación del agua del suelo más
marcada y propiciando valores de temperatura más altos, lo cual pude interferir con la
fisiología de la planta y con el cambio de las poblaciones microbianas del suelo. Al
aumentar la temperatura en las coberturas de plástico transparente, se estaría
promoviendo el crecimiento de malezas y por ende afectando el crecimiento de la
albahaca por competencia de nutrientes (Diaz-Perez et al., 2007)
Figura 13 Peso seco promedio tratamiento Bokashi pétalos de rosa plástico negro (BPPN) Bokashi
pétalos de rosa plástico transparente (BPPB) Bokashi pétalos de rosa sin plástico (BPSP), Bokashi
tradicional plástico negro (BTPN), Bokashi tradicional plástico transparente (BTPB) y Bokashi tradicional
sin plástico (BTSP).
6.7. ALTURAS ALBAHACAS MEDIDA DEL TALLO
De acuerdo a los resultados, no existen diferencias significativas entre los tratamientos
observando una tendencia en los tratamientos que corresponde a BPPNC4, (ver grafica
16). El proceso de las coberturas plásticas de suelo abarca un complejo sistema de
cambios físicos, químicos y biológicos asociados con el calentamiento solar que permite
la estimulación de las raíces de las plantas para su crecimiento reflejándose en los
resultados obtenidos (ver anexo 30) El suelo y la cobertura también fue utilizada para
73
limitar la evaporación de agua del suelo, para controlar malezas, para mejorar la
B
TS
P
B
TP
N
B
TP
B
B
PS
P
B
PP
N
30
25
20
15
10
5
0
B
PP
B
Alturas (cm)
estructura del suelo y para combatir la erosión (Misle E. 2001)
Tratamientos
Figura 14 Alturas promedio del tallo (cm) de Albahaca, tratamiento Bokashi pétalos de rosa plástico
negro (BPPN) Bokashi pétalos de rosa plástico transparente (BPPB) Bokashi pétalos de rosa sin plástico
(BPSP), Bokashi tradicional plástico negro (BTPN), Bokashi tradicional plástico transparente (BTPB) y
Bokashi tradicional sin plástico (BTSP).
TABLA 5 Análisis fisicoquímico de los tratamientos aplicados (abono tipo bokashi
pétalos y tradicional)
Bokashi
PÉTALOS
11.6:1
Nitrógeno
MO CO
Nitrógeno
disponible
ppm
%
%
NT% disponible %
30,25 17,55 1,5125
0,022
220
TRADICIONAL
11.6:1
13,7
C/N
7,95
0,685
0,01
100
El carbono y el nitrógeno son constituyentes básicos de la materia orgánica. Para obtener
un compost de buena calidad debe existir una relación equilibrada entre ambos
elementos. Teóricamente la relación de C/N adecuada es de 25-35 pero varía según las
materias primar que se utilicen.
74
Al ser muy elevada la relación C/N disminuye la actividad biológica. Mientras que al ser
muy baja no afecta el proceso de compostaje, perdiendo el exceso de nitrógeno en
amoniaco. Es importante realizar una mezcla adecuada de los distintos residuos con las
diferentes relaciones C/N para obtener un abono equilibrado. Los materiales orgánicos
ricos en carbono y pobres en nitrógeno son la paja, el heno seco, las hojas, las ramas, la
turba y el aserrín. Los pobres en carbono y ricos en nitrógeno son los vegetales jóvenes,
las deyecciones animales y los residuos de matadero (Vásquez 2003).
Según Pare et al.,(1998), el carbono orgánico puede servir como fuente de energía y de
carbón celular, por lo tanto los requerimientos de carbón(C) son mayores que los de
nitrógeno(N).La proporción de estos dos elementos, necesaria oscila entre 25:1 y 30:1
(C/N). Si hay demasiado nitrógeno en relación con el carbono, este se perderá en forma
de amoniaco. Las relaciones muy estrechas (<20:1) inducen a perdidas de nitrógeno en
forma de amoniaco, además, valores altos de pH (>8.5) pueden favorecer perdida de
nitrógeno, y relaciones muy amplias convierten al nitrógeno en un nutriente limitante.
