FILIAL AREQUIPA FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL UTILIZACION DE RESIDUOS ORGANICOS PARA LA ELABORACION DE LOMBRICOMPOST EN LA ZONA AA.HH.BALCONES MARIANO MELGAR.AQP-2017 AUTOR: AREQUIPA - 2017 1 INDICE Capítulo 1 : ................................................................................................................................. 4 PLAN DE TESIS..................................................................................................................... 4 1. INTRODUCCION: .......................................................................................................... 4 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: ...................................................................... 5 3. FORMULACION DEL PROBLEMA : ......................................................................... 5 4. OBJETIVOS:................................................................................................................... 6 4.1 Objetivos generales: ................................................................................................. 6 4.2 Objetivos específicos: .............................................................................................. 6 5. Justificación : ................................................................................................................ 6 6. Limitaciones: ................................................................................................................. 7 7. Marco Teórico : ............................................................................................................ 7 7.1 Antecedentes:............................................................................................................. 7 8. 7.2 Conceptos básicos : ............................................................................................ 9 7.3 sistema de hipótesis: ........................................................................................ 12 7.4 sistema de variables: ........................................................................................ 12 MARCO METODOLOGICO: ...................................................................................... 12 8.1 nivel de investigación: ........................................................................................... 13 8.2 Tipo de investigación: ........................................................................................... 13 8.3 población y muestra: .............................................................................................. 13 8.4 Selección del método: ............................................................................................ 13 8.5 Técnicas de procedimiento y análisis de datos : ............................................ 14 ASPECTOS ADMINISTRATIVOS : .................................................................................. 14 RECURSOS NECESARIOS: ......................................................................................... 15 9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES: ....................................................................... 17 ANEXOS:............................................................................................................................... 18 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................... 20 CAPITULO 2: ................................................................................................................................ 21 MARCO TEORICO .................................................................................................................. 21 2.1 ANTECEDENTES: ................................................................................................... 21 2.2 MARCO TEORICO: .................................................................................................. 25 2.3 MARCO CONCEPTUAL: ......................................................................................... 39 CAPITULO 3 ................................................................................................................................. 52 METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION ......................................................................... 52 MATERIALES Y HERRAMIENTAS PARA ELABORAR EL HUMUS: ...................... 52 2 PREPARACIÓN DEL HUMUS .......................................................................................... 53 2. MATERIA PRIMA: ....................................................................................................... 53 3. PREPARACIÓN DE LA MEZCLA: ........................................................................... 54 4. PROCESAMIENTO: .................................................................................................... 56 5. COSECHA DEL HUMUS :.......................................................................................... 59 6. ALMACENAJE Y DISTRIBUCIÓN. .......................................................................... 59 7. HIGIENE Y SEGURIDAD. .......................................................................................... 60 MEDICIÓN DE FACTORES: .......................................................................................... 61 APLICACIÓN DEL HUMUS ............................................................................................... 61 DOSIS DE APLICACIÓN DE HUMUS DE LOMBRIZ ................................................... 