caracterizacion de compostas, lombricompostas y su potencialuso

CARACTERIZACION DE COMPOSTAS, LOMBRICOMPOSTAS Y SU
POTENCIAL USO EN ENMIENDAS DE SUELOS Y PRODUCCIÓN DE
CULTIVOS
Ivan TORRES FLORES 1, J. Antonio TICANTE R. 2, Eduardo CALDERON F.2,
Marco A. MARÍN C.2
1
Facultad de Ingeniería Química, Colegio de Ingeniería Ambiental, BUAP,
[email protected]. 2Departamento de Investigación en Ciencias
Agrícolas, ICBUAP, 14 sur 6301, Puebla, Pue. E-mail
[email protected]
Palabras clave: Compostas, Lombricompostas, Materia orgánica, Residuos.
RESUMEN
El compostaje, el lombricompostaje y subproductos de estos, han resultado un
medio importante para la reducción o transformación de desechos orgánicos, y el
aprovechamiento de las propiedades nutrimentales que contienen y su potencial
aplicación en enmiendas del suelo. De está manera, la caracterización de
lombricompostas y compostas de residuos orgánicos agrícolas y domésticos, es
importante en función de los contenidos nutrimentales que presenten y su
adecuada incorporación al suelo. Para la caracterización de las compostas, se
realizaron las siguientes determinaciones, pH, % de materia orgánica, % carbono
orgánico, % de carbono de ácidos húmicos y fúlvicos (extracto húmico total), % de
nitrógeno total,% fósforo, % de potasio, % de calcio , % de magnesio y
conductividad eléctrica.
En el caso de las compostas estudiadas en estos sistemas habrá que aplicar una
variedad de acciones y practicas de administración de los residuos orgánicos que
se apliquen en suelos, que se complementen y permitan manejar adecuadamente
y con eficiencia evitando impactos negativos y situaciones de riesgos posibles
sobre la salud humana y el medio ambiente. por lo que se espera que este tipo de
residuos orgánicos puedan ser empleados en el desarrollo de abonos orgánicos.
¿Qué es el compostaje?
“Es una técnica que consiste en la degradación progresiva de los residuos basada
en el aprovechamiento de la materia orgánica contenida en los residuos sólidos
urbanos bajo condiciones controladas, hasta un grado tal de ser reincorporados al
suelo para contribuir en el enriquecimiento de nutrientes y mejoramiento del
suelo.”
Este se puede definir como un caso muy particular de suelo activo, muy rico en
materia orgánica en evolución y pobre en elementos minerales.
El compostado de esta materia orgánica es una solución relativamente simple, que
permite obtener un producto con valor agregado, que son las compostas. La
aplicación de éstas es muy variado, abarcando desde el uso como mejorador de
1
suelos de parques y jardines, su aplicación en horticultura orgánica a nivel local
para la creación de fuentes de trabajo y alimentos de mejor calidad que los que se
obtienen con los tradicionales abonos e insecticidas químicos; el mejoramiento de
suelos agrícolas y la remediación de suelos contaminados.
La reducción de tamaño es esencial para facilitar el ataque microbiano, al
incrementar notablemente la superficie expuesta al mismo.
La fase inicial del ataque microbiano se caracteriza por la rápida perdida de
materia orgánica fácilmente descomponible. La cantidad de carbono presente en
el sustrato que puede perderse en este estadio es de un 10 al 70% del total.
Lógicamente, la importancia del ataque microbiano es función de la naturaleza y
cantidad de microorganismos presentes en el suelo. Los mohos y las bacterias
son especialmente activos en la descomposición de las proteínas, féculas y
celulosa. Los actinomicetos juegan un importante papel en la descomposición de
las partes mas resistentes de las plantas, especialmente la lignina.
La materia orgánica, junto con el aire, agua y minerales, es uno de los
componentes básicos del suelo. Se define como el conjunto de componentes
orgánicos, de origen animal o vegetal, que se encuentra en diferentes estados de
descomposición o transformación.
Este humus, constituye la mayor reserva de carbono orgánico del planeta. Para
tener una idea de este aporte de materia orgánica natural por vegetales, basta
decir, que los bosques tropicales aportan 150.000 Kg/Ha/año, los bosques de
clima templado 25.000, las pasturas 2.300 y las bacterias y hongos 4.500. A este
humus vegetal, habría que añadir el que resulta de la descomposición de origen
animal( deyecciones y animales muertos ).
