Evaluación de Manejo de Desechos Orgánicos Domésticos en la

UNIVERSIDAD EARTH
EVALUACIÓN DE MANEJO DE DESECHOS
ORGÁNICOS DOMÉSTICOS EN LA EARTH
Mauricio Baltodano Robles
Felipe Sotomayor Orejuela
Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título
de Ingeniero Agrónomo con el grado de Licenciatura
Guácimo, Costa Rica
Diciembre, 2002
Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de
Ingeniero Agrónomo con el grado de Licenciatura
Profesor Asesor
Shuichi Okumoto, M.Sc.
Profesor Asesor
Carlos Hernández, Ph.D.
Decano
Daniel Sherrard, Ph.D.
Candidato
Mauricio Baltodano Robles
Candidato
Felipe Sotomayor Orejuela
Diciembre, 2002
ii
DEDICATORIA
A Dios y a la Virgen por darnos la vida, iluminarnos, darnos fuerza y
guiarnos en todo momento durante estos años en EARTH.
A nuestros padres y madres por su cariño, ayuda y apoyo incondicional
toda la vida.
A nuestras queridas hermanas, hermanos, abuelas, abuelos, en general a
todas nuestras familias por haber estado con nosotros y habernos apoyado.
A nuestros amigos tanto aquí en la EARTH como en todos los lugares en
los que hemos estado por haber estado con nosotros.
Finalmente, decirles que esto es un producto de todos y dedicado a todos,
sin excepción alguna, porque han llegado a ser inspiración para poder llegar hasta
aquí.
Mauricio Baltodano Robles
Felipe Sotomayor Orejuela
iii
AGRADECIMIENTO
Le agradecemos a Dios y al Virgen, a nuestros padres y madres, que
siempre han sido incomparable ejemplo para nosotros; a nuestras hermanas,
hermanos, abuelos, abuelas y en general a todas nuestras familias, a todos
gracias por su apoyo, ayuda, ánimos y por la oportunidad de poder lograr esta
meta.
A nuestros amigos de EARTH, tanto los que nos dejaron como a los que
dejamos acá y en especial a nuestra promo; ustedes hicieron que estos años nos
sintiéramos acompañados de una gran familia, la verdad sin ustedes no
hubiéramos hecho muchas cosas y estos largos años no hubieran pasado tan
rápido y tan alegres, que lástima que se paso tan rápido, pero esperamos verlos
siempre. También gracias por ayudarnos en todo y por darnos su apoyo en las
buenas y en las malas. A nuestros demás amigos, también muchas gracias por
apoyarnos y por su amistad y ayuda, se lo agradecemos y sigamos como antes.
A nuestros asesores, Shuichi Okumoto y Carlos Hernández, muchas
gracias por su apoyo, esfuerzo y tiempo dedicado para que esto se hiciera
realidad. A las personas que trabajan en el PMID, Manrique Arguedas, Javier
Ribera, Germán Bravo, por todo su apoyo y colaboración en la realización de este
proyecto.
En general a toda la gente, dentro y fuera de EARTH, que nos ha ayudado
en este proyecto y en estos años han sido parte de nuestra carrera universitaria,
muchas gracias, esto es el producto de su ayuda también.
Les agradecemos mucho a todos,
Mauricio Baltodano
Felipe Sotomayor
iv
RESUMEN
Costa Rica, al igual de muchos otros países, tiene graves problemas en lo
que respecta al manejo de desechos. En La región atlántica, sector donde se
ubica
la
Universidad
EARTH,
el
deficiente
sistema
de
recolección
y
almacenamiento de desechos ocasiona graves impactos ambientales. Por ésta
razón este proyecto está enfocado a brindar un aporte, como modelo, a la
problemática antes planteada, de tal forma que los desechos orgánicos producidos
por la Universidad, puedan ser manejados eficientemente. La investigación tuvo
como objetivo el evaluar tres diferentes sistemas de producción de abonos
orgánicos a partir de los desechos orgánicos domésticos. Los tratamientos
consistieron en dos pilas de producción de EM-compost, de las cuales, a una de
éstas se le incorporó aireación por medio de un ventilador y un tubo agujereado en
el interior de la pila, mientras que la otra no recibió ningún tratamiento adicional; y
un tercer tratamiento en donde se elaboró EM-bokashi en estañones. A estos
tratamientos se les trató de determinar los tiempos óptimos de proceso de los
diferentes métodos. Asimismo se les analizó las calidades de los abonos
obtenidos y se determinó cuál sistema es el más ecoeficiente tomando en cuenta
los costos incurridos en el proceso.
Se encontró que el método de elaboración del abono de tipo EM-compost
con aireación fue el más ecoeficiente. Esto se debió principalmente a la velocidad
de reducción del volumen del material, lo cual aporta un beneficio ambiental, la
calidad del producto y la comodidad de operación. Se estableció el mejor sistema
dentro del tiempo que duró el estudio, sin embargo recomendamos determinar el
tiempo óptimo para lograr un abono orgánico maduro en un estudio próximo.
Palabras claves: EM-compost, EM-bokashi, desechos orgánicos domésticos,
ecoeficiencia.
v
Baltodano, M.; Sotomayor, F. 2002. Evaluación de Manejo de Desechos
Orgánicos Domésticos en la EARTH. Trabajo de Graduación EARTH.
Guácimo, Limón, C.R. 68 p.
vi
ABSTRACT
Costa Rica, like many other countries, has serious waste management
problems. In the Atlantic region, where EARTH University is located, the waste
management deficiency has had a significant environmental impact. For this
reason, this project focused on providing alternatives to efficiently manage the
organic waste produced in the university. The main objective of this study was to
evaluate three different organic fertilizer production systems, which make use of
domestic organic waste. The treatments consisted of two piles of EM-compost
production, one of which was aerated using a fan and a tube with holes in the
interior of the pile, while the other one did not receive any additional processing;
and a third treatment involving the production of EM-bokashi in containers. An
attempt was made to determine the processing time necessary for the different
methods. In addition, the quality of the fertilizers obtained was analyzed to
determine the most eco-efficient system, taking into account the costs involved.
It was found that the EM-compost method with air was the most ecoefficient, mainly because of the rate of volume reduction and the resulting
environmental benefit, the quality of the product and the ease of implementation
and operation. While it was possible to identify the best system within the time
frame of this study, it is recommended that a future study be done to determine the
optimum time frame to produce a mature organic fertilizer.
Key words: EM-compost, EM-bokashi, domestic organic wastes, eco-efficiency.
Baltodano, M.; Sotomayor, F. 2002. Evaluación de Manejo de Desechos
Orgánicos Domésticos en la EARTH. Trabajo de Graduación EARTH.
Guácimo, Limón, C.R. 68 p.
vii
TABLA DE CONTENIDO
Página
DEDICATORIA .................................................................................................III
AGRADECIMIENTO ........................................................................................ IV
RESUMEN ........................................................................................................ V
ABSTRACT..................................................................................................... VII
1.
INTRODUCCIÓN...............................................................................................1
2.
OBJETIVOS ......................................................................................................5
2.1. OBJETIVO GENERAL...............................................................................5
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .....................................................................5
3.
REVISIÓN DE LITERATURA............................................................................6
3.1. AGRICULTURA NATURAL DE KYUSEI Y MICROORGANISMOS
EFICACES (EM)........................................................................................6
3.1.1. Componentes del EM ..................................................................7
3.1.1.1. Bacterias fotosintéticas..................................................8
3.1.1.2. Bacterias lácticas...........................................................8
3.1.1.3. Levaduras......................................................................8
3.2. COMPOST ................................................................................................9
3.3. BOKASHI................................................................................................. 12
3.3.1. Uso Alternativo del bokashi ....................................................... 15
3.3.1.1. El Proceso del ensilaje ................................................ 15
3.3.1.1.1. Función de los microorganismos en el
proceso de ensilaje...................................................... 16
3.4. COMPARACIÓN ENTRE COMPOST Y BOKASHI ................................. 17
4.
MATERIALES Y MÉTODOS........................................................................... 19
4.1. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA ...................................... 19
4.2. TRATAMIENTOS Y DISEÑO EXPERIMENTAL...................................... 19
4.2.1. Preparación de tratamientos ..................................................... 21
4.2.1.1. Tratamientos 1 y 2....................................................... 21
4.2.1.2. Tratamiento 3 .............................................................. 23
4.3. VARIABLES EVALUADAS Y TOMA DE MUESTRAS............................. 25
4.3.1. Reducción de volumen de materia orgánica ............................. 25
4.3.2. Análisis químico......................................................................... 26
4.3.2.1. Análisis de macro nutrientes ....................................... 26
4.3.2.2. Determinación del pH en Agua.................................... 26
4.3.2.3. Determinación de conductividad eléctrica ................... 27
viii
4.3.2.4. Determinación de nitrógeno (N) .................................. 27
4.3.2.5. Determinación de materia orgánica............................. 27
4.3.3. Análisis de costos...................................................................... 27
4.3.4. Prueba de germinación de semillas........................................... 27
4.4. ANÁLISIS DE DATOS Y TOMA DE DECISIÓN ...................................... 28
5.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN........................................................................ 29
5.1. REDUCCIÓN DE VOLUMEN .................................................................. 29
5.2. ANÁLISIS QUÍMICO................................................................................ 30
5.2.1. EM-compost .............................................................................. 30
5.2.2. EM-bokashi ............................................................................... 35
5.2.3. Comparación entre los tres tratamientos................................... 37
5.3. ANÁLISIS DE COSTOS .......................................................................... 43
5.4. PRUEBA DE GERMINACIÓN ................................................................. 44
5.5. ANÁLISIS DE ECOEFICIENCIA.............................................................. 46
6.
CONCLUSIONES............................................................................................ 48
7.
RECOMENDACIONES ................................................................................... 50
8.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................... 52
9.
ANEXOS ......................................................................................................... 55
ix
LISTA DE CUADROS
Cuadro
Página
Cuadro 1. Escala de reducción de volumen de materia orgánica. ........................ 26
Cuadro 2. Resultados de análisis químicos de las muestras, de los
tratamientos EM-compost Sin Aire (T1) y EM-compost Con Aire
(T2) efectuados en las pilas - Lab. Suelos y Aguas - EARTH.
2002. ...................................................................................................... 30
Cuadro 3. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes
variables de los tratamientos EM-compost Sin Aire (T1) y EMcompost Con Aire (T2) efectuados en las pilas – Lab. Suelos y
Aguas – EARTH. 2002. .......................................................................... 31
Cuadro 4 Resultados de análisis químicos de las muestras, del
tratamiento EM-bokashi (T3), efectuado en los estañones - Lab.
Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ............................................................ 35
Cuadro 5. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes
variables del tratamiento EM-bokashi (T3), efectuado en los
estañones - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ................................ 35
Cuadro 6. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes
variables de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas –
EARTH. 2002. ........................................................................................ 37
Cuadro 7. Costos de construcción de los tres tratamientos. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. ................................................... 43
Cuadro 8. Porcentajes de germinación de las muestras con semillas de
Repollo Chino (S1), Rábano (S2) y Tomate (S3), de los
tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost sin aire
(T1) y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi (T3) en los
estañones............................................................................................... 44
Cuadro 9. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las
porcentajes de germinación de los tratamientos efectuados en
las pilas de EM-compost sin aire (T1) y EM-compost con aire
(T2) y de EM-bokashi (T3) en los estañones. ........................................ 45
Cuadro 10. Factores de ecoeficiencia en los diferentes tratamientos. .................. 46
x
LISTA DE FIGURAS
Figura
Página
Figura 1. Transformación de Materia Orgánica ..................................................... 18
Figura 2. Pila del primer tratamiento. Centro de Recuperación de
Materiales. EARTH. 2002....................................................................... 20
Figura 3. (A) Pila del segundo tratamiento, (B) aireador. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 20
Figura 4. Estañones del tercer tratamiento. Centro de Recuperación de
Materiales. EARTH. 2002....................................................................... 21
Figura 5. Pila de los tratamientos 1 y 2 con su respectivo techo. Centro
de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002...................................... 22
Figura 6. Divisiones de las pilas, de los tratamientos 1 y 2. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 23
Figura 7. Válvulas de salida de los lixiviados de los estañones. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 24
Figura 8. Desechos de los estañones inoculados con EM. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 24
Figura 9. Cobertura interna de los desechos en los estañones. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 25
Figura 10. Volumen de los tres diferentes tratamientos a través del
tiempo. ................................................................................................... 29
Figura 11. Resultados de análisis químicos de la variable conductividad
eléctrica, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas EARTH. 2002. ........................................................................................ 37
Figura 12. Resultados de análisis químicos de la variable pH, de los tres
tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ............................. 38
Figura 13. Resultados de análisis químicos de la variable nitrógeno, de
los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.................. 38
Figura 14. Resultados de análisis químicos de la variable fósforo, de los
tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ...................... 39
xi
Figura 15. Resultados de análisis químicos de la variable potasio, de los
tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ...................... 39
Figura 16. Resultados de análisis químicos de la variable calcio, de los
tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ...................... 40
Figura 17. Resultados de análisis químicos de la variable magnesio, de
los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.................. 40
Figura 18. Resultados de análisis químicos de la variable materia
orgánica, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas EARTH. 2002. ........................................................................................ 41
Figura 19. Resultados de análisis químicos de la variable carbono
orgánico, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas EARTH. 2002. ........................................................................................ 41
Figura
20. Resultados de análisis químicos de la variable
carbono:nitrógeno, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y
Aguas - EARTH. 2002............................................................................ 42
xii
LISTA DE ANEXOS
Anexo
Página
Anexo 1. Incineración con lecturas en absorción atómica..................................... 56
Anexo 2. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
Conductividad Eléctrica de los tratamientos efectuados en las
pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2)
– Lab. Suelos y Aguas. 2002. ................................................................ 58
Anexo 3. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH
en Agua de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 58
Anexo 4. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
nitrógeno de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 58
Anexo 5. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
fósforo de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 59
Anexo 6. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
potasio de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 59
Anexo 7. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
calcio de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 59
Anexo 8. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
magnesio de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 60
Anexo 9. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
materia orgánica de los tratamientos efectuados en las pilas de
EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 60
xiii
Anexo 10. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono orgánico de los tratamientos efectuados en las pilas de
EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 60
Anexo 11. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
humedad de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 61
Anexo 12. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono:nitrógeno de los tratamientos efectuados en las pilas
de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab.
Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 61
Anexo 13. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
conductividad eléctrica del tratamiento EM-bokashi (T3)
efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002..................... 61
Anexo 14. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH
en Agua del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los
estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 62
Anexo 15. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
nitrógeno del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los
estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 62
Anexo 16. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
fósforo del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los
estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 62
Anexo 17. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
potasio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los
estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 63
Anexo 18. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
calcio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los
estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 63
Anexo 19. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
magnesio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los
estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 63
Anexo 20. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
materia orgánica del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en
los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ......................................... 64
xiv
Anexo 21. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono orgánico del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en
los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ......................................... 64
Anexo 22. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono:nitrógeno del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado
en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .................................... 64
Anexo 23. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
conductividad eléctrica de los tres tratamientos – Lab. Suelos y
Aguas. 2002. .......................................................................................... 65
Anexo 24. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH
de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .......................... 65
Anexo 25. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
nitrógeno de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .......... 65
Anexo 26. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
fósforo de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .............. 66
Anexo 27. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
potasio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002............... 66
Anexo 28. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
calcio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ................ 66
Anexo 29. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
magnesio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002........... 67
Anexo 30. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
materia orgánica de los tres tratamientos – Lab. Suelos y
Aguas. 2002. .......................................................................................... 67
Anexo 31. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono orgánico de los tres tratamientos – Lab. Suelos y
Aguas. 2002. .......................................................................................... 67
Anexo 32. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono:nitrógeno de los tres tratamientos – Lab. Suelos y
Aguas. 2002. .......................................................................................... 68
Anexo 33. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las
porcentajes de germinación de los tratamientos efectuados en
las pilas de EM-compost sin aire (T1) y EM-compost con aire
(T2) y de EM-bokashi (T3) en los estañones. ........................................ 68
xv
Anexo 34. Costos de construcción de pila para EM-compost con
aireación................................................................................................. 68
Anexo 35. Costos de estañones y adecuaciones para EM-bokashi...................... 68
xvi
1. INTRODUCCIÓN
Este estudio pretende analizar diferentes sistemas de transformación de
desechos orgánicos domésticos generados en la Universidad EARTH. Esto con el
fin de producir un abono de calidad en el menor tiempo y costo posible. Así
mismo, procura contribuir a la solución de la problemática que existe en torno a los
desechos en la región. Por consiguiente, se utilizaron los desechos orgánicos
producidos en la EARTH para la producción de bokashi en un medio anaeróbico y
dos aeróbicos. Para efectos de este documento, los desechos en cuestión los
llamaremos desechos orgánicos.
Desde los comienzos del ser humano y su asentamiento en comunidades,
éste ha generado desechos. Hoy, el crecimiento descontrolado de la población
mundial, la concentración en grandes ciudades y los cambios de hábitos, los
cuales promueven un mayor consumo de productos, ha causado una importante
generación de desechos y con esto un grave problema de manejo de los mismos.
Tal es el caso de países desarrollados cómo Estados Unidos, Inglaterra,
Alemania, España y Japón, los cuales han llegado a producir desechos
domésticos a una tasa de 2.5, 1.45, 1.2, 1.0 y 0.8 kilogramos por persona diarios
respectivamente (Carless, 1992, citado por Hernández, 2002).
Los índices de producción de desechos domésticos son elevados en la gran
mayoría de países latinoamericanos. Sin embargo, el caso de Costa Rica es
singular debido a que la cantidad de desechos domésticos producidos diariamente
se aproxima a los países más consumistas o desarrollados con 0.6 kg/pers./día.
De acuerdo al Censo 2000, Costa Rica tiene una tasa de crecimiento
poblacional de 2,6% y cuenta con una población de 3.810.179 habitantes. La
elevada tasa de crecimiento de la población y de generación de desechos hacen
que el manejo de desechos sea un problema de grandes proporciones,
especialmente en provincias como Limón, ubicado en la zona atlántica de Costa
1
Rica, en donde no existe un buen sistema de manejo de desechos, ni rellenos
sanitarios adecuados.
De acuerdo a la Red Panamericana de Manejo Ambiental de Residuos –
REPAMAR (2001), se estima que el total de desechos generados en Costa Rica
por día es de aproximadamente 11.764 toneladas. De los cuales, el 86%
corresponde a desechos agroindustriales, el 13,6% a desechos ordinarios y 0,4%
a desechos peligrosos. Fácilmente se puede observar la importancia de buscar
soluciones para los desechos orgánicos, ya que estos se encuentran dentro de los
desechos agroindustriales y ordinarios en grandes proporciones.
Limón posee un clima tropical húmedo, en donde existe un medio ambiente
relativamente frágil, debido a la amplia biodiversidad que habita en sus bosques y
ríos. Estos se han venido deteriorando por la gran cantidad de desechos que en
ellos se depositan. Por tal razón es de suma importancia el esfuerzo de la
Universidad EARTH, la cuál al encontrarse en dicha provincia, realiza un
considerable esfuerzo en el tratamiento de los desechos. A su vez, la Universidad
busca la innovación constante para hacer más eficiente su sistema de manejo de
desechos.
Dentro de la misión de la EARTH está el ser una Universidad comprometida
en la formación de profesionales de vanguardia, con valores éticos y humanos,
conciencia ambiental y social y compromiso de servicio a los demás. Uno de sus
principales objetivos es generar conocimientos que promuevan el bienestar de los
habitantes y el desarrollo de las comunidades, así como el de promover el
intercambio, análisis, síntesis y diseminación del conocimiento sobre la agricultura,
recursos naturales y medio ambiente. Por ésta razón la Universidad EARTH debe
ser líder en el manejo de desechos, para que a través del tiempo y el ejemplo los
estudiantes, logren establecer un desempeño laboral ético en la producción
agropecuaria y apoyar al mismo tiempo al desarrollo sostenible.
2
En busca del aprovechamiento de los recursos, en la EARTH, existe un
Sistema Integrado de Manejo de Desechos, el cual inició en 1991. El sistema se
basa en la estrategia de las 4 “R”, donde es fundamental la clasificación de los
desechos (Hernández,2002).
Al principio, la clasificación, consistió en la división de los desechos en tres
contenedores: papel, envases y varios. A principios del año 2001, se entró a una
nueva etapa para aprovechar los desechos orgánicos domésticos, puesto que
estos eran mezclados dentro de la clasificación de varios y se los enviaba al
relleno sanitario. La implementación de este cuarto contenedor empezó en las
residencias de los profesores. De acuerdo con Vargas (2001) el proyecto comenzó
con 10 casas, llegando a 20 para finales del mismo año.
La visión es lograr recuperar todos los desechos orgánicos domésticos
generados en la institución, incluyendo cafetería y laboratorio de procesamiento de
alimentos, y someterlos a un sistema de producción de abonos orgánicos. Los
cuales se producen utilizando materiales orgánicos de diversas procedencias y
descomponiéndolos en camas durante cierto tiempo.
De acuerdo con Hernández (2002), por lo menos el 50% de los desechos
en la EARTH son orgánicos. La mayor parte de éste porcentaje es comida, la cual
podría ser aprovechada y utilizada. Con esto se obtendría una ganancia
económica que serviría para compensar los costos de recolección y transporte de
este tipo de desechos, además de alargar la vida útil del relleno sanitario de la
Universidad.
Al comenzar la estrategia de manejo de desechos orgánicos, estos se
colocaban en una pila con aserrín. A finales del año 2001 se decidió realizar la
inversión de una segunda pila con el fin de mantener la continuidad del proceso en
el Centro de Recuperación de Materiales y al mismo tiempo permitir un periodo de
maduración de la primera pila cuando en esta se completa el proceso.
3
En éstas pilas los desechos domésticos degradables son mezclados con
aserrín y aplicaciones de EM. De ésta manera, el desecho se transforma en abono
orgánico de una forma más eficiente sin generar malos olores y moscas.
Una vez instalado el proyecto en todas las áreas de la institución, se
utilizarán las pilas del Centro de Recuperación de Materiales para procesar los
desechos en abono orgánico. Por ésta razón es importante estudiar la posibilidad
de hacer el sistema más eficiente y económico. Este proyecto analiza las
diferentes características del abono orgánico producido a través de tres diferentes
metodologías, EM-compost con aireación, EM-compost con aireación y EMbokashi, para saber cuál sistema es el más ecoeficiente.
4
2.
2.1.
•
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Evaluar tres sistemas diferentes de producción de abonos orgánicos a partir
de los desechos domésticos sólidos biodegradables generados en EARTH,
para determinar cuál de los sistemas es más eficiente y económico y el que
genera la mejor calidad del producto.
2.2.
•
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Establecer el tiempo optimo de elaboración del abono orgánico para cada
uno de los tratamientos a evaluar.
•
Evaluar la calidad de los abonos orgánicos, tomando en cuenta sus
características de contenidos nutricionales.
•
Calcular y comparar los costos de construcción.
•
Determinar cuál de los tres tratamientos es el más ecoeficiente.
5
3. REVISIÓN DE LITERATURA
En este proyecto se enfocó en la búsqueda de una solución al manejo de
desechos domésticos orgánicos, utilizando tecnologías que ya han sido
estudiadas durante años y adaptándolas a las condiciones de la región del trópico
húmedo y a las de la Universidad EARTH. Entre estas tenemos el uso de
Microorganismos Eficaces (EM), lo cual nos ayudó, en este proyecto, a obtener
abonos orgánicos de alta calidad, utilizando desechos orgánicos como materia
prima. Asimismo fueron utilizados los principios de descomposición y fermentación
de la materia orgánica, para la producción de los abonos orgánicos: compost y
bokashi.
3.1.
AGRICULTURA NATURAL DE KYUSEI Y MICROORGANISMOS
EFICACES (EM)
La filosofía de la Agricultura Natural de Kyusei, se originó en los años 1930
por el Sr. Mokichi Okada en Japón. Ésta filosofía surgió con la necesidad de
producir alimentos de una manera más sostenible y crear nuevas alternativas para
la producción agropecuaria.
De acuerdo con EM Technologies (1995), dentro de los objetivos de la
Agricultura Natural de Kyusei se encuentran: Ser económica y espiritualmente
beneficiosas tanto para el productor, como para el consumidor; ser sostenible y
fácilmente practicable por cualquiera; mantener un respeto a la naturaleza y
ayudar a preservar el medio ambiente. Estos objetivos van de acuerdo a lo que
pretende el proyecto, ya que consiste en encontrar soluciones prácticas y
sostenibles para reducir la contaminación ambiental.
De acuerdo con Lou (1994), EM es una preparación microbial multifuncional
que mejora la fertilidad del suelo. De igual forma provee una nutrición favorable y
factores estimulantes para el crecimiento de las plantas y productividad del cultivo.
6
Sin embargo, para esto es necesario comprender que estos son organismos vivos,
por lo que el efecto no es inmediato, como en el caso de aplicar agroquímicos (EM
Technologies, 1996).