Por otro lado un nivel elevado de C:N no permite que se forme una población
microbiana extensa sin nutrientes adicionales. El resultado es un nivel de
descomposición más lento.
75
7. CONCLUSIONES
• Los pétalos son una alternativa para la preparación de abonos orgánicos en
producción de albahaca.
• Se elaboró un abono fermentado tipo Bokashi a base de pétalos de rosa para su
uso como sustrato en producción de albahaca observando resultados favorables
en cuanto al crecimiento del cultivo en condiciones como coberturas plásticas en
combinación con abonos tipo bokashi, evidenciado para altura y peso seco de las
plantas dado por los microorganismos benéficos posibles y el efecto de los
tratamientos.
• Se evaluó la efectividad de dos coberturas plásticas en combinación con los
abonos tipo
bokashi para el mejoramiento de la producción de albahaca
encontrándose que la cobertura plástica negra fue mas efectiva durante el proceso
de estudio probablemente por el aumento de la población microbiana y la mayor
diversidad biológica que ayuda a la degradación de materia orgánica y liberación
sustancias que estimulan su crecimiento.
• Se evaluó la capacidad promotora de desarrollo de extractos de pétalos de rosa
aplicando las diferentes metodologías para la elaboración del extracto en la
germinación de semillas de albahaca evidenciándose baja efectividad frente al
control utilizado.
• Se estableció la capacidad antimicrobiana de los extractos obtenidos de los
pétalos de rosa observándose que la concentración efectiva fue la
correspondiente a 500 g/l del extracto de rosa para Salmonella sp y E coli.
• No fue efectiva ninguna de las concentraciones evaluadas para Shigella sp
presentando resistencia.
76
• El bokashi es una alternativa en los sistemas de fertilización en los diferentes
cultivos, debido a su facilidad de manejo en un tiempo corto de elaboración lo
que le permite al agricultor realizar un mejor y práctico aprovechamiento de los
residuos generados de otros cultivos, solucionando también el problema de
contaminación ambiental.
• Al realizar bokashi utilizando
como materia prima residuos de plantas
aromáticas, se observa una disminución significativa en las poblaciones
bacterianas patógenas como Salmonella sp y E coli. y Shigella sp, por las
sustancias antimicrobianas que estas poseen.
77
8. RECOMENDACIONES
•
Hacer un monitoreo de plagas y enfermedades comparando los dos tipos de
bokashi
•
Evaluar concentraciones más altas de extracto pétalos de rosa para Shigellag sp
•
Emplear técnicas para la determinación e identificación de enterobacterias como
NMP, Crystal o API
78
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122 p
86