62 EXPERIMENTAL: ................................................................................................................ 62 MODO DE DAR VUELTA LA MASA: .............................................................................. 62 PRODUCCION ANUAL Y CANTIDADES NECESARIAS ............................................ 64 3 Capítulo 1 : PLAN DE TESIS 1. INTRODUCCION: A lo largo de algunos tiempos, el principal problema de los residuos orgánicos e inorgánicos ha sido su eliminación, actualmente se vive en una sociedad de consumo, y esto genera un grave problema de producción y manejo los desechos. Los residuos sólidos han generado impactos ambientales negativos por su disposición inadecuada y porque cada vez la población crece más, en la zona de mariano melgar especialmente las partes alejadas del distrito como el AA.HH Balcones cual transcurre cada día el problema. El humus es una técnica muy antigua a tratar grandes cantidades de residuos Este cambio obliga a pasar de un proceso relativamente senillo a otro más exigente en cual se han aplicar técnicas más rigorosas y bajo controles más escritos, siendo motivo de discusión la calidad apropiada de humus a la final ,con la generación de alternativas para la eliminación de residuos con el fin de reducir el impacto ambiental. La elaboración de abonos orgánicos constituye una práctica importante para el reciclaje de algunos de los desechos generados por la agricultura, agroindustria, así como la conversión de estos subproductos en materiales que puedan utilizarse para la mejora del suelo (Uribe, 2003).(1) La presente investigación, pretende establecer nuevas propuestas de acción en cuanto al aprovechamiento y valoración de los desechos orgánicos, sobre la cual pueda generarse alternativas para mejorar su uso, mediante el compostaje, que es un proceso que se lleva acabo de manera natural, cuyos resultados finales es la obtención del compost, el mismo que, al ser aplicado al suelo nos permita su mejoramiento, aumento de producción y calidad de los productos agrícolas El compost que es un proceso biológico en el cual la materia orgánica se transforman en humus bajo la actividad de microorganismos de tal manera que sean aseguradas las condiciones necesarias (especialmente temperaturas, 4 tasa C/N, aireación y humedad) para que se realice la fermentación aeróbica de estos materiales (Soto, 2003). (2) Por tanto es necesario considerar nuevas tecnologías que contemplen el aprovechamiento de los residuos. Es el caso del lombricompostaje, biotecnología que tiene como fin el aprovechamiento de los residuos orgánicos para la obtención de subproductos como el bioabono. Este tipo de tratamiento requiere de ciertas condiciones fisicoquímicas y microbiológicas que permitan transformar los residuos orgánicos en acondicionadores biológicos del suelo, aportándole nutrientes y materia orgánica necesaria para su potencial uso. 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: El AA-HH Balcones cual son habitados 3000 familias, en los últimos estudios fueron dados en el año 2012 cual manejo de residuos orgánicos 53.83%. Cuál ha sido incrementado por el crecimiento de la población Para solucionar el problema de la basura se implementa métodos de reciclaje de residuos orgánicos, transformando en materia prima útil para los cultivos. Dando reusó los residuos orgánicos y aprovecharlos mediante una elaboración de humus y dándolo conocer la importancia de esto a través de las lombrices (californianas) tratamiento por reciclaje en forma de abono y proteínas 3. FORMULACION DEL PROBLEMA : ¿La elaboración de humus con desechos orgánico A.HH Balcones nos permitirá aprovechar estos recursos para su utilización en una agricultura orgánica? 5 4. OBJETIVOS: 4.1 Objetivos generales: - Reducir y dar un mejor aprovechamiento a los residuos orgánicos transformándolas en materia útil para la sociedad 4.2 Objetivos específicos: -lograr que el ciudadano conozca el procedimiento para la elaboración y aplicación del humus a través de los residuos orgánicos - Conseguir mediante elaboración de humus reducir el volumen de los residuos - Obtener utilidades para el beneficio económico y social - Determinar la dosis adecuada para la aplicación de humus de lombriz en los cultivos. 5. Justificación : Es necesario discutir el término “orgánico”, ya que la materia orgánica es la base de la vida. Por eso, los restos orgánicos no pueden considerar como desechos si no un recurso valioso para continuar garantizando la fertilidad de la tierra. Con el proceso de humus la metería orgánica se convierte en un recurso de gran valor para frenar la desertificación y evitar la contaminación de los residuos domésticos, en la AA.HH BALCONES están asociados con alta contaminación y desperdicios y la inadecuada utilización de estos residuos 6 Aprovechar los nutrientes de estas materias primas y transformarlas en abonos orgánicos. La utilización de los mismos en una agricultura orgánica. Contribuir a la conservación de la biodiversidad. 6. Limitaciones: Falta de interés y apoyo de los ciudadanos el uso inadecuado de los residuos solidos Falta de apoyo de las autoridades municipales Falta y presupuesto de economía en la autoridades municipales 7. Marco Teórico : 7.1 Antecedentes: Localización: El proyecto se realizara en AA.HH Balcones distrito de Mariano Melgar que cuenta con 200 hectáreas en las cuales utilizaremos 2 metros aprox. para la elaboración En 1777 Gilbert White escribió: “El gusano de tierra en apariencia ínfimo eslabón de la cadena de la naturaleza, dejaría si desapareciera un lamentable vacío...”, ya que ellas cierran el ciclo de la vida. “Los gusanos de tierra parecen ser los grandes promotores de la vegetación”. “...La tierra sin ellos pronto parecería fría, desierta, desprovista de fermentación y por consiguiente estéril”.