EL EM no es sólo un tipo específico de microorganismos. De acuerdo a
Higa (1993), el EM son una mezcla de grupos selectos de microbios que producen
múltiples efectos benéficos debido a su coexistencia. En esta relación entre
microorganismos, se presentan antagonismos que logran vivir en armonía y
aumentar la microflora y las condiciones del ecosistema, específicamente del
suelo (características físicas y químicas). Sin embargo, una de las reacciones en
las que la tecnología EM es diferente a la agricultura convencional, es que las
plantas no sólo absorben minerales sino compuestos orgánicos (proteínas,
aminoácidos, entre otros). Esto se debe a que este proceso es promovido por
hormonas y vitaminas producidas por EM. Además se sintetizan otros compuestos
útiles para el metabolismo de las plantas y el suelo.
Siguiendo la filosofía del Kyusei Nature Farming, el EM se empezó a utilizar
en múltiples actividades, entre estas: la elaboración de abonos orgánicos. Tanto
en el compost como bokashi, se realizan aplicaciones de EM. Esto con el fin de
acelerar el proceso de fermentación de los abonos orgánicos mencionados
anteriormente, así como para evitar malos olores.
3.1.1. Componentes del EM
El EM (Microorganismos Eficientes), es un cultivo microbiano mixto de
especies seleccionadas de microorganismos. Este contiene un alto número de
levaduras, bacterias ácido lácticas, bacterias fotosintéticas y cantidades menores
de otros tipos de organismos. Se incluyen también los actinomicetos, que son
mutuamente compatibles entre sí y coexisten en un cultivo líquido. Debido a la
amplia variedad de microorganismos presentes en el EM, es posible que se lleven
7
a cabo procesos de fermentación anaeróbica y degradación anaeróbica, así como
la sana descomposición (Tabora, 1999).
Dentro de las funciones que realizan los principales grupos de
microorganismos del EM están: bacterias fotosintéticas, bacterias lácticas y
levaduras.
3.1.1.1. Bacterias fotosintéticas
Como su nombre lo indica, estas bacterias hacen uso de la luz del sol como
fuente de energía para realizar la fotosíntesis. También tienen otras fuentes de
energía como el calor del suelo.
Su función es la de ayudar a sintetizar sustancias útiles para las raíces,
materia orgánica o gases dañinos. Algunas de las sustancias sintetizadas por las
bacterias fotosintéticas son: aminoácidos, ácidos nucleicos, sustancias bioactivas
y azúcares, las cuales promueven el crecimiento y el desarrollo celular en las
plantas (Sangakkara, 1999).
3.1.1.2. Bacterias lácticas
Dentro de las funciones primordiales de estas bacterias está el producir
ácido láctico, logrando así suprimir microorganismos dañinos (Fusarium,
nematodos, etc.). De igual forma ayudan a promover la descomposición de la
materia orgánica. Estas bacterias son sumamente importantes en los procesos de
fermentación y descomposición de material como la lignina y la celulosa
(Sangakkara, 1999). Así mismo juegan un papel muy importante, ya que son las
causantes del proceso de fermentación.
3.1.1.3. Levaduras
El rol de las levaduras en el EM, es el de sintetizar sustancias
antimicrobiales, aminoácidos y azúcares secretados por bacterias fotosintéticas.
8
Estas son benéficas para el crecimiento de las plantas y sus raíces. Las
sustancias bioactivas, como las hormonas y las enzimas, producidas por las
levaduras, promueven la división activa de células y raíces; estas secreciones
también son sustratos útiles para microorganismos eficaces como las bacterias
lácticas y actinomicetos (Sangakkara, 1999).
3.2.
COMPOST
La función del compostaje es lograr un balance entre los materiales
orgánicos de fácil y difícil descomposición. Este proceso da lugar a una
transformación de la materia orgánica, tanto química como mecánica. Se requiere
la utilización de materia prima adecuada para poder tener un producto final con
buenas características para incorporar al suelo. Con el compost se logra dar al
cultivo la nutrición adecuada así como brindar al suelo, humus estable como
aporte a la estructura. El compostaje tiene las ventajas de reducir el volumen de
las materias primas (concentrar los nutrientes), disminuir la emisión de malos
olores, matar gérmenes de enfermedades y destruir semillas de malezas
(Elzakker, 1995).
El compost se realiza a partir del proceso de descomposición por medio de
diferentes microorganismos. Los microorganismos naturales son los responsables
directos de degradar la materia. Sin embargo, para que estos puedan llevar a cabo
eficientemente, el proceso necesita un medio con ciertas características
favorables. Algunas de estas características son: humedad, temperatura
adecuada, condiciones aeróbicas, pH, relación nutritiva de los materiales a ser
compostados entre otros (Cerrato, 2000).
El proceso de compostaje, de acuerdo a Elzakker (1995), comienza con la
pila de compost recién hecha la cuál se calienta a los pocos días, alcanzando
temperaturas de hasta 70° C y más. Al llegar a estas temperaturas, los patógenos,
y semillas de malezas son eliminadas. Esta temperatura no debe de permanecer
9
más de unos días ya que se pierde mucho carbono y nitrógeno. A diferencia, la
temperatura óptima para el proceso de descomposición realizado en la pila de
compost es de 55 a 65 centígrados.
Durante el proceso de compostaje, los microorganismos consumen la
mayor cantidad del oxígeno en poco tiempo; luego de esto su actividad se ve
reducida, lo cuál se puede notar en la disminución de la temperatura, la cuál llega
a los 20° o 25° centígrados. Con el fin de uniformar el resultado del compostaje, se
da vuelta a la mezcla después de 30 días y se añade un poco de compost viejo.
Una vez enfriada la mezcla, comienza otra fase de descomposición, en la cuál
animales más grandes como lombrices y especies de Collembola son los
activadores del proceso. Los excrementos de estos animales son descompuestos
por bacterias y hongos.
Los subproductos que se generan a través de este proceso son: energía,
dióxido de carbono y agua. Una parte de la energía liberada es utilizada por los
microorganismos para poder realizar sus actividades metabólicas. La otra o
comúnmente llamada exceso de energía se convierte en calor, de ahí la
importancia de estar controlando la temperatura constantemente (Cerrato, 2000),
ya que el proyecto pretende conservar al máximo la energía.
Algunos de los organismos más importantes que participan en el proceso
de degradación son: bacterias, hongos, actinomicetos, levaduras, protozoarios,
insectos, lombrices, etc. Estos organismos actúan bajo diferentes rangos de
temperatura, por lo cual no están presentes durante todo el proceso y aparecen en
diferentes concentraciones.
A manera de estudio, los microorganismos se clasifican de acuerdo al
rango de temperatura en el cual trabajan. Los organismos que actúan de forma
óptima por debajo de los 20° C se clasifican como psicrófilos, los que lo hacen
entre los 20 – 40° C se denominan mesófilos, y los que lo hacen por encima de
10
los 40° C son llamados termófilos (Cerrato, 2000).
De ésta forma los
microorganismos realizan una acción en cadena, al inhibirse unos con el cambio
de temperatura y así dar paso a que otros organismos actúen.
De todos estos organismos, los hongos juegan un papel vital durante el
proceso de compostaje debido a que son capaces de degradar la celulosa y la
lignina, ambos constituyentes importantes de la materia orgánica. Asimismo, se
requiere constantemente de la presencia de bacterias lácticas para que el proceso
sea completo y efectivo (Cerrato, 2000).
Cabe hacer mención de la importancia de la relación de carbono-nitrógeno
(relación C:N) en los procesos de descomposición. Los valores iniciales de la
proporción entre el carbono y nitrógeno según Elzakker (1995), dependen
principalmente en la materia prima utilizada. Cuando el compost está maduro o
listo, la relación C:N termina siendo más o menos igual a la de los microbios,
alrededor de 12:1 a 15:1. Durante el proceso de compostaje se pierde carbón en
forma de CO2. También se puede perder nitrógeno por vía de volatilización en
forma de amoniaco. Hay que evitar al máximo la pérdida de éste nutriente ya que
es de suma importancia para el crecimiento de las plantas, asimismo la
volatilización del nitrógeno en forma de amoniaco, es una fuente de contaminación
para el medio ambiente. Con el fin de evitar la volatilización del amoniaco (NH4),
es necesario utilizar materiales no demasiados altos en nitrógeno y formando
mezclas no muy sueltas. Esto con la finalidad de que la temperatura no suba
demasiado.
Los materiales utilizados durante el proceso de compostaje son de origen
orgánico. Una importante característica de los desechos orgánicos es que se
generan en casi todas las actividades humanas y en grandes cantidades. Esta
situación a creado la necesidad de desarrollar nuevas alternativas, capaces de
reducir y a la vez reutilizar los materiales orgánicos generados.
11
De acuerdo a Lee (1995), éste tipo de abono no produce malos olores
durante el proceso de transformación, por lo que no genera contaminación
ambiental. Así mismo, puede ser utilizado posteriormente de diferentes maneras,
como por ejemplo: acondicionador de suelos y fertilizante orgánico para la
producción agrícola.
3.3.
BOKASHI
De acuerdo a Shintani (2000), el término “bokashi” proviene del japonés y
significa materia orgánica fermentada. El bokashi es un fertilizante preparado a
partir de la materia orgánica. Éste se utiliza para aumentar la biodiversidad
microbiana del suelo, mejorar las condiciones físicas y químicas, prevenir
enfermedades del suelo e incorporar microorganismos para el desarrollo de
cultivos. Por esta razón, el bokashi se presenta como una alternativa de solución
para el manejo de desechos orgánicos.
El EM se aplica en las pilas de bokashi con el fin de promover la
degradación del material orgánico y hacer el proceso más rápido y eficiente. La
descomposición de la materia por la actividad de las bacterias y hongos,
humedad, luz solar y oxigenación, se le llama biodegradación. La biodegradación
puede realizarse tanto de manera aeróbica como anaeróbica. Se habla de
degradación anaeróbica cuando no interviene el oxígeno en la descomposición de
residuos orgánicos, mientras que en la aeróbica la degradación se realiza en
presencia del mismo (EMERES, 2002).
La fermentación es el proceso que toma lugar durante la degradación de los
materiales orgánicos en ausencia de oxígeno. Así mismo puede llevarse a cabo en
forma de degradación aeróbica, especialmente al utilizar el EM como inoculante ya
que contiene bacterias lácticas.
De acuerdo a García (1988), la fermentación es muy lenta al realizarla de
forma espontánea, por la escasa presencia de microorganismos. En éste caso se
12
dan condiciones de poco calor, desprendimiento de malos olores y peligro de
incendio, por lo que se justifica el uso de EM para evitar lo anterior.
En el caso de la degradación aeróbica, la transformación de la materia
orgánica es mucho más rápida. Se logra esto, al activarse mediante la dosificación
de oxígeno para obtener complejos húmedos. Cabe destacar que se debe evitar el
exceso de ventilación para no tener un exceso de producción de gas carbónico y
agua con grandes pérdidas de carbón. En esta degradación se logra una
elevación de la temperatura, aproximadamente hasta los 60° C, la cuál elimina
patógenos, disminuye la viabilidad de las semillas y repele las moscas. De la
misma forma la aerobiosis de los actinomicetos contenidos en el ambiente y en el
EM, producen antibióticos ayudando a la esterilización del material (García, 1988).
Según Tabora y Shintani (1999), los dos tipos de bokashi (aeróbico y
anaeróbico) deben sus diferencias básicamente a su forma de elaboración. El
aeróbico, el cual se puede producir a gran escala y su período de descomposición
ocurre en un lapso más corto, al compararlo con el tipo anaeróbico (14 días). Sin
embargo, la energía de la materia orgánica puede llegar a perderse por la
temperatura que se alcanza durante el proceso de degradación, si ésta no es
controlada.
El anaeróbico, mantiene la energía de la materia orgánica. Sin necesidad
de revolverlo para la aireación. Puede ser utilizado como alimento animal
fermentado. Presenta el inconveniente, de que debe utilizarse solo buena calidad
de materia orgánica como semolina de arroz, harina de pescado y hueso y torta de
soya. En el caso de utilizar otro tipo de materia prima, el valor nutricional del
abono dependerá de las concentraciones de la misma y es preferible utilizarlo para
otros usos.
Según EM Technologies (1996), para la producción de bokashi, a partir de
cualquier tipo de materia orgánica, hay que tomar en cuenta las siguientes
recomendaciones:
13
Utilizar materiales que logren mantener una relación carbononitrógeno (C:N) de 30:1.
Usar por lo menos tres tipos diferentes de material orgánico con el fin
de aumentar la actividad microbiana.
Agregar carbón vegetal al bokashi, ya que mejora las características
físicas del suelo y su capacidad para retener nutrimentos, además
actúan como punto de embarque para los Microorganismos Eficaces.
Los pasos para la elaboración del bokashi con EM, según EM Technologies
(1996) son los siguientes:
Mezclar todos los materiales orgánicos a utilizar y simultáneamente
preparar una solución de melaza, EM y agua; en una relación de
1:1:100 respectivamente.