ANEXOS
Anexo 1 Resultados de los halos de inhibición del extracto de pétalos de rosa a
diferentes concentraciones y los microorganismos evaluados bajo la técnica Kirby
Bauer
Microorganismo
evaluado
[] del extracto
de pétalos de
rosa
(Triplicado) g/L
Tratamiento tamaño
mm de zona de
inhibición
Control
positivo
(penicilina)
Control
negativo
(Agua
destilada)
150
10 mm
9mm
10mm
12 mm
0 mm
200
10 mm
8 mm
9 mm
14 mm
0 mm
500
14mm
15 mm 14 mm
13 mm
0 mm
150
10 mm
9 mm 10 mm
11 mm
0 mm
1 mm
3 mm
16 mm
0 mm
500
15 mm 16 mm 15 mm
14 mm
0 mm
150
10mm
8 mm
9 mm
40 mm
0 mm
200
0 mm
2 mm
1 mm
25 mm
0 mm
500
10 mm
9 mm
8 mm
30 mm
0 mm
E.coli
Salmonella
enteritidis
200
0 mm
Shigella sp
87
Anexo 2 Análisis estadístico técnica macerado longitud raíz (cm) (T0=testigo;T1=2.5
µL;T2=5µL;T3=10µL;T4=30µL;T5=60µL;T6=90µL)
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
5 (60µL)
3.9717
A
6 (90µL)
3.9074
A
4 (30µL)
3.7647
A
1 (2.5 µL)
3.7455
A
3 (10µL)
3.6268
BA
2 (5µL)
3.4345
BA
0 (testigo)
3.1404
B
Anexo 3 Análisis estadístico, Técnica macerado longitud tallo (cm) (T0=testigo; T1=2.5
µL;T2=5µL;T3=10µL;T4=30µL;T5=60µL;T6=90µL)
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
1 (2.5 µL)
1.53333
A
4 (30µL)
1.51034
A
6 (90µL)
1.30000
B
3 (10µL)
1.24915
CB
5 (60µL)
1.09677
CD
2 (5µL)
1.05357
D
0 (testigo)
0.98649
D
88
Anexo 4 Resultados técnica agitador rotatorio longitud raíz (cm (T0=testigo;T1=2.5
µL;T2=5µL;T3=10µL;T4=30µL;T5=60µL;T6=90µL)
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
6
4.4315
A
3
4.3438
A
5
4.1809
BA
1
3.7308
BC
2
3.6818
C
4
3.4583
DC
0
3.0370
D
Anexo 5 Tratamientos aplicados según la técnica por Agitador rotatorio longitud tallo
(cm) (T0=testigo;T1=2.5 µL;T2=5µL;T3=10µL;T4=30µL;T5=60µL;T6=90µL)
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
1
2.6818
A
4
2.6000
A
6
2.2826
BA
3
2.2674
BC
5
2.0750
C
2
2.0366
C
0
2.0000
C
89
Anexo 6
RESULTADOS OBTENIDOS POR TECNICA DE MACERACIÓN
CÓD DEL
PROMEDIO LONGITUD
DESVIACION
TRATAMIENTO TRATAMIENTO
RAIZ (cm)
ESTANDAR
Testigo
0
3,14
1,56
2,5 µL extracto
1
3,74
1,15
5 µL extracto
2
3,76
0,9
10 µL extracto
3
3,34
1,2
30 µL extracto
4
3,76
1,16
60 µL extracto
5
3,9
1,01
90 µL extracto
6
3,95
1,3
Anexo 7
RESULTADOS OBTENIDOS POR TECNICA DE MACERACIÓN
CÓD DEL
PROMEDIO LONGITUD
DESVIACION
TRATAMIENTO TRATAMIENTO
TALLO (cm)
ESTANDAR
Testigo
0
1,24
0,34
2,5 µL extracto
1
0,98
0,08
5 µL extracto
2
1,51
0,45
10 µL extracto
3
1,51
0,48
30 µL extracto
4
1,096
0,29
60 µL extracto
5
1,23
0,42
90 µL extracto
6
1,05
0,22
Anexo 8
RESULTADOS OBTENIDOS POR AGITADOR ROTATORIO (cm)
CÓD DEL
PROMEDIO LONGITUD
DESVIACION
RAIZ (cm)
ESTANDAR
TRATAMIENTO TRATAMIENTO
Testigo
0
3,03
1,23
2,5 µL extracto