INTRODUCCIÓN
Humus es el nombre científico de la tierra vegetal. EI humus se forma por la
descomposición de materia orgánica, generalmente de origen vegetal. Hay
muchas maneras de hacer composta: en hoyos, en cajones de madera, de tela de
alambre o utilizando tambos. Por ejemplo, en un agujero de 1 m x 1 m y 30 a 50
cm de profundidad, se van echando todos los desperdicios del jardín (hojas secas,
recortes de pasto, flores marchitas, etc.) y todo el material de desperdicio de la
cocina (cáscaras y recortes de frutas y verdura, desperdicio de café, cascarones
de huevo, etc.), cubriendo siempre con una delgada capa de tierra, aserrín o
pasto,
para
no
dejar
expuestos
los
desperdicios
de
cocina.
Es recomendable cortar los materiales de desperdicio tan finamente como sea
posible, pues mientras mas pequeñas sean las partículas, presentarán una mayor
superficie de contacto a la humedad, al aire y a las bacterias del suelo, lo cual
favorece el proceso de composteo. La materia orgánica en descomposición
genera calor (aproximadamente 70° C), el cual sirve para matar los huevecillos de
insectos y la mayoría de microorganismos que pudieran causar enfermedades. Es
2
importante tomar en cuenta que necesitamos humedad y oxigeno para ayudar a
acelerar el proceso de descomposición.
A veces será necesario agregar agua para mantener cierto nivel de humedad y es
importante remover el montículo cada 8 o 10 días para oxigenarlo. Al llenarse el
agujero se deja reposar. EI almacenamiento de material fresco se puede continuar
en un segundo agujero. AI cabo de 6 a 8 semanas ya se tiene un abono orgánico
o tierra negra, la cual se puede tamizar a través de una malla gruesa. Las piezas
que quedan en la malla se reintegran al proceso de descomposición. El material
que pasa a través de la malla es tierra negra de excelente calidad, la cual se
puede usar como tal, o bien como abono para plantas o áreas sembradas. Cuando
se hace en el compostero, un cajón de madera o tela de alambre, se inicia con
tierra en el fondo de la caja. Después se van agregando Ios desperdicios de
cocina, cubriéndolos con la misma cantidad de desperdicios de jardín (pasto y
hoja), o de tierra. Nunca dejar expuestos los desperdicios de la cocina, pues estos
atraen a las moscas. Al Ilenarse el cajón, se va sacando la composta de la parte
inferior y se sigue Ilenando el cajón con el desperdicio orgánico nuevo, o bien, se
empieza a Ilenar otro cajón o tambo, mientras el primero termina su proceso de
descomposición.
MATERIALES Y METODOS.
Para la caracterización de las compostas, se realizaron las siguientes
determinaciones, pH, % de materia orgánica, % carbono orgánico, % de carbono
de ácidos húmicos y fúlvicos (extracto húmico total), % de nitrógeno total,%
fósforo, % de potasio, % de calcio , % de magnesio y conductividad eléctrica.
Restos vegetales en lombricomposta SEM MAG:100 x (Foto 1)
3
Huevecillos de lombriz y bacterias SEM MAG:6.00 Kx (Foto 2)
RESULTADOS
Análisis realizados a 2 tipos de compostas. Todas las determinaciones se
realizaron por duplicado. Determinación de ph (tabla i)
DETERMINACIÓN CON H2O DETERMINACIÓN CON KCl. pH 7
DESTILADA
Humus
7.79
7.81
7.47
7.46
100%
esterilizado.
Composta 4.58
4.61
4.01
4.00
casera.
La máxima disponibilidad de la mayoría de los nutrientes se obtiene cuando el pH
(potencial de hidrógeno) del suelo, medido en suelo: agua, se encuentra cercano a
la neutralización entre 6.0 y 6.5. en general es conveniente que el pH del suelo no
sea menor que 6.0 sin embargo, suelos con pH menor a 6.0 pero sin llegar a 5.5
se consideran de moderada a ligeramente ácidos, pero estos suelos no
necesariamente requieren de encalado. Por otro lado suelos con pH entre 6.5 y
7.5 no presentan problemas de manejo, a excepción de aquellos que contienen
cantidades apreciables de bicarbonato de sodio del suelo, en cuyo caso pueden
presentarse problemas de disponibilidad de fierro. A medida que el pH aumenta se
suelen incrementar los problemas de disponibilidad de Zn, Fe, Cu y Mn.
4
Tabla (II). Determinación de fósforo total. Muestras 1 y 2 humus de lombriz.
Muestras 3 y 4 composta casera.
MUESTRA
1
2
3
4
CONCENTRACIÓN
2.24175%
2.205%
0.6474%
0.28%
DE FÓSFORO.