(3) En 1888 después de muchos años de estudio Charles Darwin publicó su obra maestra La formación de la cubierta vegetal, a través de la acción de las lombrices de tierra.(4) Según Arens (1983) alrededor de los años 1850 Lubwig demostró que las plantas utilizaban elementos inorgánicos principalmente NPK; este hecho fomentó el desarrollo de la industria de fertilizantes químicos, dando inicio entonces a problemas de desechos y residuos que afectan actualmente al ecosistema; pero ahora, señala Claverón (1996), en los últimos 25 años se 7 observa un gran incremento de la práctica orgánica en la agricultura, no sólo por el deterioro ambiental, sino también por los daños en la salud humana.(5) Los rendimientos altos obtenidos inicialmente declinan rápidamente y la aplicación de dosis altas de fertilizantes no produce el efecto esperado llevando a la errónea conclusión de que no es necesaria la utilización de fertilizantes en dosis adecuadas, aún cuando es evidente que los rendimientos son bajos. En el mundo de hoy, tanto en los países en vías de desarrollo como en los países desarrollados, no hay otra alternativa que la utilización de todos los residuos orgánicos disponibles. La materia nutritiva de los abonos orgánicos y de los fertilizantes minerales que se aplican en cantidad equivalente, es en la mayoría de los casos de igual valor para la cosecha de los cultivos agrícolas. La Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente define a los residuos como cualquier material generado en los procesos de extracción, beneficio, transformación, producción, consumo, utilización, control o tratamiento cuya calidad no permita usarlo nuevamente en el proceso que lo generó(Ley general del equilibrio ecológico y la protección al ambiente, 1988). Desde hace 2000 años , los agricultores practican la rotación de cultivos , la reutilización de los residuos vegetales , la diversificación de cultivos , prácticas de labranza, manejo de suelo aumentando su fertilidad y la ordenación del agua ,que hoy día son conocidas como prácticas de la agricultura orgánica y de la agricultura integrada ,especialmente vigentes en comunidades indígenas Según (Fernández Colombina & Sánchez Osuna, 2007).La organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI), define los residuos sólidos urbanos (RSU) como todo lo que es generado como producto de una actividad, ya sea por la acción directa del hombre o por la actividad de otros organismos vivos, formándose una masa heterogénea, que en muchos casos, es difícil reincorporarse a los ciclos naturales. (6) Según SEDESOL en su investigación. El proceso de compostaje o composteo de los residuos sólidos consiste en la descomposición o fermentación natural de la porción orgánica de los residuos, es decir por la acción biológica de los microorganismos presentes, dando origen a un producto denominado composta. Esta es un producto orgánico estabilizado, cuyas propiedades la 8 hacen particularmente útil como mejorador de la estructura y textura de los suelos y en menor grado como fertilizante vegetal. (7) La aplicación de este proceso para el tratamiento de los residuos orgánicos ha sido muy utilizado en el mundo. Se aplica principalmente a residuos fácilmente degradables, como el estiércol y residuos vegetales; además se aplica a la fracción orgánica de los residuos de origen urbano. Sus aplicaciones pueden ser tanto a escala doméstica como en el ámbito industrial. a mediano y largo plazo. Según Jaramillo (2003), la mala disposición de residuos genera deterioro al ambiente; uno de los impactos directo, es la contaminación de fuentes hídricas, tanto superficiales como subterráneas. Esta se da porque se realizan vertimiento de basuras en ríos, canales y arroyos, así como la descarga del líquido percolado o lixiviado, producto de la descomposición de los desechos en los botaderos a cielo abierto o cuando se 1 Pineda. Samuel. Manejo y Disposición de los residuos Sólidos. Bogotá. 1998. depositan en lugares inapropiados. La descarga de basuras a las corrientes de agua, incrementa la carga orgánica que disminuye el oxígeno disuelto, aumenta los nutrientes que propician el desarrollo de algas y dan lugar a la eutrofización, causa la muerte de peces, genera malos olores y deteriora la belleza natural de este recurso y de su entorno.(8) Según Rosa Peña Garcés (2005) se han realizado varios estudios sobre el uso de los abonos orgánicos y su viabilidad en relación directa con el mejoramiento de las propiedades del suelo así como su productividad en respuesta a la protección del mismo y en la obtención de mejor rendimientos de los cultivos y mayor satisfacción a las necesidades de la sociedad. (9) 7.2 Conceptos básicos : A) MANEJO DE LA BASURA ORGÁNICA La basura: En términos generales se llama basura a todos aquellos desechos de carácter doméstico o industrial que comúnmente se botan sin darle ningún uso posterior, ya sean domésticas, industriales, comerciales o de servicios, generan basura. Son todas aquellas sobras que muy a menudo el ser humano tira a las calles como resultado de las tareas cotidianas que se realizan, bien 9 sea en las casas o en los trabajos. Hay quienes tiran desperdicios que sin embargo podrían ser de