1
3,73
0,99
5 µL extracto
2
3,68
1,44
10 µL extracto
3
4,34
1,35
30 µL extracto
4
3,45
1,16
60 µL extracto
5
4,18
1,08
90 µL extracto
6
4,43
1,05
90
Anexo 9
RESULTADOS OBTENIDOS POR AGITADOR ROTATORIO (cm)
CÓD DEL
PROMEDIO LONGITUD
DESVIACION
TRATAMIENTO TRATAMIENTO
RAIZ (cm)
ESTANDAR
Testigo
0
1.24
0,34
2,5 µL extracto
1
1.23
0,42
5 µL extracto
2
1.09
0,29
10 µL extracto
3
1.51
0,45
30 µL extracto
4
1.05
0,22
60 µL extracto
5
1.51
0,48
90 µL extracto
6
0.98
0,08
Anexo 10
RECUENTO DE POBLACION MICROBIANA EN SUELO INICIAL
AGAR
PROMEDIO
DESVIACION ESTANDAR
AGAR NUTRITIVO
193x106ufc/g
37,85
AGAR SS
115x106ufc/g
37,74
6
AGAR PDA
130x10 ufc/g
60,04
AGAR SMRS1
AGAR ALMIDÓN
5
0,57
0
2x10 ufc/g
0 ufc/g
Anexo 11
RECUENTO DE ENTEROBACTERIAS DURANTE LA
ELABORACION DE LOS ABONOS EN AGAR SS
Agar SS
5
Bokashi pétalos
Desviación
Promedio
estándar
5
80x10 ufc/g
37,75
10
80x104ufc/g
2,21
30x10 ufc/g
3,51
15
0 ufc/g
0,19
0 ufc/g
0,57
Dia
Bokashi tradicional
Desviación
Promedio
estandar
81x105ufc/g
4
91
44,11
Anexo 12 Análisis estadístico para el recuento de microorganismos en Agar SS en el
proceso de elaboración de los abonos tipo Bokashi tratamiento 1 Bokashi tradicional y
tratamiento 2 Bokashi pétalos de rosa.
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
2
20,167
A
1
15
A
Anexo 13 Recuento de enterobacterias en agar SS durante el tiempo de degradación de
abonos tipo Bokashi
Duncan
Media
Día
A
50,25
5
A
2,917
10
A
0,333
15
Anexo 14
RECUENTO DE HONGOS EN AGAR SMRS1 DURANTE LA
ELABORACION DE LOS ABONOS TIPO BOKASHI
Agar
Bokashi Pétalos
Bokashi Tradicional
SMRS 1
Desviación
Desviación
Promedio
Promedio
estándar
estándar
4
4
30x10 ufc/g
0,57
40x10 ufc/g
2
dia 5
dia 10
dia 15
60x104ufc/g
30x104 ufc/g
2
1
15x105ufc/g
60x104 ufc/g
92
5
2,5
Anexo 15 Análisis estadístico para el recuento de hongos en agar SMRS1 para hongos
en el proceso de elaboración de los abonos tipo Bokashi
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
2
6,222
A
1
2,833
B
Duncan
Media
Día
A
7,25
10
B
3,917
5
B
2,417
15
Anexo 16
RECUENTO DE BACTERIAS EN AGAR SMRS1 DURANTE LA
ELABORACION DE LOS ABONOS TIPO BOKASHI
Agar smrs 1
dia 5
dia 10
dia 15
Bokashi Pétalos
Desviación
estándar
Promedio
6
31x10 ufc/g
0,57
18x105ufc/g
160x106 ufc/g
2
1
Bokashi Tradicional
Desviación
estándar
Promedio
5
32x10 ufc/g
0.57
12x105ufc/g
25x105 ufc/g
4.5
5
Anexo 17 Análisis estadístico para el recuento de microorganismos en agar SMRS1 para
bacteria en el proceso de elaboración de los abonos tipo Bokashi
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
1
107,06
A
2
23,33
B
93
Duncan
Media
Día
A
114,92
5
BA
67,58
15
B
13,08
10
Anexo 18
RECUENTO DE BACTERIAS EN AGAR ALMIDON DURANTE LA
