VERMICOMPOSTEO DE DESECHOS DE VERDURA DE TIANGUIS

VERMICOMPOSTEO DE DESECHOS DE VERDURA DE TIANGUIS Y SU EFECTO
EN LA GERMINACIÓN Marrubium vulgare
Nayeli MATA LORENZANA 1, Ma. de Lourdes SÁNCHEZ GARCÍA 2 Ma. de Lourdes2
MORENO RIVERA y Olivia FRANCO HERNÁNDEZ2
Unidad Profesional interdisciplinaria de Biotecnología-IPN. Av. Acueducto
S/N.colonia Barrio la Laguna Ticomán.C.P. 07340.México. D.F. 1Estudiante,
2
Profesora investigadora. E mail. [email protected], [email protected]
Palabras clave: pruebas fisicoquímicas de vermicomposta, microbiología de la
vermicomposta, residuos orgánicos.
RESUMEN
En la actualidad, la generación de residuos sólidos en la ciudad de México rebasa las
12,000 toneladas diarias, de estas el 43% son orgánicos, los cuales se convierten en
un riesgo potencial si no se manejan adecuadamente. El objetivo del trabajo fue
producir vermcomposta con residuos de verdura como mejorador de suelo, para la
propagación de Marrubium vulgare, planta de uso medicinal. Se trabajo con un suelo
altrerado, los residuos de verdura se emplearon para alimentar lombrices de la
especie Eisenía foetida y producir vermicomposta, se evaluó la fertilidad de esta y del
suelo mediante pruebas fisicoquímicas y microbiológicas. Las semillas de Marrubium
vulgare se sometieron a pruebas de viabilidad y germinación. Las pruebas
fisicoquímicas fueron las siguientes: pH, conductividad, capacidad de retención de
agua, textura, capacidad de intercambio catiónico, nitratos, fósforo, amonio, carbono
total, los resultados del suelo del Barrio de la Laguna Ticomán demostraron que es
un suelo pobre en nutrimentos, salino, con poca capacidad de intercambio catiónico,
pH alcalino, con baja capacidad de retención de agua, pobre en nitrógeno y fósforo.
Por el contrario la vermicomposta presentó alta capacidad de intercambio catiónico,
buena retención de agua, alta concentración de nitrógeno y fósforo, pH alcalino. Las
semillas de Marrubium vulgare registraron un 75% de viabilidad y un 70% de
germinación. El rendimiento de la vermicomposta fue del 49.03% y el de la biomasa
de lombrices del 26.4%. la calidad de la vermicomposta cubre con la NOM-004SEMARNAT-2002, en relación a la ausencia de Salmonella y Coliformes Fecales.
INTRODUCCIÓN
La generación de residuos sólidos municipales en la zona metropolitana de la Ciudad
de México representa un grave problema, por la falta de espacios para su disposición
final, sobre todo por los grandes volúmenes que se generan diariamente, los cuales
ascienden a las 12 mil toneladas diarias. De este volumen más del 40% corresponde
a residuos orgánicos, que por su fácil descomposición pueden convertirse en un
problema de salud pública.
Una de las medidas adoptadas para abatir este problema fue la aprobación de la
Ley de Residuos Sólidos en el 2003, la cual establece entre otras mediadas: separar
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los residuos orgánicos de los inorgánicos y el diseño construcción y operación de
centros de composteo. Sin embargo, la falta de infraestructura adecuada de colecta,
provoca que los residuos orgánicos nuevamente queden mezclados, haciendo
infructuoso el esfuerzo que se hace en algunos hogares de separar la basura.
Dentro de las alternativas que se aplican para reducir la materia orgánica está el
composteo, proceso en el cual intervienen microorganismos que degradan esta
materia y la transforman en un compuesto que puede ser aprovechado en la
propagación de plantas o en cultivo de hortalizas, entre otros. El tiempo mínimo de
degradación de la materia orgánica mediante este proceso es de dos meses y
medio, siempre y cuando se mantenga en buenas condiciones de humedad,
temperatura y pH.
Otra alternativa que tiene gran aceptación es el vermicomposteo, proceso biológico
en el que intervienen lombrices de tierra como la especie Eisenia foetida que reduce
el tiempo de degradación de la materia orgánica, gracias a la flora bacteriana que
poseen en su tracto digestivo. Una de las ventajas de esta técnica es que aporta una
buena cantidad de carga microbiana al suelo que ayuda a dar continuidad a la
descomposición y mineralización de los productos orgánicos, de igual forma se ha
comprobado que aporta reguladores de crecimiento que favorecen el desarrollo de
las plantas.