La solución se mezcla con los materiales orgánicos y se verifica el
contenido de humedad; esto se realiza agarrando un puño del
sustrato y apretándolo en la mano. El material mezclado debe
quedarse pegado y no deshacerse, además no debe existir exceso
de líquido.
El material se coloca en el suelo, se lo cubre y se mide la
temperatura (35° – 45° C).
El período de preparación puede tomar entre 2 y 4 días.
Sin embargo, se debe tomar en cuenta que la elaboración del bokashi
puede variar de acuerdo al medio en que se encuentra, ya sea aeróbico o
anaeróbico. Esto se debe ya que en medio aeróbico, de acuerdo a Shintani
(1999), tiene las características de mezclarse, presenta altas temperaturas y su
período de apilado es mayor.
14
El estudio se concentrará en establecer la manera más ecoeficiente para
producir abonos orgánicos utilizando desechos orgánicos domésticos como
materia prima. De esta forma se evaluaran metodologías que incluyan los
conceptos de fermentación, degradación aeróbica y descomposición ya sea bajo
condiciones aeróbicas como anaeróbicas.
3.3.1. Uso Alternativo del bokashi
El bokashi, tiene diversos usos, uno de estos es como ensilaje para
alimento de ganado debido a sus propiedades.
3.3.1.1. El Proceso del ensilaje
El ensilaje es una técnica muy antigua por medio de la cual se conservan
forrajes a través de la fermentación de los azúcares y almidones disponibles en las
plantas para producir ácidos, que ayudan a conservar el valor nutritivo de los
forrajes (Gómez, 1990).
Durante su proceso, se producen fermentaciones de azúcares y almidones
por la acción de microorganismos anaeróbicos, formándose principalmente ácidos
lácticos y acético a partir de carbohidratos en el ensilado. Al alcanzarse un pH de
3,5 a 4, la fermentación se detiene y se estabiliza el producto. Esta acidez inhibe
la fermentación butírica, la cual se da como consecuencia de la descomposición
del ácido láctico por bacterias del género Clostridium. Para obtener una adecuada
fermentación, es necesaria la completa extracción del aire del ensilaje para evitar
la fermentación butírica. Esto se puede lograr mediante una adecuada
compactación del material a ser ensilado (García, 1979).
Para la producción del ensilaje, de acuerdo a Velez (1997), se requiere un
sistema hermético, en el cual el forraje se compacte para extraer todo el aire
posible y luego se sella. Existen fases químicas, físicas y biológicas que se dan en
el ensilaje que son:
15
•
La respiración, en la cual se da el consumo residual del oxígeno por
parte de las células vegetales y los microorganismos, además de la
acumulación de CO2 y el aumento de la temperatura.
•
La proliferación de bacterias productoras de ácido acético e inicio de
la acidificación: estas bacterias son componentes naturales de las
plantas.
•
La proliferación del ácido láctico: se inicia a partir del tercer día
después de haberse sellado el ensilaje.
La respiración celular cumple una función importante durante el ensilaje;
debido a que promueve la absorción del oxígeno y la disminución del contenido de
anhídrido carbónico con la producción de calor. Esta condición anaeróbica
promueve la multiplicación de bacterias lácticas anaerobias y la muerte de células
vegetales por la ruptura de sus membranas celulares, causando una liberación de
su contenido celular, el cual es usado por los microorganismos (Cañeque, et al.,
1987).
3.3.1.1.1. Función de los microorganismos en el proceso de ensilaje
Durante el proceso de ensilaje actúan un sinfín de microorganismos debido
a las condiciones en que éste se produce. Estas bacterias secretan enzimas que
actúan sobre los carbohidratos más fácilmente fermentables (sacarosa, glucosa, y
fructosa), obteniendo como resultado final los ácidos láctico, acético y propiónico,
agua, dióxido de carbono y calor. Otras bacterias presentes son las que producen
ácido butírico, las cuales se desarrollan a una temperatura que oscila entre los 30°
C y 40° C y a un pH de 4,2. La presencia de estas bacterias se da cuando la
producción de ácido láctico en el concentrado no ha sido el adecuado. Al
reaccionar el ácido butírico con los aminoácidos, se libera amoníaco y se
producen compuestos como cadaverina y putrescina, los cuales no tienen un valor
nutritivo adecuado para los animales y generan malos olores (Gómez, 1990).
16
3.4.
COMPARACIÓN ENTRE COMPOST Y BOKASHI
De acuerdo a Shintani (2000), mediante el uso del compost, se busca
suministrar la nutrición inorgánica a los cultivos, al mineralizarse el abono, sin
embargo también se da una nutrición orgánica, lo cual es una característica
importante de este abono. En su preparación se produce una liberación de
minerales en forma disponible y se eliminan los patógenos que podrían estar en la
materia orgánica fresca y consecuentemente causar daño al cultivo. Por este
motivo, se recomiendan temperaturas relativamente altas, en un rango entre 50° C
y 70° C para asegurar la muerte de los microorganismos patógenos (ver Figura 1).
Mediante el uso del bokashi, Shintani (2000) acota, que se busca activar y
aumentar la cantidad de microorganismos benéficos en el suelo. Al mismo tiempo,
se persigue nutrir al cultivo y suplir de alimentos (materia orgánica) a los
organismos en el suelo. El suministro deliberado de microorganismos benéficos
asegura la fermentación rápida y una mayor actividad de estos microorganismos
benéficos para eliminar los organismos patogénicos con una combinación de la
fermentación alcohólica y una temperatura hasta de entre 50° C a 55° C (ver
Figura 1).
17
• Alta temperatura (liberación de
DESCOMPOSICIÓN
OXIDATIVA
Descomponedor
aerobico
• Mineralización de materia orgánica
(baja energía y usado por las
plantas en forma inorgánica).
Fermentación útil
MATERIA ORGÁNICA
calor, CO2 y N).
(Fermentación láctica)
• Temperatura ambiente.
• Producción
de
aminoácidos,
azúcares,
ácidos
orgánicos
(mantiene alta energía y usado por
las plantas en forma orgánica).
Microorganismos
aeróbicos
facultativos
18
DESCOMPOSICIÓN
FERMENTATIVA
• Temperatura ambiente.
Fermentación dañina
(Fermentación butílica)
• Producción de Amonio, H2S como
sustancias dañinas (Problemas en
las plantas).
Microorganismos
anaeróbicos
Figura 1. Transformación de Materia Orgánica
Fuente: IFRAC (1998)
4. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA
La investigación se realizó en la Universidad EARTH. Ésta, ubicada en la
provincia de Limón, en el cantón de Guácimo. EARTH se encuentra en el trópico
húmedo de Costa Rica a 36 metros sorbe el nivel del mar (msnm), con una
humedad relativa (HR) de 95% y una temperatura y precipitación promedio anual
de 26° C y 3500 mm respectivamente. (Estación Metereológica EARTH, 2002).
Éste trabajo de investigación consistió en dos fases:
1 fase: Producción de abonos con diferentes tratamientos, realizada en el
centro de recuperación de materiales de la EARTH.
2 fase: Prueba de germinación de semillas con los abonos elaborados. Ésta
segunda fase se realizó en el invernadero del centro de cosechas.
4.2. TRATAMIENTOS Y DISEÑO EXPERIMENTAL
Los tratamientos evaluados fueron tres:
T1: EM-compost sin aireador
T2: EM-compost con aireador
T3: EM-bokashi
El tratamiento 1 consistió en una pila con aserrín, previamente inoculadas
con EM (ver Figura 2).
El tratamiento 2 es una modificación del tratamiento 1, en donde se le
inyectó aire a la cama de aserrín por medio de un aireador y un tubo agujereado
en su interior (ver Figura 3).
19
Los dos tratamientos pretenden exponer a los materiales orgánicos al
proceso de descomposición oxidativa con la ayuda de EM. Es decir, dispone al
aire y aumenta la actividad microbiana aeróbica, generando altas temperaturas y
acelerando así la descomposición. Por ésta razón se denomina EM-compost.
Figura 2. Pila del primer tratamiento. Centro de Recuperación de Materiales.
EARTH. 2002.
(B)
(A)
Figura 3. (A) Pila del segundo tratamiento, (B) aireador. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002.
20
A diferencia de estos dos tratamientos, el tratamiento 3, consistió en
estañones en donde se le colocó en su interior los desechos orgánicos, los cuales
fueron inoculados con EM (ver Figura 4). A éste material se le dejó fermentando
bajo condiciones anaeróbicas, adquiriendo un proceso de descomposición
fermentativa, a lo cuál se le denomina como EM-bokashi.
Figura 4. Estañones del tercer tratamiento. Centro de Recuperación de
Materiales. EARTH. 2002.
El diseño experimental se considera como de diseño completamente al
azar, con parcelas divididas en el tiempo.
4.2.1. Preparación de tratamientos
4.2.1.1. Tratamientos 1 y 2
Para los tratamientos 1 y 2 del estudio, se utilizaron dos pilas de concreto
de 6 metros de largo por 1.3 metros de ancho y 1 metro de profundidad. Cada pila
estuvo protegida por su respectivo techo con el fin de evitar que factores adversos
del clima tropical húmedo influyera en la elaboración del abono (ver Figura 5).
21
Figura 5. Pila de los tratamientos 1 y 2 con su respectivo techo. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002.
El aserrín utilizado en cada tratamiento consistió en una mezcla de
semolina de arroz inoculado con EM y combinado con el aserrín.
Para realizar la mezcla se colocó una capa de aserrín, seguida por una
capa fina de semolina de arroz, la cuál se inoculó con EM tratando de dejarlo con
una humedad del 40%. Se repitió el proceso las veces necesarias. Para esto se
utilizó 6.24 m3 de aserrín, 23 Kg de semolina de arroz y medio galón de EM. EL
EM utilizado fue al 1% en agua, es decir que en 10 litros, 100 cc eran de melaza y
100 cc de EM.
Luego de preparada la mezcla, se dejó fermentar durante un período de 5
días, monitoreando la generación de calor y el crecimiento micelio fungoso en la
superficie de la cama.
Cada pila de EM-compost fue dividida en tres partes, tomando en cuenta
cada división como una repetición del tratamiento, para el muestreo (ver Figura 6).
22
Figura 6. Divisiones de las pilas, de los tratamientos 1 y 2. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002.
Para la producción del abono se procedió por colocar los desechos
orgánicos en las diferentes divisiones de las pilas, haciendo agujeros en el aserrín
y luego tapándolos con la misma mezcla. Al final del estudio fueron colocados en
cada división aproximadamente 68 Kg. de desechos orgánicos.
Se tomaron muestras a los 14, 21 y 28 días de colocado el material en las
pilas.
4.2.1.2. Tratamiento 3
Para el tratamiento 3 se utilizó estañones con capacidad para 200 litros.
Estos fueron modificados colocándoles en su interior un tamiz de plástico con
agujeros para dividir los líquidos de la parte sólida del fertilizante. Asimismo se le
colocó un tubo en la parte central del estañón de tal forma que permitiera el
intercambio de gases y en la base del estañón se le colocó una válvula con el fin
de retirar los lixiviados (ver Figura 7). Los lixiviados fueron recolectados cada 4
días durante todo el experimento.
23
Figura 7. Válvulas de salida de los lixiviados de los estañones. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002.
En cada estañón se depositó 140 Kg. de desecho y se inoculó con EM al
1%, utilizando un total de 15 litros (ver Figura 8).
Figura 8. Desechos de los estañones inoculados con EM. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002.
A los estañones se les colocó un plástico como capa interna con el fin de
minimizar en contacto con el aire (ver Figura 9). A éste plástico se le colocó
encima bolsas con tierra con el fin de ejercer presión sobre el material en
24
descomposición fermentativa y que así se desarrolle bien el proceso anaeróbico.
Por último se le colocó una bolsa en la parte externa del estañón de tal manera
que no se introduzcan insectos u otros.
Figura 9. Cobertura interna de los desechos en los estañones. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH. 2002.
Por último se tomaron las muestras para realizar el análisis químico a los 7,
14 y 21 días de colocado el material en los estañones.
4.3. VARIABLES EVALUADAS Y TOMA DE MUESTRAS
4.3.1. Reducción de volumen de materia orgánica
Durante el experimento, se evaluó visualmente la reducción del volumen de
desechos orgánicos colocados en los diferentes tratamientos, utilizando la
siguiente escala:
25
Cuadro 1. Escala de reducción de volumen de materia orgánica.
Grado
0
1
2
3
4
5
Descripción
0% de reducción
~ 20%
~ 40%
~ 60%
~ 80%
100% de reducción
4.3.2. Análisis químico
El análisis químico de los diferentes abonos orgánicos se realizó en el
laboratorio de suelos y aguas de la EARTH. En los tratamientos se evaluó: la
relación carbono-nitrógeno (Relación C:N), materia orgánica, macro nutrientes,
pH, humedad y conductividad eléctrica.