ELABORACION DE LOS ABONOS TIPO BOKASHI
Agar
Bokashi Pétalos
Bokashi Tradicional
almidón
dia 5
Promedio
30x104ufc/g
dia 10
dia 15
40x104ufc/g
50x104 ufc/g
Desviación
estándar
0,57
2
1
Promedio
40x104ufc/g
Desviación
estándar
0,57
30x104ufc/g
20x104ufc/g
4,5
5
Anexo 19 Análisis estadístico para el recuento de microorganismos en agar almidón
para bacteria en el proceso de elaboración de los abonos tipo Bokashi
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
Bokashi pétalos
3,7222
A
Bokashi tradicional
3,2778
A
Duncan
Media
Dia
A
3,5833
5
A
3,5833
10
A
3,3333
15
94
Anexo 20
RECUENTO DE POBLACIÓN MICROBIANA EN AGAR NUTRITIVO BAJO
COBERTURAS PLÁSTICAS
Promedio
Desviación estandar
Agar nutritivo
Plástico negro
cama 1
50x106
33
6
cama 2
40x10
94,5
6
cama 3
40x10
42,5
6
cama 4
34x10
6
Plástico transparente
cama 1
60x106
6
6
cama 2
64x10
7
6
cama 3
50x10
7
6
cama 4
31x10
53
Sin plástico
cama 1
14x106
103,7
6
cama 2
18x10
45,5
6
cama 3
27x10
11
6
cama 4
34x10
12
Anexo 21 Análisis estadístico recuento de población microbiana en agar nutritivo de
acuerdo a las camas
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
Cama 1:Bokashi tradicional
372,81
A
Cama 2:Bokashi pétalos
304,12
BA
Cama 3:Bokashi tradicional
291,47
BA
Cama 4:Bokashi pétalos
271,79
B
95
Anexo 22
RECUENTO DE HONGOS EN AGAR SMRS1 BAJO COBERTURAS PLÁSTICAS
Promedio
Desviación estándar
Agar Smrs1 hongos
Plástico negro
4
cama 1
30x10
1
4
cama 2
40x10
3,51
4
cama 3
20x10
0,57
4
cama 4
50x10
3
Plástico transparente
cama 1
90x104
3
4
cama 2
20x10
0,57
4
cama 3
20x10
1
4
cama 4
10x10
0,57
Sin plástico
4
cama 1
10x10
0,57
4
cama 2
20x10
2
4
cama 3
20x10
1
4
cama 4
10x10
1
Anexo 23 Análisis estadístico Análisis estadístico recuento en agar SMRS1 (hongos) de
acuerdo a la cobertura y Cama
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
Cama 1:Bokashi tradicional
3.0000
A
Cama 2:Bokashi pétalos
1.4118
B
Cama 3:Bokashi tradicional
1.1765
B
Cama 4:Bokashi pétalos
1.2941
B
96
Anexo 24
RECUENTO DE BACTERIAS EN AGAR SMRS1 BAJO COBERTURAS
PLÁSTICAS
Promedio
Desviación estandar
Agar smrs1 bacterias
Plástico negro
cama 1
30x104
1
4
cama 2
40x10
0
4
cama 3
20x10
1.52
4
cama 4
50x10
3
Plástico transparente
cama 1
70x104
2
4
cama 2
20x10
1.52
4
cama 3
20x10
1.52
4
cama 4
10x10
0.57
Sin plástico
cama 1
10x104
0.57
4
cama 2
20x10
1.52
4
cama 3
20x10
1.52
4
cama 4
10x10
0.57
Anexo 25 Recuento de población microbiana en agar SMRS1 de bacterias
Tratamiento
Cama 1:Bokashi tradicional
Cama 2:Bokashi pétalos
Cama 3:Bokashi tradicional
Cama 4:Bokashi pétalos
Valores de medias
2.6875
1.8824
1.1176
2.0000
97
Agrupamiento Duncan
A
A
A
A
Anexo 26
RECUENTO DE BACTERIAS EN AGAR ALMIDÓN BAJO