El fósforo (P) es el segundo nutrimento en importancia, a juzgar por la frecuencia
con que ocurre la deficiencia en el suelo. la concentración total de p en el suelo
varia de 200 a 5000 mg kg-1. sin embargo la mayor parte de este esta en formas
no asimilables para las plantas, por lo que solo una parte pequeña de p, cuya
concentración es del orden de apenas unas décimas de mgl-1 se encuentra en la
solución del suelo, listo para ser absorbido por las raíces. por fortuna las
cantidades requeridas de p por las plantas, en la solución del suelo, son muy bajas
y siempre hay un flujo de la fase minera y orgánica hacia la fase soluble.
El P es un nutrimento con baja movilidad en el suelo y es tomado por las plantas
como Ortofosfato primario (H2 PO4-), aunque también puede absorberse como
Ortofosfato secundario (HPO4=). la presencia relativa de estas especies químicas
dependerá del ph del suelo. a un ph de 7.2 hay aproximadamente las mismas
cantidades de H2PO4- y HPO4=, debajo de este ph la forma H2PO4- es la
predominante y por encima de este ph la forma predominante es hpo4. el fósforo
juega un papel fundamental en la fisiología de cualquier ser vivo, pues forma parte
esencial del ADN y ARN.
La adecuada nutrición de fósforo mejora la fisiología de la planta en relación con
los procesos de: fotosíntesis, fijación de nitrógeno, floración y fructificación. por
otro lado, el crecimiento de raíces, particularmente el de las raíces laterales se ve
favorecido por la nutrición del fósforo.
Tabla (III). Determinación de calcio y magnesio. Muestras 1y 2 humus lombriz.
Muestras 3 y 4 composta casera.
MUESTRA
1
2
3
4
CALCIO
7%
7.5%
1.25%
1.5%
MAGNESIO
1.5%
2%
0.75%
0.75%
El calcio (Ca) y el magnesio (Mg) forman parte de los llamados nutrimentos
secundarios, sin embargo, son tan esenciales como los macronutrimentos, solo
que se le designa de esta manera debido a que son consumidos en menor
proporción que los primeros.
CALCIO
El calcio es absorbido por las plantas en la forma de Ca++ y es un nutrimento
esencial en la formación de compuestos que forman parte de la estructura de la
pared celular como pectato de calcio, el cual une las paredes primarias de las
células adyacentes. Es fundamental para mantener la integridad de la membrana
lo cual afecta la permeabilidad e integridad de la misma y por ende , la absorción
5
nutrimental, promoviendo o limitando el flujo de nutrimentos hacia el interior de la
raíz.
El síntoma mas común de la deficiencia del calcio es un pobre crecimiento radical.
Las raíces con deficiencia de calcio se tornan negras y se pudren. Las hojas
nuevas y otros tejidos en crecimiento desarrollan el síntoma de detener su
desarrollo e incluso se mueren. En el fruto se desarrolla una pudrición seca como
en chile y tomate, pero esta a menudo se asocia a un bajo abastecimiento de
agua con relación al ritmo de crecimiento de los frutos. Las plantas leguminosas
presentan mayor demanda de calcio al igual que la mayoría de las hortalizas.
MAGNESIO
El magnesio forma parte esencial de la molécula de clorofila y es necesaria para la
actividad de muchas enzimas, incluyendo aquellos pasos mas importantes en la
actuación del ATP. Es esencial para mantener la estructura del ribosoma en la
célula. El magnesio es tomado por las plantas como Mg++ de la solución del suelo
mediante flujo de masa y difusión. El magnesio se encuentra en el suelo en la
forma:
1).- No intercambiable.
2).- Intercambiable.
3).- Soluble.
El magnesio intercambiable normalmente constituye de 4 a 20% de la CIC. Sin
embargo, en el estado de Guanajuato, México, estos valores varían de 5 a 30%
para los suelos de textura gruesa y de 10 a 30% para los suelos de textura fina,
aunque el rango general vario de menos que 2.5% hasta de 40%, en cuanto a la
concentración, esta varia típicamente en los mismos suelos de 100 a 700 ppm
(partes por millón) en los suelos de textura gruesa y de 200 a 2000 ppm en los
suelos de textura fina. En la solución de suelo se encuentra frecuentemente a una
concentración de 5 a 70 ppm pero se han reportado concentraciones de magnesio
mucho mayores.
Los cultivos difieren en su demanda de magnesio, siendo las especies de; avena,
maíz, pasto, papa, algodón, cítricos tabaco palma de aceite y remolacha, las que
mas responden a la aplicación de magnesio. Se ha observado que algunas
variedades son mas susceptibles a la deficiencia de magnesio que otras.
Los factores que afectan el suministro de magnesio son: el contenido de Mg++, el
pH del suelo, dosis de aplicación de K, la CIC (Capacidad de Intercambio
Catiónico), el porcentaje de saturación con Mg, la textura del suelo, el tipo de
arcilla y la relación Ca/Mg.en suelos con alto contenido de aluminio (mas de 65%
de saturación de aluminio) el abastecimiento de Mg al cultivo se ve severamente
afectado.