algunas manera recuperados, por medios de diversos procedimientos. Basura orgánica: Todo lo que puede sufrir una fermentación o putrefacción y por ende, susceptible de ser transformado en compost o abono natural. Los diferentes residuos orgánicos generados en los domicilios, jardines, huertos, se pueden transformar en unos pocos meses en un producto orgánico homogéneo, sano y rico en nutrientes y oligoelementos, para los suelos y las plantas. El reciclaje: El reciclaje consiste básicamente en volver a utilizar materiales que fueron desechados y que aún son aptos para elaborar otros productos o re fabricar los mismos. El reciclado es un proceso utilizado en la reducción del volumen de los residuos sólidos. El reciclaje contribuye a proteger el ambiente porque disminuye la contaminación ambiental. Participar con la recolección, separación y el reciclaje, es una forma distinta de concebir la vida y de percibir el entorno natural Generación de residuos orgánicos La mayoría de las sociedades modernas está logrando su desarrollo sin controlar adecuadamente todas las presiones ambientales generadas sobre su entorno. Este desarrollo se ha forjado mediante procesos y actividades que llevan implícitos la producción de una gran cantidad de residuos, los cuales en su mayoría son orgánicos. Las pautas de consumo y la actividad económica están dando lugar al aumento de la generación de residuos y problemas derivados de su inadecuada gestión, sin que se produzca el desacoplamiento entre crecimiento económico y producción de los mismos B) PROCESO DE PRODUCCIÓN : Compostaje de la siguiente forma: “El compostaje se puede considerar como un proceso microbiológico aerobio que combina fases mesófilas (15º45ºC) y termofílicas (45º-70º C) para conseguir la transformación de un residuo orgánico en un producto estable, libre de patógenos y semillas de 10 malas hierbas y de gran valor agronómico” (Kitto, D. 1988). El proceso del compostaje no es mas que la misma descomposición natural del medio ambiente, en la que descompone los desechos orgánicos y los transforma en abono orgánico; para que puedan absorber la tierra y las mismas plantas. Pero en el caso del compostaje esta descomposición se realiza de una manera científica en la que se introducen los materiales requeridos, junto con un incremento dástrico de la temperatura, para que este proceso se realice de una manera más rápida y eficiente. Lumbricultura: - Concepto general de lumbricultura, la morfología de la lombriz roja californiana (que es la especie de lombriz utilizada en el proyecto), sistemas de lumbricultura - Las condiciones operacionales y los tipos de desechos orgánicos empleados en el proceso de lumbricultura - Composición química del humus y sus beneficios sobre las plantas - Influencia de los siguientes parámetros fundamentales para mantener el control del proceso: temperatura, humedad, pH y tamaño de partículas. Humus de lombriz: El humus de lombriz es un fertilizante de primer orden, protege al suelo de la erosión, siendo un mejorador de las características físicoquímicas del suelo, de su estructura (haciéndolo más permeable al agua y al aire), aumentando la retención hídrica, regulando el incremento y la actividad de los nitritos del suelo, y la capacidad de almacenar y liberar los nutrientes requeridos por las plantas de forma equilibrada (nitrógeno, fósforo, potasio, azufre y boro). Humus Solido: El humus de lombriz es el resultado de la digestión de las lombrices de cualquier sustancia orgánica, es una producción que en los últimos años, está siendo solicitada por sus características químico-físicas, pero por sobre todo por su pureza. El uso de humus de lombriz es una solución a los problemas del uso de fertilizantes químico, no contamina el medio ambiente además es el fertilizante orgánicos más completo e integral que se conoce, de fácil manejo y obtención. Es rico en elementos energéticos y minerales, mejora el drenaje, la aireación y la porosidad del suelo. Puede ser 11 utilizado como sustrato de óptima calidad para la conducción de semilleros de especies vegetales El compost: Es un proceso biológico mediante el cual es posible convertir residuos orgánicos en materia orgánica estable (composta), gracias a la acción de diversos microorganismos. Las aplicaciones más comunes del compost incluyen el tratamiento de residuos agropecuarios, desechos de jardinería y cocina, residuos sólidos municipales y lodos. 7.3 sistema de hipótesis: - Los residuos orgánicos domésticos son los mejores para una elaboración de compostaje , mejora los cultivos , jardines en el hogar y es un beneficio para los demás 7.4 sistema de variables: Variable Indicadores - pH - cantidad de residuos orgánicos Residuos orgánicos - Temperatura - Tiempo de proceso 8. MARCO METODOLOGICO: Esta investigación se enmarca dentro de los lineamientos del campo ambiental en procura de la protección del medio ambiente, la salud humana y el 12 mejoramiento de la calidad de vida, tomando como base de su ejecución el desarrollo sostenible proyectado hacia un tecnología integral . 8.1 nivel de investigación: Este estudio se encuentra dentro de la investigación descriptiva y evaluativa ya que especifica las características del proceso productivo de humus que serán susceptibles de medición y resultados ayudaran a describir su situación actual Y en enfoque que se desarrolla en este proyecto es de carácter cuantitativo y cualitativo en donde la mayoría de sus variables como pH, temperatura, humedad etc., son cuantificables y otros aspectos como color, textura corresponde a información meramente cualitativa. 