Las muestras se recolectaron utilizando el método de cuarteo a los 14, 21 y
28 días, en el caso de los tratamientos de EM-compost con aireación y sin
aireación; y a los 7, 14 y 21 días en el caso del tratamiento 3.
4.3.2.1. Análisis de macro nutrientes
Se determinó el contenido de macro nutrientes (N, P, K, Ca y Mg) y materia
orgánica. El análisis químico de macro nutrientes se realiza ya sea por el análisis
foliar o por el método de Olsen Modificado. El análisis químico del abono orgánico,
para determinar macro nutrientes, se realizó mediante el método de análisis foliar.
Esto debido a que el contenido de materia orgánica en los sustratos es muy alto y
esto interfiere con los resultados del Método de Olsen Modificado (EARTH, 2001).
4.3.2.2. Determinación del pH en Agua
Se pesaron 10 gramos de muestra, los cuales se colocaron en un
Erlenmeyer y se le agregó 25 ml de agua. Se agitó lentamente por cinco minutos y
después se dejó en reposo por una hora, posteriormente se agitó por varios
segundos y se determinó el pH usando un pH-metro.
26
4.3.2.3. Determinación de conductividad eléctrica
De acuerdo a la metodología de la Guía Práctica del Curso de Propiedades
de Suelos de la EARTH (2002), se pesaron 200 gramos de muestra. Luego se
preparó la pasta saturada agregando agua destilada poco a poco. Después de
esto, se agitó la muestra con una espátula hasta alcanzar el punto final de
saturación. Posterior a esto, se cubrió la pasta con un trapo húmedo y se dejó
reposando por una hora. Finalmente, se filtró en vacío y se tomó la conductividad
eléctrica del extracto.
4.3.2.4. Determinación de nitrógeno (N)
La determinación del nitrógeno se realizó mediante el método de Microkjeldahl.
(EARTH, 2001).
4.3.2.5. Determinación de materia orgánica
Se determinó el contenido de materia orgánica con base al contenido de
carbono orgánico (porcentaje) presente en los abonos orgánicos. Esto se
determinó mediante el método de Mebius. El cálculo final de la materia orgánica
se realizó utilizando la siguiente fórmula expuesta por Van Bemmelen (EARTH,
2001):
% materia orgánica = % carbono (C) orgánico x 1.724
4.3.3. Análisis de costos
Se evaluó los costos de cada tratamiento, tomando en cuenta los
materiales y gastos utilizados en la implementación de los mismos, para su
posterior análisis.
4.3.4. Prueba de germinación de semillas
Se elaboraron cuatro diferentes sustratos con diferentes concentraciones
de abono y suelo quemado en porcentajes volumen/volumen. Éstos fueron:
27
1. 0% de abono con 100% de suelo estéril.
2. 30% de abono con 70% de suelo estéril.
3. 70% de abono con 30% de suelo estéril.
4. 100% de abono con 0% de suelo estéril.
Los sustratos, una ves listos, fueron colocados en bandejas de plástico
para la germinación de semillas.
En las diferentes mezclas se procedió a sembrar semillas de rábano,
repollo chino y tomate. De cada especie se sembraron 6 semillas, colocando 3
semillas por hoyo en cada uno de los cuatro diferentes sustratos y teniendo dos
repeticiones. Esto con el fin de comprobar que los cuatro sustratos sean aptos
para el crecimiento de semillas, lo cual es otro parámetro indicativo de la calidad
del bokashi.
4.4. ANÁLISIS DE DATOS Y TOMA DE DECISIÓN
Una vez que se reunieron todos los datos, se los analizó estadísticamente,
para determinar si las medias eran iguales; posteriormente, se determinó si los
tratamientos, eran iguales al testigo que en este caso fue la pila sin aeración.
Finalmente se determinó el comportamiento de los tratamientos.
A manera de decidir cuál es el método más ecoeficiente tomamos en
cuenta: la eficiencia de reducción, rendimiento económico, beneficio ambiental y
responsabilidad social (seguridad del operario, confort del operario, facilidades
para los usuarios, etc.).
28
5.
5.1.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
REDUCCIÓN DE VOLUMEN
Volumen
100%
75%
EM-Compost sin aire (T1)
50%
EM-Compost con aire (T2)
EM-Bokashi (T3)
25%
0%
0
7
14
21
28
Días
Figura 10. Volumen de los tres diferentes tratamientos a través del tiempo.
En la Figura 10 se observa claramente la tendencia a reducir el volumen de
la materia en descomposición de cada tratamiento. De ésta forma se nota cómo la
reducción del segundo tratamiento (EM-compost con aireación ) se llevó a cabo en
menor tiempo. Se puede decir que en las primeras mediciones fue donde se notó
más la diferencia, lo cuál se debe a que en el tratamiento con aireación, al llegar
más rápido a altas temperaturas, se favoreció las condiciones para una mayor
evaporación. Además, que la constante aireación, aumenta la actividad microbiana
aeróbica, por lo cual hay una degradación más rápida. Sobre la base de esto, el
segundo tratamiento tiene más capacidad para tratar los desechos que el primer
tratamiento.
Durante el experimento, sólo se realizó un depósito de desechos, pero en la
práctica el depósito es continuo lo cual provoca un aumento de microorganismos
descomponedores, aumentando así la capacidad de las pilas para recibir
desechos.
Cabe aclarar que entre los 14 y 21 días sólo se apreciaba los desechos
gruesos como cáscaras y huesos.
29
Se puede notar fácilmente que el tratamiento de EM-bokashi no mostró
reducciones sustanciales a través del tiempo. Esto se debió posiblemente a que el
total del material era desecho, por lo cuál la gran mayoría del material contenía
altos porcentajes de líquido y al ser un proceso anaeróbico, la eliminación de
líquidos fue más lenta. Además, que la fermentación no libera energía o emite
CO2, mientras que la descomposición sí.
Es importante aclarar que en los tratamientos 1 y 2 se tomaron datos desde
los 14 días de haber comenzado el experimento, razón por la cuál aparecen con el
mismo porcentaje de reducción desde el día cero al día siete. Asimismo los datos
tomados del tratamiento de los estañones fueron hasta los 21 días de haber
comenzado el experimento por lo cuál no aparecen más datos.
5.2.
ANÁLISIS QUÍMICO
De acuerdo a los Análisis efectuados por el Laboratorio de Suelos y Aguas
de la EARTH, se obtuvo los siguientes resultados:
5.2.1. EM-compost
Cuadro 2. Resultados de análisis químicos de las muestras, de los
tratamientos EM-compost Sin Aire (T1) y EM-compost Con Aire
(T2) efectuados en las pilas - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
Tratamiento
Lectura
C. E.
pH/ agua
N
P
K
Ca
Mg
%
MO
MS/cm
EM-compost
sin aire (T1)
EM-compost
Con Aire (T2)
C Org. Humedad
C:N
14
21
28
1,11
1,06
0,96
6,27
6,23
6,22
0,30
0,39
0,28
0,19
0,20
0,14
0,31
0,26
0,18
0,20
0,52
0,31
0,15
0,14
0,14
97,42
96,83
96,49
56,50
56,33
55,97
28,83
30,19
29,08
94,01
116,11
158,62
14
1,03
6,16
0,45
0,19
0,26
0,39
0,16
96,10
56,07
28,48
109,55
21
0,82
6,06
0,38
0,14
0,26
0,26
0,08
96,69
56,08
34,74
131,93
28
0,96
6,13
0,24
0,15
0,40
0,24
0,12
96,83
56,16
35,47
89,42
30
Cuadro 3. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes
variables de los tratamientos EM-compost Sin Aire (T1) y EMcompost Con Aire (T2) efectuados en las pilas – Lab. Suelos y
Aguas – EARTH. 2002.
C.E.
Fuente de Variación
GL
pH
N
P
K
Ca
Mg
M.O.
C .Org. Humedad
C:N
(P)
Tratamientos
1
Error (a)
4
0,235
0,095
0,587
0,367 0,181
0,304
0,262
0,435
0,468
0,226
0,903
Lectura
2
0,357
0,262
0,797
0,863 0,384
0,238
0,916
0,751
0,411
0,647
0,922
Lectura*Tratamiento
2
0,545
0,500
0,924
0,439 0,616
0,236
0,971
0,759
0,304
0,548
0,736
Error (b)
8
Total
17
En el Cuadro 2 se presentan los resultados obtenidos del análisis químico
de las muestras de EM-compost sin aireación (T1) y con aireación (T2).En éste
aparecen los datos de laboratorio para las diferentes variables analizadas.
Al observar la variable de conductividad eléctrica, se puede notar una leve
reducción a través de las lecturas, en ambos tratamientos. Tomando en cuenta
que las lecturas están relacionadas directamente con el tiempo transcurrido se
puede decir que hay reducción de la conductividad eléctrica a través del tiempo.
Posiblemente la reducción de la conductividad eléctrica es ocasionada por la
pérdida de nutrientes durante el proceso de descomposición, ya sea por
volatilización o lixiviación. Esto debido a que la conductividad eléctrica tiene una
relación directa con las partículas iónicas contenidas en sustancias nutritivas. Es
necesario destacar que los datos obtenidos en el tratamiento que se utilizó aire,
los valores fueron menores, lo cuál nos evidencia la mayor pérdida de nutrientes
debido a las altas temperaturas alcanzadas al introducir aire a la pila. De igual
forma es posible que existiera un efecto directo ocasionado por el paso del aire a
través del EM-compost, en donde se volatilizaron más fácilmente los nutrientes.
Esto nos indica que posiblemente el tratamiento sin aireación necesita mayor
tiempo para lograr el mismo resultado que el tratamiento con aireación.
31
En cuanto a la variable pH, se muestra una disminución de los valores en
las lecturas. Esto se debe principalmente a la generación de ácidos orgánicos, por
la leve acidificación, durante el proceso de descomposición. De igual manera
aparece mayor reducción en el tratamiento con aire, esto se debió al ser más
rápida la descomposición en éste tratamiento lo que ocasionó mayor producción
de ácidos en menor tiempo. Éste también es un indicador claro de que el EMcompost producido en el segundo tratamiento se encontraba en un estado más
maduro.
Las variables de los nutrientes N, P, K, Ca y Mg, presentaron valores
acordes a la materia prima utilizada para la elaboración del EM-compost. Es
necesario hacer resaltar los valores encontrados en cuanto a nitrógeno, ya que en
ambos casos hubo reducciones en la cantidad del nutriente, especialmente en el
tratamiento con aire. Esto posiblemente se debe a la volatilidad del nitrógeno,
consecuentemente se perdió con más facilidad en la pila aireada, ya que ésta
alcanzó temperaturas mayores. Además, como se mencionó anteriormente, el
efecto del aire en el EM-compost, posiblemente ocasionó que el nitrógeno se
volatilizara de manera más fácil.
La materia orgánica, presentó altos valores en ambos tratamientos. Esto se
debió básicamente a que la materia prima utilizada fue materia orgánica, así como
el aserrín que se encontraba en las pilas, el cuál fue parte del sustrato analizado
en las muestras.
Con respecto a la variable de carbono orgánico, se puede decir que en
ambos tratamientos hubo una clara disminución de sus valores durante las
lecturas realizadas. De igual forma, esta reducción es más marcada en la pila de
EM-compost con aire. Esto refleja la pérdida de carbono en forma de CO2.
En el proceso de descomposición los microorganismos hacen uso tanto del
nitrógeno como del carbono. Al analizar la relación C:N, se observa una clara
deficiencia de nitrógeno, debido a que un compost maduro tiene una relación de
32
C:N de 12:1 a 15:1, mientras que en el caso del EM-compost producido, la
relaciones obtenidas fueron mucho mayores, con valores desde 89,42:1 hasta
158,62:1. Por ésta razón es evidente que la materia prima utilizada, contenía muy
pocas cantidades de nitrógeno y el tratamiento pudo haber procesado mayor
cantidad de material orgánico hasta llegar a los valores óptimos de relación C:N.
Además es importante resaltar que, aunque si hubo una mayor disminución del
carbono en el EM-compost con aire, ésta no fue significativa como lo debería de
ser al tener aireación, ya que debió alcanzar los rangos de la relación C:N
mencionados anteriormente.
Por último, al referirse a la variable humedad se muestra en ambos
tratamientos una leve disminución de los valores a través de las lecturas. Esto se
debe a la reducción de humedad por efecto de las altas temperaturas alcanzadas
en ambas pilas de EM-compost. Si bien es cierto, la humedad recomendada para
la producción de compost varía entre el 55% y 65%, los valores obtenidos en
ambas pilas de EM-compost fueron mucho menores. Esto se debió a la
metodología utilizada para la elaboración del abono. Por ésta razón es necesario
aclarar que aunque el proceso del abono es la descomposición oxidativa, típico del
compost, características como la humedad no fueron las óptimas para la
producción de éste abono. Esta característica se puede mejorar al procesar mayor
cantidad de desechos en la pila.