En este sentido Capistrán et al, (2004) menciona que durante el proceso, se generan
compuestos de importancia como enzimas, antibióticos, vitaminas y sustancias
húmicas que son aprovechadas en la nutrición vegetal.
El presente trabajo se basó en el aprovechamiento de residuos de verdura para la
producción de vermicomposta, la cual se aplicó en la germinación de plantas de
Marrubium vulgare que crece de manera silvestre, la cual tiene gran demanda
comercial en el mercado de plantas medicinales por sus excelentes propiedades
para el tratamiento de: catarros, exceso de bilis, dolor de estómago, hemorroides y
ronchas de la piel (Linares, 1996; Muñoz, 2000).
MATERIAL Y METODOS
Se trabajo con un suelo de origen lacustre con graves problemas de degradación,
ubicado en el Barrio la Laguna Ticomán, delegación Gustavo A. Madero, D.F. en el
cual se establecieron tres campos y tres sitios de muestreo por campo, el análisis
fisicoquímico se realizó por triplicado los parámetros evaluados fueron pH,
conductividad, nitrógeno total, nitratos, amonio, fósforo soluble, capacidad de
intercambio catiónico y fósforo soluble( Primo y Carrasco, 1973 y APHA AWWWA
WPCF,1989). Los residuos de verdura fueron colectados en el tianguis de la zona y
triturados en un molino semi-industrial de 20kg de capacidad, los residuos triturados
fueron colocados en una cama de concreto de 0.5m2 en los cuales se depositaron las
lombrices de la especie Eisenia foetida. Se llevó un registro de la temperatura y el pH
durante el proceso y se mantuvo la humedad a 80%. La vermicomposta obtenida fue
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sometida a los mismos análisis fisicoquímicos que el suelo, se realizó la cuenta total
de bacterias, mohos y levaduras y Coliformes Totales y Fecales y análisis de
Salmonella sp para valorar la calidad del producto. La colecta de las semillas de la
especie Marrubium vulgare fue en temporada seca en el Estado de México e
Hidalgo, la planta se encontró a orilla de los caminos en una zona muy soleada.
Las semillas lavadas y sometidas a pruebas de viabilidad y de germinación.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje
Caracterización fisicoquímicas del suelo
el pH presentó un valor mínimo de 7.9 y el máximo fue de 8.3 que de acuerdo a la
norma NOM-021-RECNAT-2000 se clasifica como medianamente alcalino, estos
suelos se caracterizan por tener poca disponibilidad de fósforo, y deficiencias de Co,
Fe, Mn y Zn nutrimentos importantes en el desarrollo de las plantas (Porta,1999).La
conductividad mínima fue de 3.7 dS/m y la máximo de 19.7 dS/m que se clasifica
según la norma NOM-021-RECNAT-2000 de moderadamente a fuertemente salino..
Por lo cual es un suelo inapropiado para cultivo, es decir, la alta concentración de
sales lo hace infértil (Ortiz,1987).
La capacidad de retención de agua registró un valor mínimo de 55% y un máximo
65.9 % por lo que según Porta (1999) esta capacidad se considera muy baja lo que
nos indica que el suelo analizado tiene alta infiltración y al no haber suficiente
retención de agua limita el desarrollo adecuado de las plantas.
Con respecto a la textura del suelo, la figura I muestra que el contenido de arena en
los diferentes sitios presenta valores de 70-80% , el limo de 8-12% y la arcilla de
10-16%, estos suelos corresponden al tipo franco arenoso(Seoánez,1999). Este
suelo se caracteriza por su alta porosidad, poca capacidad de retención de iones y
poca materia orgánica, infiltración alta, inactividad química, estos suelos no son
apropiados para la agricultura.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
M1-1
M1-2
M1-3
M2-1
M2-2
M2-3
M3-1
M3-2
M3-3
Muestra
% Arena
% Limo
% Arcilla
Figura I Textura de los suelos de la Laguna Ticomán
Los valores de las determinaciones de acidez de cambio van desde 0.07Cmol/kg en
las muestra M1-1 como mínimo hasta 0.27 Cmol/kgss como máximo, siendo este un
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valor muy bajo, por lo que el suelo contiene bajas concentraciones de protones que
pueden ser intercambiables y por tanto poca actividad química, por lo tanto no
permite la captación de nutrientes importante para las plantas..