8.2 Tipo de investigación: De campo.- Ya que se va realizar en un asentamiento humano. 8.3 población y muestra: 1. población: los residuos orgánicos recolectados en AA.HH. Balcones para su transformación de humus para alimentación nutritiva para las plantas 2. muestra: la cantidad necesaria de materia orgánica que se extraerá de manera aleatoria en la asentamiento Tipos de muestreo: a) Muestreo probabilístico. a.1 muestreo de azar sistemático: la comunidad realizara un procedimiento ordenado sistemático al momento de elaboración de humus 8.4 Selección del método: Instrumentos documentales: - Encuestas ( enfoque paradigma) Instrumentos mecánicos: 13 - Lápiz - Cámara fotográfica - Libreta - Carretilla. - Pala. - Rastrillo. - Zaranda. - Cercos (para evitar el ingreso de animales domésticos). - Cobertores - EPP (Equipo de Protección Personal) 8.5 Técnicas de procedimiento y análisis de datos : Se ha encuestado a 20 personas con correspondientes preguntas que se dieron en la encuesta . ASPECTOS ADMINISTRATIVOS : En la ejecutacion del proyecto vamos a necesitar materiales necesarios 14 El armado del terreno puede ser de concreto o mayólica etc., y después endureciendo la tierra con agua , realizar una capa de 20-30 cm de materia de orgánica , cenizas , guano de cuy etc. . incorporan 50 lombrices por 24 horas, en el transcurso de procedimiento de degradar la M.O las lombrices (roja californiana) que se va demorara 3 meses aproximadamente para sacar un nutriente perfecto para las plantas 9.1 RECURSOS NECESARIOS: Recursos materiales : Carretilla. Pala. Rastrillo. Zaranda. Cercos Cobertores Horquillas Insumos: Lombriz (roja californiana). Sustrato (estiércol descompuesto o compost). Recursos Humanos: - Agua. 2 asistentes, 1 contador, operario, población Contador : Manejo contable ,elaboración y revisión de balances y estado financiero ;el contrato es por prestación de servicios - Operario : Encargado de las actividades de manejo y del lombricultivo , y actividades que tienen que ver con el proceso de compost abono orgánico - Asistentes : Verifica que se lleven a cabo las actividades especificadas en el cronograma y dando seguimiento al cronograma en campo con el equipo operativo del proyecto - Población : Van obtener conocimiento sobre el procedimiento 15 Recursos Financieros: Material insumo Cantidad / Paquete tecnológico Medidor de pH 1 1 Termómetro digital Medidor de humedad 1 1 P.Unitario P. Total (S/.) (S/.) 200 200,00 135 135,00 89 89,00 2.123 2.123 1 Palas 35.9 35.90 1 Carretilla 110 110,00 1 Rastrillo 27.9 27.90 1M Zaranda 15 15,00 Horquillas 39.9 39.90 Manguera 17.9 17.90 1 1M TOTAL 672,723 Un paquete tecnológico: s/.300 Herramientas : s/. 2.000 Personal :s/. 31.000 Apoyo de Municipalidad de Mariano Melgar si es que se da : s/.1.000 16 9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES: cronograma de actividades ACTIVIDAD enero planificación febrero marzo abril x del proyecto acopio de x residuos preparado x x del terreno siembra de x lombrices aceleración x m.o Lombriz resultado x final 17 ANEXOS: .Cuestionario 1. ¿cree que se deba hacer algo para cuidar el medio ambiente? Si ( ) no ( ) 2. ¿alguna vez ha llevado a cabo la realización de una composta? Si ( ) no ( ) 3. ¿usted conoce que es humus? Si ( ) no ( ) 4. ¿sabe para que es utilizada la composta o humus? Si ( ) no ( ) 5. ¿cree que la composta o el humus ayuda cuidar el ambiente? Si ( ) no ( ) 6. ¿podría elaborar la composta usted mismo? Si ( ) no ( ) 7. ¿sabe usted que son los residuos orgánicos? Si ( ) no ( ) 8. ¿en tu hogar separan los desechos orgánicos de los inorgánicos? Si ( ) no ( ) 9. ¿crees que exista mucha contaminación? Si ( ) no ( ) 18 10. ¿sabes el costo del humus? Si ( ) no ( ) 11. ¿harías una composta para beneficiar el medio ambiente? Si ( ) no ( ) 12. ¿crees que es efectiva la elaboración de humus? Si ( ) no ( ) 13. ¿sabes si utilizan esta técnica en el campo? Si ( ) no ( ) 14. ¿crees que en la ciudad se pueda llevar a cabo? Si ( ) no ( ) 15¿sabe UD. Cuanto se disminuye el volumen de basura haciendo este procedimiento? Si ( ) no ( ) 19 BIBLIOGRAFIA 1. Uribe, L, L.2003.Taller de abonos Orgánicos/CATIE. San José, Costa Rica.10 pp. 2. Soto, M. G. 2003. Abonos orgánicos: El proceso de compostaje. Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE). 27 pp. 3. Gilbert White. Elaboración de abono 4. Charles Darwin Elaboración de abono 5. Arens, P. (1983). Introducción al reciclaje de Materia Orgánica. Boletín de suelos de la FAO. (51), 250. 6. Fernández Colomina, A., & Sánchez Osuna, M. (2007). Guía para la gestión integral de los residuos sólidos urbanos. Viena: Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI). 7. SEDESOL .proceso de composta 8. Jaramillo Jorge. 