En el Cuadro 3, se muestra claramente las probabilidades de la varianza
existente entre los tratamientos de EM-compost con aireación y sin aireación, por
variable. De ésta forma se observa que no existe diferencia en cuanto al
tratamiento, lectura y la interacción de la lectura con el tratamiento, de ninguna de
las variables analizadas. Esto, ya que presentan probabilidades mayores a 0,05.
Los parámetros restantes como son los grados de libertad, suma de
cuadrados y cuadrado medio, que se encuentran presentes en anexos, podemos
afirmar que son acordes a un análisis de varianza.
33
Se puede decir, de acuerdo a este análisis, que no ha variado
significativamente ninguna de las variables con relación al número de lecturas
realizadas. Al ser las lecturas, indicadores directos del tiempo transcurrido en el
proceso de descomposición del EM-compost, concluimos que no existió diferencia
significativa de las variables, entre el EM-compost con aireación y sin aireación.
Esto es fácilmente deducible ya que ambos tipos de EM-compost se elaboraron
con la misma materia prima. Por tal razón, al desarrollarse el proceso de
descomposición, ambos conjuntos de materia orgánica liberaron la misma
cantidad de nutrientes, mostrando de ésta forma las mismas características. Las
variables únicamente fueron afectadas por la aireación de una de las pilas, lo cuál
no causa mayor diferencia en éstas, excepto la reducción de tiempo del proceso,
lo cuál es sumamente importante de tomar en cuenta para el análisis.
La interacción lectura por tratamiento no es significativa (p>0,05) lo cual nos
indica que no se puede realizar una comparación a fondo por la similitud de los
mismos.
Sin embargo, cabe destacar que en el cuadro la variable pH resultó con una
probabilidad de 0,095. Este valor es el más cercano a 0,05 en donde si existe
diferencia entre tratamientos. Al observar los resultados obtenidos de pH en agua,
de ambos tratamientos en el Cuadro 2, se puede apreciar que durante el tiempo
del estudio, los dos tratamientos presentaron una reducción de pH. En el
tratamiento de EM-compost con aire, la reducción en los valores de pH de las
diferentes lecturas presentaron una reducción mayor. La reducción del pH en éste
tratamiento se debe principalmente al acelerado proceso de descomposición
causado en la materia orgánica producto de la aireación de la pila. Posiblemente
al ser más eficiente el sistema con aire, propició que las últimas lecturas mostraran
la liberación de ácidos de la materia orgánica, producto del avanzado proceso de
descomposición en el que se encontraba éste tratamiento de EM-compost.
34
5.2.2. EM-bokashi
Cuadro 4 Resultados de análisis químicos de las muestras, del tratamiento
EM-bokashi (T3), efectuado en los estañones - Lab. Suelos y
Aguas - EARTH. 2002.
EM-bokashi Lectura
C. E.
pH/ agua
N
P
K
Ca
%
Mg
MO
C Org.
C:N
1,33
1,38
1,33
3,60
3,89
3,65
0,11
0,12
0,11
87,82
87,16
87,62
50,94
50,56
50,82
23,42
27,44
30,21
MS/cm
Sólidos
7
14
21
6,08
5,85
5,83
4,97
4,79
4,74
2,17
1,84
1,68
0,31
0,26
0,18
Líquidos
7
14
6,37
6,25
4,34
4,26
2,68
2,83
0,03
0,04
1237,50 1895,00
1209,50 2445,00
202,00
221,00
60,57
62,40
35,13
36,19
13,13
12,79
21
6,21
3,88
2,30
0,03
1227,50 2000,00
216,50
69,83
40,50
17,65
Cuadro 5. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes
variables del tratamiento EM-bokashi (T3), efectuado en los
estañones - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
Fuente de Variación
GL
C.E.
pH
N
P
K
Ca
Mg
M.O.
C .Org.
C:N
(P)
Tratamientos
1
Error (a)
4
0,009
0,016
0,052
0,001
0,001
0,001
0,001
0,003
0,003
0,010
Lectura
1
0,817
0,407
0,937
0,473
0,133
0,135
0,773
0,319
0,319
0,645
Lectura*Tratamiento
1
0,501
0,565
0,635
0,388
0,139
0,137
0,770
0,679
0,679
0,920
Error (b)
4
Total
11
En el tratamiento de EM-bokashi, se obtuvo fertilizante tanto en forma
líquida como sólida. A ambos se les realizó el análisis químico para poder
determinar el estado nutricional del fertilizante. De ésta forma, en el Cuadro 4 se
observa claramente cómo tanto en la parte sólida como en la líquida del
fertilizante, se presentan altas concentraciones de salinidad que se muestran en
los altos valores de conductividad eléctrica.
35
Se nota también un pH ácido en el fertilizante, el cuál se evidencia más en
los lixiviados del fertilizante. Cabe destacar, que como se muestra en el Cuadro 4
a medida que pasa el tiempo la acidez se acentúa, lo cuál es normal en los
fertilizantes orgánicos.
En cuanto a los nutrientes evaluados de N, P, K, Ca y Mg, se observan
grandes concentraciones de éstos, con leves reducciones de los mismos a través
del tiempo. Es necesario hacer notar que todos los nutrientes del EM-bokashi,
sobrepasan en gran medida los valores obtenidos en los dos tratamientos de las
pilas de EM-compost, debido a la alta concentración de desechos en
descomposición.
Al analizar la relación carbono - nitrógeno obtenida con los datos de
carbono orgánico y nitrógeno en el Cuadro 4, se obtiene que la relación se
encuentra muy cercano al rango de relación C:N obtenida en los abonos
fermentados maduros. De ésta forma podemos asegurar que en el EM-bokashi
producido en los estañones si se cumple el objetivo del abono orgánico de
concentrar los minerales o compuestos inorgánicos, liberando al máximo los
compuestos orgánicos como es el caso del carbono en forma de CO2. Se debe
tomar en cuenta que la presencia de grandes cantidades de aserrín pudieron
haber afectado positivamente el proceso. Debido a que en el EM-compost los
nutrientes fueron diluidos en aserrín, mientras que en el EM-bokashi, estos se
mantuvieron concentrados.
Al analizar las cantidades de materia orgánica del EM-bokashi en el Cuadro
4, se aprecia una variación con respecto a los tratamientos de las pilas de EMcompost. En el EM-bokashi aparecen valores de materia orgánica menores,
debido al estado de madurez presente en el fertilizante. Claro está que en la parte
líquida del fertilizante se muestran valores aún más bajos de materia orgánica, lo
cuál se debe a que la medición de la materia orgánica se realiza basándose en el
36
carbono orgánico, mientras que en los líquidos muchos compuestos se encuentran
mineralizados, lo cual es positivo al poder emplearlos como abonos foliares.
5.2.3. Comparación entre los tres tratamientos
Cuadro 6. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes
variables de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas –
EARTH. 2002.
Fuente de Variación
GL
C.E.
pH
N
P
K
Ca
Mg
M.O.
C .Org.
C:N
(P)
Tratamientos
2
Error (a)
3
0,001
0,001
0,001
0,262
0,001
0,037
0,199
0,073
0,067
0,017
Lectura
2
0,128
0,662
0,685
0,277
0,546
0,987
0,057
0,967
0,997
0,542
Lectura*Tratamiento
3
0,370
0,980
0,485
0,343
0,859
0,956
0,147
0,979
0,994
1,000
Error (b)
5
Total
15
C.E. (M S/cm)
7,00
6,00
14 días
5,00
21 días
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
S in A ire
Con A ire
E M -Com pos t
E M -B ok as hi
T ratamie ntos
Figura 11. Resultados de análisis químicos de la variable conductividad
eléctrica, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH.
2002.
37
7,00
14 días
6,00
21 días
pH
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
S in A ire
Con A ire
E M -Com post
E M -B ok as hi
T ratamie ntos
Figura 12. Resultados de análisis químicos de la variable pH, de los tres
N (%)
tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
2,00
1,80
1,60
1,40
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
14 días
21 días
S in A ire
Con A ire
E M -Com post
E M -B ok as hi
T ratamie ntos
Figura 13. Resultados de análisis químicos de la variable nitrógeno, de los
tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
38
0,30
0,25
14 días
21 días
P (%)
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
Sin Aire
Con Aire
EM-Compost
EM-Bokashi
Tratamientos
Figura 14. Resultados de análisis químicos de la variable fósforo, de los tres
tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
K (% )
1,60
1,40
14 días
1,20
21 días
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
S in A ire
Con A ire
E M -Com post
E M -B okas hi
T ratamie ntos
Figura 15. Resultados de análisis químicos de la variable potasio, de los tres
tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
39
C a (% )
4,50
4,00
14 días
3,50
21 días
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
S in A ire
Con A ire
E M -Com post
E M -B ok as hi
T ratamie ntos
Figura 16. Resultados de análisis químicos de la variable calcio, de los tres
Mg (%)
tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
0,18
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0,00
14 días
21 días
Sin Aire
Con Aire
EM-Compost
EM-Bokashi
Tratamientos
Figura 17. Resultados de análisis químicos de la variable magnesio, de los
tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
40
M.O. (%)
100,00
98,00
96,00
94,00
92,00
90,00
88,00
86,00
84,00
82,00
14 días
21 días
Sin Aire
Con Aire
EM-Compost
EM-Bokashi
Tratamientos
Figura 18. Resultados de análisis químicos de la variable materia orgánica,
C. Org. (%)
de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
57,00
56,00
55,00
54,00
53,00
52,00
51,00
50,00
49,00
48,00
47,00
14 días
21 días
Sin Aire
Con Aire
EM-Compost
EM-Bokashi
Tratamientos
Figura 19. Resultados de análisis químicos de la variable carbono orgánico,
de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
41
140,00
14 días
120,00
21 días
C/N
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
Sin Aire
Con Aire
EM-Compost
EM-Bokashi
Tratamientos
Figura 20. Resultados de análisis químicos de la variable carbono:nitrógeno,
de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.
En el Cuadro 6, se pueden observar las probabilidades de la varianza
existentes entre los tratamientos de EM-compost con aireación, sin aireación y el
EM-bokashi, por variable. Claramente aparece una diferencia en cuanto a
tratamiento en las variables analizadas, excepto en el fósforo, magnesio, materia
orgánica y carbón orgánico (ver Figuras 14, 17, 18 y 19). Con respecto a las
lecturas y las interacciones de las lecturas con los tratamientos no se mostró
diferencia, de ninguna de las variables analizadas. Esto debido a que presentan
probabilidades mayores a 0,05.
Los parámetros restantes como son los grados de libertad, suma de
cuadrados y cuadrado medio, que se encuentran presentes en los anexos 12 a 20,
claramente son acordes a un análisis de varianza.
Al analizar las fuentes de variación podemos observar que únicamente se
evidenció una diferencia marcada entre los tratamientos. No así entre las lecturas
o interacción entre lectura por tratamiento (p>0,05). Esto nos indica que no se
puede realizar una comparación a fondo por la similitud de los mismos.
42
Al analizar los valores de varianza significativa aparece la conductividad
eléctrica la cuál es evidente ya que existió gran diferencia entre las
concentraciones de nutrientes entre los tratamientos de las pilas de EM-compost y
el EM-bokashi (ver Figura 11). De la misma manera las concentraciones de N, K y
Ca variaron entre los primeros dos tratamientos y el último (ver Figuras 13, 15 y
16). Esto se debió principalmente a que las muestras de las pilas de EM-compost
contenía gran parte de aserrín, mientras que en el EM-bokashi, la materia
orgánica era colocada directamente en el recipiente. Por ésta razón es verificable
que tenga mayores valores nutricionales.
De la misma manera el pH muestra varianza significativa entre los
tratamientos de las pilas de EM-compost y el EM-bokashi debido a que se
encontró en éste último mayor acidez (ver Figura 12). Esto también es justificable
debido a que al existir mayor cantidad de materia orgánica en descomposición
fermentativa, la producción de ácidos orgánicos por la acción de los
microorganismos facultativos provenientes de éste proceso fue mayor.
5.3.
ANÁLISIS DE COSTOS
Cuadro 7. Costos de construcción de los tres tratamientos. Centro de
Recuperación de Materiales. EARTH.
Costos
Materiales
Mano de Obra
Total
EM-compost Sin
Aire (T1)
¢370.783,00
¢325.000,00
¢695.783,00
EM-compost Con
Aire (T2)
Monto
¢520.783,00
¢405.000,00
¢925.783,00
EM-bokashi
¢60.754,00
¢30.000,00
¢90.754,00
Al observar el cuadro 7, se evidencia que el costo del tratamiento del EMbokashi es el más barato, seguido por la pila de EM-compost sin aireador y por
último la pila de EM-compost con el aireador.