COBERTURAS PLÁSTICAS
Promedio
Desviación estándar
Agar Almidón
Plástico negro
cama 1
40x104
0
5
cama 2
10x10
6
4
cama 3
40x10
3
4
cama 4
57x10
0,57
Plástico transparente
cama 1
40x104
0
4
cama 2
57x10
1,52
4
cama 3
70x10
2
4
cama 4
70x10
1,15
Sin plástico
cama 1
10x104
0,57
4
cama 2
20x10
1,52
4
cama 3
20x10
1,52
4
cama 4
10x10
1,15
Anexo 27 Recuento de población microbiana en agar Almidón
Tratamiento
Valores de medias
Cama 1:Bokashi tradicional
2,6875
Cama 2:Bokashi pétalos
4,5882
A
Cama 3:Bokashi tradicional
3,1176
A
Cama 4:Bokashi pétalos
4,1176
A
98
Agrupamiento Duncan
Anexo 28
RECUENTO DE BACTERIAS EN AGAR SS BAJO COBERTURAS
PLÁSTICAS
Promedio
Desviación estándar
Agar SS
Plástico negro
cama 1
11x105
19,05
5
cama 2
10x10
0,57
4
cama 3
40x10
6,92
cama 4
0
0
Plástico transparente
cama 1
10x104
0,57
cama 2
0
0
cama 3
0
0
cama 4
0
0
Sin plástico
cama 1
0
0
cama 2
0
0
cama 3
0
0
cama 4
0
0
Anexo 29 Análisis estadístico recuento de población microbiana en agar S.S de acuerdo
a las camas
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
Cama 1:Bokashi tradicional
2,375
A
Cama 2:Bokashi pétalos
0,118
A
Cama 3:Bokashi tradicional
0,882
A
Cama 4:Bokashi pétalos
0,529
A
99
Anexo 30 Análisis estadístico del peso seco de las albahacas bajo cobertura plástica sin
variable cama
Tratamiento
Valores de medias Agrupamiento Duncan
1: Bokashi tradicional plástico negro
20.3000
A
2: Bokashi tradicional plástico transparente
15.5042
B
3: Bokashi tradicional sin plástico;
15.4625
B
4:Bokashi pétalos plástico negro
12.7479
C
5: Bokashi petalos plástico blanco
10.2917
D
6: Bokashi pétalos sin plástico
8.5383
D
Anexo 31 Análisis estadístico del peso seco de las albahacas bajo cobertura plástica
con variable cama
Tratamiento
Valores de medias
Agrupamiento Duncan
Cama 1:Bokashi tradicional
13.9250
A
Cama 2:Bokashi pétalos
13.1639
A
Cama 3:Bokashi tradicional
14.1111
A
Cama 4:Bokashi pétalos
14.0297
A
Anexo 32
PESO SECO (g) DE CULTIVO DE ALBAHACA EN BOKASHI TRADICIONAL
Tratamiento
Peso seco
Desv estándar
15,504
2,53
Bokashi tradicional plástico negro
12,576
2,42
Bokashi tradicional plástico trasparente 10,304
3,15
Bokashi tradicional sin plástico Anexo 33
PESO SECO (g) DE CULTIVO DE ALBHAHACA EN BOKASHI PÉTALOS
Tratamiento
Peso seco
Desv estándar
9,575
3,83
Bokashi pétalos plástico negro
15,642
3,36
Bokashi pétalos plástico transparente
8,538
Bokashi pétalos sin plástico
100
2,26
Anexo 34
Altura de las Albahacas
Tratamiento
Tratamiento1: BPPNC2 :bokashi pétalos plástico negro
cama dos
Tratamiento 2 BPPNC4 :bokashi pétalos plástico negro
cama cuatro
Tratamiento3: BPPTC2 bokashi pétalos plástico
transparente cama dos
Tratamiento 4 BPSPC2 bokashi pétalos sin plástico cama