Los valores de la capacidad de intercambio catiónico en los diferentes sitios
oscilaron de 0.12Cmol/m hasta 0.27Cmol/m por lo que de acuerdo a la norma NOM021-RECNAT-2000 se consideran valores muy bajos. De acuerdo a Ortiz (1987) el
intercambio de cationes es una fuente importante de nutrientes para las plantas, por
consiguiente los bajos valores obtenidos dan una idea de la poca disponibilidad de
los nutrientes para la planta.
Las muestras analizadas no se detectó la presencia de nitratos, compuesto
importante por ser una de las fuentes de abastecimiento de las plantas. La ausencia
de este compuesto es crítica en un suelo, ya que es una importante fuente de
nitrógeno que puede ser aprovechado por las raíces de las plantas para su desarrollo
adecuado (Powers, 2001).
El fósforo en el suelo presentó valores de 0.011mg/kg hasta 0.028 mg/kgss en la
muestra M3-2, por lo que de acuerdo a la norma NOM-021-RECNAT-2000 se tiene
muy bajo contenido de fósforo.
Las concentraciones de carbono orgánico se encuentran entre 0.0013% en las
muestras hasta 0.0028% en la muestra M3-2 por lo que es un valor muy bajo según
la norma NOM-021-RECNAT-2000.. La presencia de la materia orgánica en el suelo
es de suma importancia ya que la descomposición de este aporta nutrientes que
pueden ser aprovechados por las plantas (Powers, 2001)
Las concentraciones de amonio son de 0 hasta 5mg/kgss y esto según la norma
NOM-021-RECNAT-2000 es un valor muy bajo. Este compuesto es de suma
importancia ya que es una fuente de nitrógeno importante que puede ser asimilado
por las plantas, por lo que su presencia en el suelo es indispensable para el
desarrollo de las plantas por ser un macronutriente (Powers, 2001).
El nitrógeno total obtuvo valores desde 0.028 hasta 0.308%, de acuerdo a la norma
NOM-021-RECNAT-2000 es un valor bueno. Sin embargo, para que este pueda ser
aprovechado por las plantas debe estar en forma de nitratos o amonio, formas
disponibles para éstas( Powers, 2001).
Caracterización físico-química de la vermicomposta
Tabla 1 concentración de nutrimentos en la vermicomposta
Determinación
Resultado
Resultado (%)
( Reines,1998)
pH
9.3
6.8-7.5
Conductividad
6.5dS/m
Fósforo
493mg/kg
0.049
0.44
Carbono orgánico
24.09%
41.52 (materia
30-45
orgánica)
Nitratos
14.77 mg/kg
0.00147
Amonio
2589mg/kg
0.258
Nitrógeno total
7700mg/kg
0.77
0.8-2.0
4
Los resultados de las pruebas fisicoquímicas de presentan en la tabla 1, se puede
apreciar que la vermicomposta obtenida presenta deficiencia en el contenido de
fósforo, mientras que en el contenido de nitrógeno se encuentra ligeramente por
debajo de lo reportado por la bibliografía y en cuanto a la cantidad de materia
orgánica se encuentra dentro del intervalo reportado. Para conductividad, nitratos y
amonio no se encontraron datos reportados. Sin embargo de acuerdo a la NOM-021RECNAT-2000 los valores de conductividad demuestran que la vermicomposta es
ligeramente salina.
Caracterización microbiológica de la vermicomposta
Los resultados de la microbiología de la vermicomposta se muestra en la tabla 2, se
encontraron x 10 Unidades Formadoras de Colonias por gramo de suelo, resultados
bajos si se comparan con las 2x1012 UFC/g que reporta Reines(1998). Cabe
mencionar que esta vermicomposta es de estiércol por lo que la flora microbiana y la
diversidad es mucho mayor.