43
Cabe resaltar que aunque las estructuras de las dos pilas de EM-compost
son diferentes, los costos de materiales y la mano de obra son los mismos. Esto
se debe a que muchos de los costos de los materiales se compensan. La
diferencia de costos está presente con la compra e instalación del aireador, lo cuál
aumentó el costo original en 230.000,00 colones. (Anexo 34).
Debido a que dentro de la ecoeficiencia tomamos en cuenta los costos de
los tratamientos, es importante hacer notar que los costos de las pilas de EMcompost sin aireación y de EM-compost con aireación, sobrepasan el costo de
construcción del tratamiento de EM-bokashi en más de seis y nueve veces
respectivamente.
5.4.
PRUEBA DE GERMINACIÓN
Cuadro 8. Porcentajes de germinación de las muestras con semillas de
Repollo Chino (S1), Rábano (S2) y Tomate (S3), de los
tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost sin aire (T1)
y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi (T3) en los
estañones.
Tratamiento
Lectura
100 % Suelo
S1
S2
S3
70% S 30 % A
70% A 30 % S
S1
S2
S3
S1
S2
S3
100 % Abono
S1
S2
S3
14
21
28
89% 100% 100%
100% 100% 89%
67% 100% 89%
89%
78%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
67%
78%
78%
100%
100%
100%
100% 56% 100% 67%
100% 89% 78% 67%
100% 55% 100% 33%
EM-compost Con
Aire (T2)
14
21
78%
89%
89% 89%
100% 100%
67%
100%
100%
100%
100%
100%
67%
89%
100%
100%
100% 66% 22%
89% 89% 56%
33%
67%
28
67%
100% 100%
78%
100%
100%
89%
89%
78% 78% 33%
0%
EM-bokashi (T3)
Sólidos
7
14
100% 100% 89%
89% 100% 100%
33%
44%
44%
33%
33%
33%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
21
100% 100%
33%
33%
44%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
EM-compost sin
aire (T1)
89%
44
Cuadro 9. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las porcentajes de
germinación de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost sin aire (T1) y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi
(T3) en los estañones.
Fuente de Variación
GL
(P)
Tratamiento
2
0,001
Sustrato
3
0,001
Semillas
2
0,108
Error
316
Total
323
Al observar la germinación obtenida en las plantas de rábano, repollo chino
y tomate, de acuerdo con el porcentaje de fertilizante utilizado en los sustratos,
podemos observar en el Cuadro 8, que en los fertilizantes de las pilas de EMcompost y de EM-bokashi, se mostró gran cantidad de germinación. En este
cuadro también se observó que al germinar las semillas en un sustrato de 100%
abono, la germinación se vio afectada, posiblemente por la producción de ácidos
orgánicos.
Al observar la germinación de las semillas en sustratos con fertilizante EMbokashi, nos damos cuenta que existió una gran diferencia. Esto se debe a que en
los sustratos donde se utilizó 70% y 100% del fertilizante, la germinación fue nula.
Asimismo al utilizar 30% del fertilizante a prueba, la germinación obtenida fue muy
baja. Esto se debió posiblemente a un error en la metodología utilizada, debido a
que al hacer las diferentes mezclas de abonos con tierra estéril, estas no se
dejaron reposar durante unos días, lo que ocasionó la fermentación del suelo
hasta afectar la germinación de las semillas. Esto se detectó al observar
crecimiento de micelios fungosos en la superficie de los sustratos.
45
Al observar el Cuadro 9, podemos observar que si hubo una diferencia
significativa en cuanto a la germinación de las diferentes semillas en los diferentes
tratamientos así como en los diferentes sustratos. Esto se debió principalmente a
la falta de reposo del sustrato elaborado una ves realizada la mezcla.
5.5.
ANÁLISIS DE ECOEFICIENCIA
Cuadro 10. Factores de ecoeficiencia en los diferentes tratamientos.
T1
T2
T3
Capacidad
de
Reducción
Calidad
del
abono
2
3
1
2
1
3
Comodidad
Reacción a
Costo de
de
germinación construcción
operación
del
tratamiento
3
2
3
2
1
2
1
3
1
En el Cuadro 10 aparecen los resultados de los tres tratamientos evaluados
con respecto a las características tomadas en consideración para el estudio. Se
les asignó un valor de 1 al fertilizante que tuviera la peor característica evaluada y
3 al que tuviera la mejor característica.
Al analizar el cuadro podemos observar que los tres tratamientos tuvieron
buenas y malas características, por lo cuál no hay mejor tratamiento definitivo. En
el caso de la capacidad de reducción, el tratamiento número dos fue el que recibió
mejor puntuación, que en éste caso es el EM-compost con aireación, siendo el
factor de aireación determinante para obtener éste resultado.
En cuanto a calidad el mayor valor asignado fue el del EM-bokashi, debido
a su concentración de macro nutrientes principalmente.
En cuanto a reacción en cambio el EM-bokashi fue el que obtuvo los peores
resultados mientras que el más apto para la germinación de semillas fue el EMcompost sin aireación.
46
En caso de costo, en el análisis de costos se identificó que claramente el
tratamiento de los estañones fue el menos costoso.
Por último en cuanto a comodidad de operación, el tratamiento 1 fue el más
cómodo debido a su techo de tipo rodadizo el cuál facilitaba la labor. Sin embargo
el tratamiento 3 puede tener una operación más cómoda pero esto significa un
costo.
47
6.
CONCLUSIONES
Una vez analizadas las ventajas y desventajas de los diferentes
tratamientos, se puede decir que la elaboración de los tres tipos de fertilizantes
tienen ventajas a tomar en consideración a la hora de escoger un sistema.
Asimismo es importante conocer las desventajas de cada sistema con el fin de
perfeccionarlos y así poder tomar una mejor decisión por cuál método utilizar.
Se evidenció que la pila del EM-compost sin aireación, presentó un tiempo
cercano al óptimo de descomposición, debido a los resultados obtenidos en
cuanto a neutralidad y buena germinación. En cuanto al EM-compost con
aireación, el tiempo de elaboración fue menor al del EM-compost sin aireación, lo
cuál se observó en los bajos valores de pH, debido al avanzado proceso de
descomposición; asimismo los bajos valores de nitrógeno, el cuál se perdió por
volatilización y por el consumo de éste en el proceso de descomposición microbial.
Al realizar el análisis químico del Sistema de Manejo de Desechos
Orgánicos Domésticos en la EARTH, se pudo determinar que no hubo diferencia
significativa entre los contenidos nutricionales de los dos primeros tratamientos
efectuados en las pilas ubicadas en el Centro de Recuperación de Materiales de la
EARTH. Por otro lado, el EM-bokashi obtuvo los mayores valores nutricionales,
debido a la alta concentración de material en descomposición. En ésta
característica hay que tomar en cuenta la subutilización del EM-compost y
especialmente el EM-compost con aireación, lo cuál pudo haber incidido en
mejores resultados de calidad del abono en estos. Cabe resaltar que ésta
subutilización del tratamiento fue un resultado analizado durante el proyecto.
Una vez comparados los costos de construcción de los diferentes
tratamientos, se nota claramente que el método más barato es el de la producción
de EM-bokashi en los estañones. Ésta característica se debe tomar en cuenta a la
hora de escoger alguno de los tratamientos evaluados. También se debe de tomar
48
en cuenta que la producción del EM-compost tiene el costo variable de la compra
del aserrín y en el caso del EM-compost con aireador tiene el costo de la
electricidad.
Al analizar la ecoeficiencia de los diferentes tratamientos, tomando en
cuenta los parámetros evaluados, se concluye que el método más ecoeficiente fue
el EM-compost con aireación debido principalmente a su eficiencia en la reducción
del volumen del material. Además al aplicar éste sistema en la estructura de la pila
del EM-compost sin aireación se puede obtener, por la estructura de su techo
rodadizo, el mejor confort del operante, lo cuál es una característica tomada en
cuenta dentro de la ecoeficiencia. Aunque el tratamiento obtuvo los mayores
costos de construcción, sus beneficios fueron superiores. Es necesario aclarar,
que se está tomando en consideración, la posibilidad de obtener mejores
resultados en cuanto a calidad, aplicándole mayor cantidad de desechos
49
7.
•
RECOMENDACIONES
Se recomienda utilizar el método de la pila de EM-compost con aireador por
ser el más ecoeficiente, sin embargo sugerimos realizar otro estudio para
determinar el tiempo optimo para la producción del abono, así como el
tiempo óptimo de elaboración de los otros tratamientos estudiados.
También es necesario obtener el costo de producción de los tratamientos
de EM-compost, debido a sus costos en cuanto a aserrín y electricidad del
aireador. Con esto será posible determinar si es rentable su producción, ya
que es tomado en cuenta dentro de la ecoeficiencia del sistema.
•
Se debe evaluar el uso del aireador a diferentes períodos de tiempo con el
fin de determinar el tiempo adecuado que debe estar encendido. De ésta
forma se podrá determinar la velocidad de descomposición de la materia
orgánica con respecto al tiempo de aireación de la pila de EM-compost.
•
Es necesario evaluar el tiempo de degradación de cada sistema, debido a
que no se logró determinar el tiempo óptimo de elaboración del abono
orgánico en los diferentes tratamientos. Esto se debe hacer tomando en
cuenta el peso inicial y el peso final del material. Al obtener éste resultado
se podrán tener mejores herramientas para verificar la ecoeficiencia del
EM-compost.
•
Es recomendable utilizar el techo de estilo rodadizo para mayor comodidad
del operante, esto tomando en cuenta que los costos de construcción de las
pilas de EM-compost, sin incluir la instalación del aireador en una de éstas,
fueron los mismos teniendo diferente techo.
•
Se debe considerar el monitoreo de otros parámetros como temperatura y
eliminación de CO2, dentro de las pilas para poder asegurar la alta calidad
del abono, y evitando así las pérdidas de nutrientes por volatilización.
50
•
Se debe considerar como opción, el uso del EM-bokashi como alimento
para el ganado, debido a su alto contenido de proteínas, puesto a que es un
tipo ensilaje que se produce a partir de desechos orgánicos. Las proteínas
se producen durante la fermentación de este tipo de desechos, dando así
buenas características nutritivas para los animales. Esto incidiría en una
mejor evaluación del sistema, a tomar en consideración a la hora de
escoger algún método.
•
Se debe tomar en cuenta para un próximo experimento sobre germinación,
el tiempo que debe estar en reposo la mezcla antes de la siembra de las
semillas para evitar la fermentación del suelo. Lo cuál daría mejor resultado
de germinación principalmente al tratamiento de EM-bokashi.
•
Es recomendable, en el caso de usar los lixiviados del EM-bokashi como
abono foliar, diluír el líquido en agua, entre el 0,3% al 1%.
•
Se deben buscar opciones para neutralizar el pH del EM-bokashi y sus
lixiviados, así como opciones para mejorar las diferentes características de
los otros abonos.
•
Es indispensable mejorar el estudio de calidad de abono, estudiando los
diferentes abonos en campo, y de ésta forma notar más fácilmente sus
características de acuerdo al uso.
•
Se recomienda realizar un estudio de las características organolépticas de
los abonos con el fin de tener mayor cantidad de características a tomar en
consideración durante la evaluación.
51
8.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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54
9. ANEXOS
Anexo 1. Incineración con lecturas en absorción atómica
De acuerdo con las Metodologías de Análisis del Laboratorio de Suelos y
Aguas de la EARTH (2002)
Preparación de las muestras
La muestra de bokashi se secó en un horno a una temperatura de 50° C por
48 a 72 horas. Posteriormente, las muestras se molieron en un molino Wiley de
acero inoxidable utilizando un tamiz de 20 – 40 mesh.
Digestión
Se pesó aproximadamente un gramo de bokashi de cada muestra molida y
se hizo la digestión seca o incineración. Cada muestra de un gramo se colocó en
crisoles de porcelana (Gooch) y luego en una mufla a 470 – 500° C por seis horas.
Luego, se enfriaron las muestras y se humedecieron con agua destilada. Se les
agregó dos mililitros de HCl concentrado y se evaporó muy lentamente a
sequedad en una plancha caliente. Posteriormente, se agregó 25.0 ml de una
solución 1N de HCl y se filtraron las soluciones (filtrado original). Finalmente, se
tomó una alícuota de un mililitro del filtrado original y se le agregó 24.0 ml de agua
destilada (Dilución 1).
Determinación de P
Se tomaron dos mililitros de la Dilución 1 y se agregaron ocho mililitros de
una solución diluida de Cloruro Estañoso y 10.0 ml de una solución diluida de
Molibdato de Amonio. Se dejó en reposo durante 20 minutos para el desarrollo del
color y luego se obtuvo el porcentaje de Transmitancia o Absorbancia en
espectrofotómetro (colorímetro) a 660 ú 880 mm. Se realizó una curva patrón bajo
las mismas condiciones, utilizando concentraciones de 0, 2, 4, 6, 8 y 10 ppm de P.