2003. propuesta de un programa para el manejo de los residuos solidos en la plaza de mercado de cerete 9. Rosa Peña Garcés (2005) estudios de abonos orgánicos 10.INVESTIGACCION%7D/produccion%20y%20usos%20de%20abonos%20or ganicos.pdf 11. http://agro.unc.edu.ar/~biblio/Manual%20de%20Lombricultura.pdf 20 CAPITULO 2: MARCO TEORICO 2.1 ANTECEDENTES: Localización: El proyecto se realizara en AA.HH Balcones distrito de Mariano Melgar que cuenta con 200 hectáreas en las cuales utilizaremos 2 metros aprox. para la elaboración Son ya casi dos décadas en las que se habla y escribe intensamente, en todo el mundo, de la necesidad de conservar el medio ambiente. La palabra ecología viene del griego oikos que significa casa o hábitat y logos conocimiento, no solamente ha ganado su espacio dentro del lenguaje cotidiano, sino que, su uso se ha transformado en abuso y a cada instante se cree menos en su real significado. El hombre está ineludiblemente vinculado al medio ambiente. El aire, el agua, los alimentos, así como los productos que utiliza para su subsistencia, lo condicionan, determinando su modo de vida. Los problemas de contaminación orgánica han captado a más personas que han ido descubriendo dentro de la naturaleza, la posibilidad de encontrar soluciones. Así nace la lombricultura como una biotecnología que busca paliar los problemas de pérdida 3 de suelos fértiles y dar una fuente de nutrientes para la planta, como lo son: nitrógeno, fósforo azufre, aminoácidos, etc. 1 El primer paso para entender mejor de qué se trata la agricultura orgánica, es aclarar sus orígenes. Aunque es cierto que en Europa el discurso de Rudolf Steiner en 1924 generó iniciativas dirigidas a una alimentación y producción de cultivos más sana, con un fuerte desarrollo del sector en los años 60, no es ahí de donde nace la agricultura orgánica. En América Latina, como en otras partes del mundo, la agricultura orgánica entendida en su forma más amplia, es una práctica milenaria. Desde hace 2000 años, los agricultores practican la rotación de cultivos, la reutilización de residuos vegetales, la diversificación de cultivos, prácticas de labranza, manejo de suelo aumentando su fertilidad y la ordenación del agua, que hoy día son conocidas como prácticas de la agricultura orgánica y de la agricultura integrada, especialmente vigentes en comunidades indígenas. 2 El cultivo de la 21 lombriz se inició en Norteamérica en 1947, específicamente en California, de donde proviene el nombre de la "Lombriz Roja de California". Posteriormente se extendió por Europa, destacándose Italia y España por el gran avance de la tecnología del cultivo de este anélido. En el Ecuador, privadamente, esta es una actividad nueva. Iniciada hace pocos años, se ha investigado en instituciones estatales que han transmitido la tecnología a bajo costo, especialmente en sectores de campesinos de medianos y bajos recursos. La lombricultura requiere de tiempo, dedicación para conseguir un renglón económico, rentable y duradero. Quienes se interesan en la crianza de la lombriz de tierra, deben hacerlo como una actividad consciente y muy dedicada, pues a más de ser rentable, contribuye al desarrollo de la agricultura. Por tal razón el cultivo de la lombriz exige como cualquier otro tipo de cría una serie de problemas, particularidades y secreto, que son fruto de una explicación constante, la cual con el tiempo se convierte en experiencia zootécnica, donde existen inversiones, costos de operación, plazos de gestión, plazos de producción, de lo cual hay que preocuparse para cuadrar el aspecto productivo. En 1777 Gilbert White escribió: “El gusano de tierra en apariencia ínfimo eslabón de la cadena de la naturaleza, dejaría si desapareciera un lamentable vacío...”, ya que ellas cierran el ciclo de la vida. “Los gusanos de tierra parecen ser los grandes promotores de la vegetación”. “...La tierra sin ellos pronto parecería fría, desierta, desprovista de fermentación y por consiguiente estéril”.(3) En 1888 después de muchos años de estudio Charles Darwin publicó su obra maestra La formación de la cubierta vegetal, a través de la acción de las lombrices de tierra.(4) Según Arens (1983) alrededor de los años 1850 Lubwig demostró que las plantas utilizaban elementos inorgánicos principalmente NPK; este hecho fomentó el desarrollo de la industria de fertilizantes químicos, dando inicio entonces a problemas de desechos y residuos que afectan actualmente al ecosistema; pero ahora, señala Claverón (1996), en los últimos 25 años se 22 observa un gran incremento de la práctica orgánica en la agricultura, no sólo por el deterioro ambiental, sino también por los daños en la salud humana.(5) Los rendimientos altos obtenidos inicialmente declinan rápidamente y la aplicación de dosis altas de fertilizantes no produce el efecto esperado llevando a la errónea conclusión de que no es necesaria la utilización de fertilizantes en dosis adecuadas, aún cuando es evidente que los rendimientos son bajos. En el mundo de hoy, tanto en los países en vías de desarrollo como en los países desarrollados, no hay otra alternativa que la utilización de todos los residuos orgánicos disponibles. La materia nutritiva de los abonos orgánicos y de los fertilizantes minerales que se aplican en cantidad equivalente, es en la mayoría de los casos de igual valor para la cosecha de los cultivos agrícolas. La Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente define a los residuos como cualquier material generado en los procesos de extracción, beneficio, transformación, producción, consumo, utilización, control o tratamiento cuya calidad no permita usarlo nuevamente en el proceso que lo generó(Ley general del equilibrio ecológico y la protección al ambiente, 1988). Desde hace 2000 años , los agricultores practican la rotación de cultivos , la reutilización de los residuos vegetales , la diversificación de cultivos , prácticas de labranza, manejo de suelo aumentando su fertilidad y la ordenación del agua ,que hoy día son conocidas como prácticas de la agricultura orgánica y de la agricultura integrada ,especialmente vigentes en comunidades indígenas Según (Fernández Colomina & Sánchez Osuna, 2007).La organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI), define