Tabla 2. caracterización microbiológica de la vermicomposta
Microorganismos
Resultados
Carga bacteriana
2 x1010 UFC/ g
Coliformes Totales
3x109 NMP
Coliformes Fecales
Negativa
Salmonella
Negativa
Una aspecto importante en la producción de cualquier composta es la capacidad
eliminar los microorganismos patógenos durante el proceso. En la vermicomposta, la
determinación de Coliformes Fecales y Salmonella, es necesaria para lograr que el
producto que reúna los estándares de calidad establecidos en la NOM-004SEMARNAT-2002. En la tabla 2 se observa que las dos pruebas salieron
negativas, esto se debe probablemente a que aunque no se presenta la fase
termofílica que es la que elimina patógenos, como en el caso del compostaje, en la
vermicomposta, estos son eliminados por los productos derivados del metabolismo
de la lombriz (Capistrán, 2004).
Tabla 3 Balance sustrato- biomasa de lombriz-humus
Tiempo
Sustrato
Biomasa de
mes
acumulado(Kg)
lombriz (Kg)
0
15.25
0.257
1
24.58
0.331
2
36.48
0.333
3
56.97
0.345
Humus (Kg)
28.14
27.73
27.93
La tabla 3 muestra la cantidad sustrato acumulado durante el proceso, el cual
alcanzó los 56.97 Kg, mientras que la producción de vermicomposta fue de 27.93 Kg,
lo cual corresponde a un rendimiento del 49.03%, las pérdidas pueden deberse a
5
generación de lixiviados, en este sentido Robles (2005) señala que los residuos
orgánicos procedentes de los mercados presentan un 90% en contenido de agua.
La biomasa de lombriz alcanzó los 0.345 Kg de peso que corresponde al 26.4%,
rendimiento bajo, si se compara con el obtenido en la vermicomposta de residuos de
frutas que fue del 73% (Valencia, 2006). Estos resultados concuerdan con los
obtenidos por Sánchez et. al. (2004), que estudió el aumento de la población y el
peso de las lombrices en tres diferentes sustratos: zanahoria, verdura, fruta y
combinado, en los que encontraron una relación significativa entre el tipo de
alimento, el peso de las lombrices y el número de lombrices, el peso promedio de las
lombrices en el sustrato de naranja fue de 0.35 g, mientras que en el sustrato de
verdura fue de 0.25 g. La población de lombrices se incrementó en un 53.4% en este
mismo sustrato.
% Semillas viables
Evaluación de las semillas de Marrubium vulgare
Los resultados obtenidos de las pruebas de viabilidad de semillas se muestran en la
figura II, el valor más bajo de germinación fue del 60% y el más alto de 90%, con un
valor promedio del 75%, resultados satisfactorios si se toma en cuenta que se trata
de semillas silvestres.
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Número de caja
Figura II Viabilidad de las semillas de Marrubium vulgare
En la figura III se muestran los resultados obtenidos en las pruebas de germinación
de las semillas de Marrubium vulgare, el porcentaje de germinación mínimo fue de
60% y el máximo de 80%, los resultados son satisfactorios si se considera, que las
semillas fueron colectadas en el campo y que se trata de plantas anuales, ya que
existen diversos factores por los cuales una semilla no germine, entre los que
destacan: la no madurez del embrión, inviabilidad, temperatura y la latencia, entre
otros (Vázquez, 1997).
6
80
60
40
20
19
17
15
13
11
9
7
5
3
0
1
% de semillas germinadas
100
Número de caja
Figura III Germinación de las semillas de Marrubium vulgare.
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CONCLUSIONES
Los resultados del análisis físico-químico del suelo determinaron: pH alcalino,
salinidad del suelo, baja capacidad de retención de agua, más del 70% de arena,
baja acidez de cambio, baja capacidad de intercambio catiónico, baja
concentración de fósforo, carbono orgánico y amonio; por lo que se considera no
recomendable para la cultivo.
El análisis de la vermicomposta presentó: pH alcalino, adecuado contenido de
nitrógeno y materia orgánica, deficiencia en el contenido de fósforo.
La vermicomposta cumple la NOM-004-SEMARNAT-2002 en relación a la no
presencia de coliformes fecales y Salmonella.
La producción de vermicomposta tuvo un rendimiento del 49.03% rendimiento
aceptable si se considera que los residuos de verdura contiene un 90% de agua.
El rendimiento de biomasa de la lombriz fue del 26.4% considerado bajo si se
compara con los obtenidos en sustrato de naranja.
El porcentaje de viabilidad de las semillas de Marrubium vulgare fue del 75%
El porcentaje de germinación de las semillas fue del 70% .
AGRADECIMIENTOS
Al Instituto Politécnico Nacional por el financiamiento de la investigación a través del
Proyecto CGPI 20050480.
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