56
Determinación de Ca
Se tomó una alícuota de dos mililitros de la Dilución 1 y se agregó ocho
mililitros de agua destilada y 10.0 ml de una solución de Lantano al 0.5%, luego se
analizaron utilizando el espectrofotómetro de absorción atómica.
Determinación de Mg y K
Se tomó un mililitro de la Dilución 1 y se agregó 15 ml de agua destilada y
nueve mililitros de Lantano al 0.5%, luego se analizaron las muestras utilizando el
espectrofotómetro de absorción atómica.
57
Anexo 2. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
Conductividad Eléctrica de los tratamientos efectuados en las
pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) –
Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,050
0,050
1,923
0,235
Error (a)
4
0,105
0,026
Lectura
2
0,071
0,036
1,200
0,357
Lectura*Tratamiento
2
0,040
0,020
0,667
0,545
Error (b)
8
0,243
0,030
Total
17
0,508
CV: 17,61%
Anexo 3. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH en
Agua de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost
con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas.
2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,068
0,068
13,600
0,095
Error (a)
4
0,021
0,005
Lectura
2
0,061
0,030
1,579
0,262
Lectura*Tratamiento
2
0,029
0,014
0,737
0,500
Error (b)
8
0,153
0,019
Total
17
0,333
CV: 2,24%
Anexo 4. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
nitrógeno de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y
Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,005
0,005
0,217
0,587
Error (a)
4
0,094
0,023
Lectura
2
0,008
0,004
0,235
0,797
Lectura*Tratamiento
2
0,003
0,001
0,059
0,924
Error (b)
8
0,133
0,017
Total
17
0,244
CV: 38,09%
58
Anexo 5. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable fósforo
de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con
aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,001
0,001
0,500
0,367
Error (a)
4
0,008
0,002
Lectura
2
0,000
0,000
0,000
0,863
Lectura*Tratamiento
2
0,002
0,001
1,000
0,439
Error (b)
8
0,011
0,001
Total
17
0,023
CV: 22,13%
Anexo 6. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable potasio
de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con
aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Calculado
Cuadrados
Medio
Tratamientos
1
0,014
0,014
0,933
0,181
Error (a)
4
0,060
0,015
Lectura
2
0,015
0,007
1,000
0,384
Lectura*Tratamiento
2
0,007
0,003
0,429
0,616
Error (b)
8
0,054
0,007
Total
17
0,149
CV: 29,46%
Anexo 7. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable calcio de
los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire
(T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,010
0,010
0,200
0,304
Error (a)
4
0,200
0,050
Lectura
2
0,029
0,015
1,667
0,238
Lectura*Tratamiento
2
0,030
0,015
1,667
0,236
Error (b)
8
0,068
0,009
Total
17
0,338
CV: 28,80%
59
Anexo 8. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
magnesio de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y
Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,002
0,002
1,000
0,262
Error (a)
4
0,008
0,002
Lectura
2
0,000
0,000
0,000
0,916
Lectura*Tratamiento
2
0,000
0,000
0,000
0,971
Error (b)
8
0,013
0,002
Total
17
0,025
CV: 31,16%
Anexo 9. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable materia
orgánica de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y
Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,642
0,642
1,138
0,435
Error (a)
4
2,258
0,564
Lectura
2
0,563
0,282
0,297
0,751
Lectura*Tratamiento
2
0,541
0,271
0,286
0,759
Error (b)
8
7,596
0,949
Total
17
11,600
CV: 1,01%
Anexo 10. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono orgánico de los tratamientos efectuados en las pilas de
EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos
y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,142
0,142
1,183
0,468
Error (a)
4
0,482
0,120
Lectura
2
0,488
0,244
0,992
0,411
Lectura*Tratamiento
2
0,681
0,341
1,386
0,304
Error (b)
8
1,964
0,246
Total
17
3,758
CV: 0,88%
60
Anexo 11. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
humedad de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y
Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
55,827
55,827
2,425
0,226
Error (a)
4
92,069
23,017
Lectura
2
29,921
14,961
0,460
0,647
Lectura*Tratamiento
2
42,241
21,121
0,650
0,548
Error (b)
8
259,958
32,495
Total
17
480,016
CV: 18,31%
Anexo 12. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono:nitrógeno de los tratamientos efectuados en las pilas de
EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos
y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
39,783
39,783
0,006
0,903
Error (a)
4
25843,633 6460,908
Lectura
2
406,306
203,153
0,080
0,922
Lectura*Tratamiento
2
1591,608
795,804
0,320
0,736
Error (b)
8
19957,898 2494,737
Total
17
47839,230
CV: 21,51%
Anexo 13. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
conductividad eléctrica del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado
en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,378
0,378
14,538
0,009
Error (a)
4
0,105
0,026
Lectura
1
0,001
0,001
0,060
0,817
Lectura*Tratamiento
1
0,009
0,009
0,550
0,501
Error (b)
4
0,067
0,017
Total
11
0,560
CV: 2,12%
61
Anexo 14. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH en
Agua del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones
– Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
1,367
1,367
18,227
0,016
Error (a)
4
0,298
0,075
Lectura
1
0,072
0,072
0,860
0,407
Lectura*Tratamiento
1
0,033
0,033
0,390
0,565
Error (b)
4
0,337
0,084
Total
11
2,107
CV: 6,46%
Anexo 15. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
nitrógeno del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los
estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Calculado
Cuadrados
Medio
Tratamientos
1
1,477
1,477
10,550
0,052
Error (a)
4
0,558
0,140
Lectura
1
0,001
0,001
0,010
0,937
Lectura*Tratamiento
1
0,052
0,052
0,026
0,635
Error (b)
4
0,792
0,198
Total
11
2,880
CV: 19,79%
Anexo 16. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable fósforo
del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab.
Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
0,137
0,137
34,250
0,001
Error (a)
4
0,016
0,004
Lectura
1
0,001
0,001
0,630
0,473
Lectura*Tratamiento
1
0,001
0,001
0,940
0,388
Error (b)
4
0,006
0,001
Total
11
0,161
CV: 28,15%
62
Anexo 17. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable potasio
del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab.
Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de
Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
4490795,575 4490795,575 22305,202 0,001
Error (a)
4
805,337
201,334
Lectura
1
428,288
428,288
3,530
0,133
Lectura*Tratamiento
1
411,958
411,958
3,390
0,139
Error (b)
4
485,377
121,344
Total
11
4492926,535
CV: 1,80%
Anexo 18. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable calcio
del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab.
Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de
Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
13351510,730 13351510,730 156,601
0,001
Error (a)
4
341033,430
85258,357
Lectura
1
146542,89
146542,89
3,500
0,135
Lectura*Tratamiento
1
143863,29
143863,29
3,440
0,137
Error (b)
4
167514,43
41878,61
Total
11
14150464,770
CV: 19,33%
Anexo 19. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
magnesio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los
estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de
Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
136175,168 136175,168 1381,325 0,001
Error (a)
4
394,333
98,583
Lectura
1
0,740
0,740
0,100
0,772
Lectura*Tratamiento
1
0,760
0,760
0,100
0,770
Error (b)
4
31,001
7,750
Total
11
136602,003
CV: 2,61%
63
Anexo 20. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable materia
orgánica del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los
estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
1624,246 1624,246
67,243
0,003
Error (a)
4
96,620
24,155
Lectura
1
54,912
54,912
1,290
0,319
Lectura*Tratamiento
1
8,450
8,450
0,200
0,679
Error (b)
4
150,088
42,522
Total
11
1954,317
CV: 8,59%
Anexo 21. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono orgánico del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en
los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
546,480
546,480
67,243
0,003
Error (a)
4
32,510
8,127
Lectura
1
18,451
18,451
1,290
0,319
Lectura*Tratamiento
1
2,842
2,842
0,200
0,679
Error (b)
4
57,178
14,294
Total
11
657,461
CV: 8,59%
Anexo 22. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono:nitrógeno del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en
los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
1
503,626
503,626
30,432
0,010
Error (a)
4
66,197
16,549
Lectura
1
5,686
5,686
0,240
0,649
Lectura*Tratamiento
1
0,270
0,270
0,010
0,920
Error (b)
4
94,182
23,546
Total
11
669,960
CV: 23,00%
64
Anexo 23. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
conductividad eléctrica de los tres tratamientos – Lab. Suelos y
Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
70,208
35,104
21,616
0,001
Error (a)
5
8,119
1,624
Lectura
1
0,040
0,040
3,320
0,128
Lectura*Tratamiento
2
0,029
0,015
1,220
0,370
Error (b)
5
0,060
0,012
Total
15
70,38
CV: 4,96%
Anexo 24. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH de
los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
6,073
3,036
19,094
0,001
Error (a)
5
0,793
0,159
Lectura
1
0,017
0,018
0,220
0,662
Lectura*Tratamiento
2
0,003
0,002
0,020
0,980
Error (b)
5
0,407
0,081
Total
15
6,641
CV: 4,90%
Anexo 25. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
nitrógeno de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
5,722
2,861
29,802
0,001
Error (a)
5
0,481
0,096
Lectura
1
0,005
0,005
0,190
0,685
Lectura*Tratamiento
2
0,041
0,021
0,840
0,485
Error (b)
5
0,123
0,025
Total
15
6,026
CV: 21,61%
65
Anexo 26. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable fósforo
de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
0,007
0,004
2,000
0,262
Error (a)
5
0,009
0,002
Lectura
1
0,003
0,003
1,490
0,277
Lectura*Tratamiento
2
0,005
0,003
1,330
0,343
Error (b)
5
0,010
0,002
Total
15
0,035
CV: 24,04%
Anexo 27. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable potasio
de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
3,484
1,742
20,738
0,001
Error (a)
5
0,422
0,084
Lectura
1
0,003
0,003
0,420
0,546
Lectura*Tratamiento
2
0,002
0,001
0,160
0,859
Error (b)
5
0,039
0,008
Total
15
3,683
CV: 16,40%
Anexo 28. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable calcio
de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
35,145
17,572
22,703
0,037
Error (a)
5
3,869
0,774
Lectura
1
0,001
0,001
0,000
0,987
Lectura*Tratamiento
2
0,232
0,116
0,050
0,956
Error (b)
5
12,886
2,577
Total
15
50,052
CV: 133,71%
66
Anexo 29. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
magnesio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
0,003
0,002
2,000
0,199
Error (a)
5
0,003
0,001
Lectura
1
0,004
0,004
6,090
0,057
Lectura*Tratamiento
2
0,004
0,002
2,890
0,147
Error (b)
5
0,003
0,001
Total
15
0,018
CV: 20,45%
Anexo 30. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable materia
orgánica de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
265,199
132,599
20,855
0,073
Error (a)
5
31,789
6,358
Lectura
1
0,053
0,053
0,000
0,967
Lectura*Tratamiento
2
1,204
0,602
0,020
0,979
Error (b)
5
144,090
28,818
Total
15
428,945
CV: 5,69%
Anexo 31. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono orgánico de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas.
2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
93,035
46,518
19,002
0,067
Error (a)
5
12,238
2,448
Lectura
1
0,000
0,000
0,000
0,997
Lectura*Tratamiento
2
0,115
0,058
0,010
0,994
Error (b)
5
47,630
9,526
Total
15
147,848
CV: 5,63%
67
Anexo 32. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable
carbono:nitrógeno de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas.
2002.
Fuente de Variación
GL
Suma de
Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
52826,617 26413,309
53,009
0,017
Error (a)
5
2491,419
498,284
Lectura
1
3571,438
3571,438
0,680
0,546
Lectura*Tratamiento
2
0,000
0,000
0,000
1,000
Error (b)
5
13048,157 2609,631
Total
15
68724,673
CV: 40,35%
Anexo 33. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las porcentajes de
germinación de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost sin aire (T1) y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi
(T3) en los estañones.
Fuente de Variación
GL
Suma de Cuadrado
F
(P)
Cuadrados
Medio
Calculado
Tratamientos
2
19,022
9,511
127,410
0,001
Sustratos
3
12,254
4,085
54,720
0,001
Semillas
2
0,334
0,167
2,240
0,108
Error
316
23,58
0,075
Total
323
55,199
CV: 40,61%
Anexo 34. Costos de construcción de pila para EM-compost con aireación.
Detalle
Materiales
Mano de Obra
Aireador (Caracol)
Instalación del Caracol
Total
Monto
¢ 370.783,00
¢ 325.000,00
¢ 150.000,00
¢ 80.000,00
¢ 925.783,00
Anexo 35. Costos de estañones y adecuaciones para EM-bokashi.
Detalle
Monto
6 Estañones
¢ 36.000,00
Materiales adecuaciones
¢ 24.754,00
Mano de Obra adecuaciones
¢ 30.000,00
Total
¢ 90.754,00
68