los residuos sólidos urbanos (RSU) como todo lo que es generado como producto de una actividad, ya sea por la acción directa del hombre o por la actividad de otros organismos vivos, formándose una masa heterogénea, que en muchos casos, es difícil reincorporarse a los ciclos naturales. (6) Según SEDESOL en su investigación. El proceso de compostaje o composteo de los residuos sólidos consiste en la descomposición o fermentación natural de la porción orgánica de los residuos, es decir por la acción biológica de los microorganismos presentes, dando origen a un producto denominado composta. Esta es un producto orgánico estabilizado, cuyas propiedades la 23 hacen particularmente útil como mejorador de la estructura y textura de los suelos y en menor grado como fertilizante vegetal. (7) La aplicación de este proceso para el tratamiento de los residuos orgánicos ha sido muy utilizado en el mundo. Se aplica principalmente a residuos fácilmente degradables, como el estiércol y residuos vegetales; además se aplica a la fracción orgánica de los residuos de origen urbano. Sus aplicaciones pueden ser tanto a escala doméstica como en el ámbito industrial. a mediano y largo plazo. Según Jaramillo (2003), la mala disposición de residuos genera deterioro al ambiente; uno de los impactos directo, es la contaminación de fuentes hídricas, tanto superficiales como subterráneas. Esta se da porque se realizan vertimiento de basuras en ríos, canales y arroyos, así como la descarga del líquido percolado o lixiviado, producto de la descomposición de los desechos en los botaderos a cielo abierto o cuando se 1 Pineda. Samuel. Manejo y Disposición de los residuos Sólidos. Bogotá. 1998. Ed.LIME.pg.191 -193 17 depositan en lugares inapropiados. La descarga de basuras a las corrientes de agua, incrementa la carga orgánica que disminuye el oxígeno disuelto, aumenta los nutrientes que propician el desarrollo de algas y dan lugar a la eutrofización, causa la muerte de peces, genera malos olores y deteriora la belleza natural de este recurso y de su entorno.(8) Según Rosa Peña Garcés (2005) se han realizado varios estudios sobre el uso de los abonos orgánicos y su viabilidad en relación directa con el mejoramiento de las propiedades del suelo así como su productividad en respuesta a la protección del mismo y en la obtención de mejor rendimientos de los cultivos y mayor satisfacción a las necesidades de la sociedad. (9) Carlos Julio Castillo Ríos, para la Fundación Social de Manizales tiene por nombre Elaboración de Compost en Manizales a partir de Residuos Orgánicos Urbanos; para la cual utilizo Cemento, Bloques, Arena, Madera, Bolsas, Sacos, Nailon, Alambre, Tobos, Lona, Pega Loca. Su procedimiento fue de la siguiente manera: Al Principio de dar por empezado el proyecto buscamos información acerca del fenómeno a estudiar. Luego de obtener todo el material informativo se empezó a llevar a la práctica; los pasos ejecutados fueron: 24 buscar el terreno que obtuviera las condiciones climáticas necesarias para que dicha lombriz se adaptara, luego de realizado la búsqueda del terreno con estas condiciones se replanteo, dejándolo con un inclinación de 30 Cm de profundidad; después se compraron los materiales para construir las camas, como bloques, cementos, tubos, bolsas plásticas, madera, costales entre otros. Obteniendo los materiales se dio a la construcción de la cama la cual lleva una medida de 1 X 30 Metros de Ancho y 2 X 10 Metros de largo con una profundidad de 50 Cm se le coloco un techo de 1 X 40 de altura. Después de construida la cama de las lombrices esperamos 3 días para que este se solidificara y así poder depositar los 30 kg de excremento el cual ya había votado su pH (potencial de hidrógeno). Generación de residuos orgánicos; La mayoría de las sociedades modernas está logrando su desarrollo sin controlar adecuadamente todas las presiones ambientales generadas sobre su entorno. Este desarrollo se ha forjado mediante procesos y actividades que llevan implícitos la producción de una gran cantidad de residuos, los cuales en su mayoría son orgánicos. Las pautas de consumo y la actividad económica están dando lugar al aumento de la generación de residuos y problemas derivados de su inadecuada gestión, sin que se produzca el desacoplamiento entre crecimiento económico y producción de los mismos 2.2 MARCO TEORICO: PRODUCCIÓN DE HUMUS DE LOMBRIZ : Requerimientos básicos para la lombricultura Terreno con buen drenaje, permeabilidad y alejado de grandes árboles. Suficientes desechos vegetales y animales para usar como el alimento de las lombrices Disposición de agua que permita humedecer los lechos. CONSTRUCCIÓN DE LECHO O CAMAS : 25 El lecho se construye sobre el suelo o elevado, a manera de cajones, utilizando bloques, ladrillos, tablas y estacas. Las dimensiones pueden variar pero es recomendable de 1 a 1,20 metros de ancho, por 10 0 20 metros de largo y 40 centímetros de altura, con separaciones de 40 centímetros entre lechos. TIPOS DE ALIMENTOS O SUSTRATOS : Para alimentar a las lombrices se puede utilizar paja, malezas, residuos de maíz (tusa y cañas), frutas pastos, rastrojos de cultivos cosechados, estiércoles, sobras de cocina y papel. COLOCACIÓN DE ALIMENTO Y LOMBRICES EN EL LECHO : Primero se coloca en el lecho el alimento que ha sido pre-descompuesto proveniente de un proceso de compostaje, posterior a esto se colocan las lombrices, en cantidad de 1 libra por m2 de lecho, bien distribuidas. Posteriormente se añade una carretilla