Los niveles críticos de Mg en suelo, son muy variables dependiendo del cultivo y
de las variables antes mencionadas, sin embargo se ha mencionado que el rango
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puede ir desde 25 a 180 ppm extraído con acetato de amonio para una variedad
de cultivo y regiones.
Tabla (IV). Nitrógeno total.
MUESTRA
1
NITROGENO
1.008%
2
1.0645%
3
0.196%
4
0.252%
El nitrógeno (N) es el elemento mas limitativo que hay en casi todos los suelos,
por lo que prácticamente siempre hay que suministrarlo en diferentes formas. El
nitrógeno es un elemento muy dinámico que entra y sale del sistema de varias
maneras.
Para determinar la cantidad de nitrógeno que requiere un suelo es indispensable
tener conocimiento del objetivo de la producción, de los requerimientos
nutrimentales del cultivo, según la etapa de desarrollo y su potencial productivo,
así como de las características de su sistema radical, del nivel de nitratos en el
suelo, del nivel de materia orgánica del mismo, de las condiciones físicas y
químicas del suelo y del manejo agronómico, puesto que esto afecta la eficiencia
del uso del nitrógeno tanto del que ya esta disponible en el suelo y del que se
mineraliza durante el desarrollo del cultivo, como del que proviene del fertilizante.
El suministro de nitrógeno en el suelo proviene de:
a).- El N mineral en forma de nitratos en el perfil del suelo.
b).- el N mineralizado de la materia orgánica nativa del suelo.
c).- el N proveniente de los residuos de cultivo, el cual puede ser positivo (N
mineralizado) o negativo (N inmovilizado) dependiendo de la relación C/N de
estos.
d).- El N proveniente de enmiendas orgánicas, cuando se aplican estos abonos al
suelo.
Tabla (V). Conductividad eléctrica (C:E:)
HUMUS DE LOMBRIZ.
COMPOSTA CASERA.
128.6802 mmhos/cm.
1.2345mmhos/cm.
DETERMINACIÓN DE POTASIO
El potasio (k) es activamente tomado de la solución del suelo a través de las raíces
de las plantas. Los requerimientos de potasio de las plantas son tan o mas altos
que los del nitrógeno. El potasio es uno de los elementos esenciales de las
plantas y participa en: la activación de muchas enzimas, las relaciones hídricas, la
transpiración, las relaciones energéticas, la absorción de nitrógeno y la síntesis de
proteínas y los sistemas de defensa de las plantas. El potasio no forma parte de la
estructura de ninguna de las moléculas que se encuentran dentro de la célula de
las plantas. Tiene un papel muy importante en la calidad de varios cultivos como
son algunas solanáceas, que son los cultivos de mas alta demanda de este
7
nutrimento, así como los cultivos cuya misión es la producción y almacenamiento
de carbohidratos en los órganos de reserva o de fructificación.
CONCLUSIÓN
De los resultados obtenidos en la caracterización de las compostas, se puede
resaltar, que al compararlos con datos existentes para el suelo, no se observan
diferencias significativas, En el caso de las compostas estudiadas en estos
sistemas habrá que aplicar una variedad de acciones y practicas de administración
de los residuos orgánicos que se apliquen en suelos, que se complementen y
permitan manejar adecuadamente y con eficiencia evitando impactos negativos y
situaciones de riesgos posibles sobre la salud humana y el medio ambiente. por lo
que se espera que este tipo de residuos orgánicos puedan ser empleados en el
desarrollo de abonos orgánicos.
AGRADECIMIENTOS
Vicerrectoría de investigación y estudios de Posgrado, BUAP.
REFERENCIAS
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Interpretación de Análisis de Suelos y Aguas.
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producción de forraje en suelos pardos, grisáceos de Cuba. Tesis para optar por el
grado de candidato a Doctor, UCLV. Cuba,1988.FAO. El reciclaje de materias
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1983. Simpson, K; Abonos y Estiércoles, Edt. Acribia S.A., Zaragoza, p 97, 1986.
E. Giasson, Departamento de Solos de la Universidad de Federal de Río Grande
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Bravo V. A., 1996,“Técnicas y Aplicaciones del Cultivo de la Lombriz Roja
Californiana (Eisenia foetida), Facultad Humanidades Tecnológica, Sociedad y
Ambiente, Universidad Yacambu
Melgarejo P. M. R., Ballesteros A. I., Bendeck L. M., 1997, “Evaluación de algunos
parámetros Fisicoquímicos y Nutricionales en Humus de Lombriz y Composta
derivados de diferentes sustratos”, Revista Colombiana de Química, Volumen 26,
No. 2.
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