dos
Tratamiento 5: BPSPC4 bokashi pétalos sin plástico cama
cuatro, Tratamiento 5
Tratamiento 6: BTPNC1 bokashi tradicional plástico negro
cama uno
Tratamiento 7 BTPNC3 bokashi tradicional plástico negro
cama tres
Tratamiento 8: BTPTC1 bokashi tradicional plástico
transparente cama uno),
Tratamiento 9:BTPTC3 bokashi tradicional plástico
transparente cama tres
Tratamiento 10: BTSPC1 (bokashi tradicional sin plástico
cama uno
Valores de
medias
Agrupamiento
Duncan
21.933
CB
26.333
A
22.633
B
19.667
CD
18.444
D
18.444
E
25.444
A
15.933
E
25.000
A
14.688
E
21.647
CB
Tratamiento 11: BTSPC3 (bokashi tradicional sin plástico cama tres)
Anexo 35
ALTURA DE CULTIVO DE ALBAHACA (cm) EN BOKASHI TRADICIONAL BAJO
COBERTURAS PLÁSTICAS
Tratamiento
Altura (cm)
Desv estándar
Bokashi tradicional plástico negro
20,25
4,99
Bokashi tradicional plástico trasparente
20,333
5,88
Bokashi tradicional sin plástico
17,375
6,25
101
Anexo 36
Altura del cultivo de albahaca (cm) en bokashi pétalos bajo coberturas plásticas
Tratamiento
Altura (cm)
Desv estándar
Bokashi pétalos plástico negro
24,0416667
3,38
Bokashi pétalos plástico trasparente
22,75
3,55
Bokashi pétalos sin plástico
19,625
2,20
Anexo 37
MEDIOS DE CULTIVO
MEDIO SMRS1 (LÓPEZ et al.,, 2006)
Glucosa
10 g/l
Ca 3(PO4)2
5 g/l
(NH4)2SO4
0.5 g/l
KCL
0.2 g/l
Mg SO4.7H2O
0.3g/l
MnSO4
0.004 g/l
FeSO4
0.002 g/l
NaCl
20 g/l
Extracto levadura
0.5 g/l
Purpura de Bromocresol 0.1g/l
Agar-agar
15 g/l
AGAR LECHE (MERCK 1994)
Leche descremada suplementada con calcio al 1% (p/v)
Glucosa
1.0 g/l
CaCl
0.5 g/l
(NH4)2SO4
1 g/l
102
Extracto de levadura
1 g/l
Fosfato monobásico de sodio
0.5 g/l
Fosfato dibásico de sodio
0.5 g/l
Agar-agar
15 g/l
pH 7
AGAR ALMIDON (MERCK 1994)
Almidón hidrosoluble 1%(p/v)
Cloruro de calcio
0.1 g/l
Sulfato de amonio
1 g/l
Extracto de levadura
2.5 g/l
Peptona
2.5 g/l
NaH2PO4
0.1 g/l
Agar-agar
15 g/l
pH 7.0
Se disuelve todos los componentes lentamente y por ultimo se adiciona el almidón y se
calienta lentamente con agitación constante, esterilizar por 7 minutos a 7 libras de
presión
AGAR CMC 1% p/v
Carboximetilcelulosa
10 g/l
Extracto de levadura
2.5 g/l
Peptona universal
2.5 g/l
Sulfato de amonio
0.5 g/l
Cloruro de calcio
0.5 g/l
Fosfato monobásico de potasio
0.1 g/l
103
Fosfato dibásico de potasio
0.1 g/l
Agar-agar
15g/l
Ajustar pH 7+/-2
AGAR PIKOVSKAYA
Glucosa
10g/l
Fosfato de calcio
5 g/l
Cloruro de sodio
0.2 g/l
Sulfato de amonio
0.5 g/l
Sulfato de magnesio heptahidratado
0.1 g/l
Extracto de levadura
0.5 g/l
Sulfato de manganeso
0.1 g/l
Agar – agar
20 g/l
REACTIVOS:
Rojo Congo 1% (p/v); composición Rojo congo, 10 g/l
NaCl 0.1 M; composición NaCl, 200g/l
Lugol
104