de alimento por m2 de lecho y deberá agregarse otra carretilla dependiendo del nivel de consumo. Debe conservar una humedad de 75% y una temperatura de 15 a 18 o C, evitando siempre condiciones extremas, muy secas o muy húmedas, mucho frío o mucho calor, lo que ocasionaría la muerte de las lombrices. enemigos principales de la lombriz Los principales enemigos de la lombriz son: aves, ranas, sapos, insectos, ciempiés, hormigas, ratas, cerdos, y la lombriz planaria. RIEGO DE LOS LECHOS : El riego debe ser fino y libre de residuos tóxicos. Se debe regar para mantener el lecho húmedo pero sin encharcar cosecha de humus Preparar nuevos lechos, antes de la cosecha del humus. Retirar el alimento que no haya sido consumido y trasladarlo a los nuevos lechos. Separar las lombrices del humus de la siguiente manera: Abrir un canal en el centro del lecho, colocar nuevo alimento, las lombrices van a 26 buscar el nuevo alimento, retirar después de 3 o 4 días, el nuevo alimento del centro del lecho con las lombrices incluidas. El humus se tamiza y se lo pone a secar a la sombra CARACTERÍSTICAS DEL HUMUS: El humus es materia descomposición por orgánica efectos de degradada a su microorganismos, último que se estado de encuentra químicamente estabilizada, por lo que regula la dinámica de la nutrición vegetal en el suelo. Es un mejorador de las de las características físico-químicas del suelo. La lombricultura es una actividad productiva, viable y benéfica que no requiere de gran extensión de terreno ni de grandes inversiones, no obstante contribuye efectivamente a la conservación del medio, evitando la contaminación por desechos orgánicos sólidos. RESIDUOS ORGÁNICOS: Los residuos orgánicos son el conjunto de desechos biológicos producidos por los seres humanos, ganado y otros seres vivos pan tortilla huesos cáscaras de huevo frutas y verduras café pasto ramas flores hojas RESIDUOS INORGANICOS : 27 Los residuos inorgánicos son los residuos elaborados con materiales que no se descomponen o tardan largo tiempo en descomponerse como los plásticos, metales, vidrio, etc. pilas y baterías bolsas de plástico vidrio latas de aluminio botellas de PVC envases de tetra pack neumáticos IMPORTANCIA DE CLASIFICAR LOS RESIDUOS : Abre la posibilidad de producir composta para fertilizar los suelos de parques y jardines en la ciudad y sustituir tierra fértil que actualmente se extrae de suelos de los alrededores de la ciudad, actividad sumamente perjudicial para las áreas boscosas que aún se conservan. LOS MICROORGANISMOS EN LA FORMACIÓN DEL HUMUS: Teoría De Formación: El humus se forma a partir de la condensación de compuestos fenólicos y aminos derivados de la descomposición de la materia orgánica. Está teoría basada en el polifenol, la lignina se degrada formando polifenoles (Catecol), lo más probable es que las produzcan enzimas, las cuales a su vez se oxidan formando quinonas, estas últimas reaccionan con los compuestos aminos y aminoácidos que forman polímeros nitrogenados, estos se combinan para formar polímeros aún más grandes. Diagrama representativo : 28 HUMIFICACIÓN: Proceso en el cual se sintetiza productos de la descomposición orgánica ya sea total o parcial de los restos vegetales o animales por los microorganismos del suelo. El cual produce un enriquecimiento de Nitrógeno, existiendo un equilibrio dinámico, ya que se introduce materia orgánica y al mismo tiempo se endoxida. MINERALIZACIÓN DEL NITRÓGENO ORGÁNICO Esto implica la descomposición orgánica para liberar NH4+, su producción lo sitúa entre 1 y 20 ppm de N2 al día, representando el 4% total de liberación para el aprovechamiento de las plantas. En la mineralización las macromoléculas se descomponen en subunidades, las cuales forman iones individuales, las enzimas y las actividades microbianas de especies distintas trabajan unidamente. Un ejemplo de esto es la descomposición de nucleótidos cuyo resultado es la Urea. Es mineralizada por la enzima ureasa, que suele encontrase en las bacterias del suelo. Las bacterias degradantes de urea son representadas con un 32% - 69% y los hongos entre un 58% y un 100% de su población total. 29 El NH4+ una vez asimilado por las plantas, es inmovilizado por la arcilla y es incorporado a los materiales Húmicos ya sea volatilizado y oxidado. NITRIFICACIÓN La nitrificación es la oxidación microbiana del NH4+ para formar NO2- y NO3--. Es un proceso acidificante que tiene lugar en el suelo, NH4+ se pierde en forma de óxido nitroso, y óxido nítrico. Existiendo dos tipos de nitrificación la quimioautotrófica y la heterótrofa que a continuación explico. NITRIFICACIÓN QUIMIOAUTOTRÓFICAS Las bacterias implicadas pertenecen a la familia Nitrobacteriaceae, la existencia se debe a la oxidación de NH4+ o el NO 2- para obtener NO2- y NO3- respectivamente. Las bacterias ganan Carbono mediante la fijación de CO2 o el HCO3- utilizando el famoso ciclo de Calvin. La desventaja es su lento ritmo de crecimiento. Existen dos tipos: Las bacterias oxidantes de Amonio: Nitrosomonas, Nitrosolobus, Nitrospira, Nitrosococcus. Las bacterias oxidantes de Nitrito: Nitrobacter, nitrococcus, Nitrospina. NITRIFICACIÓN HETEROTRÓFICA La obtención es a la inversa de la quimioautotrófica, constituye la mitad de la nitrificación, de suelos ácidos, sus organismos suelen ser hongos: Aspergillus y Penicillium. Bacterias: Streptomyces y Pseudomonas. Particularmente generan Nitrógeno orgánico. 30 ASIMILACIÓN DEL NITRÓGENO Es la incorporación del N2 inorgánico a N2 orgánico por parte de los microorganismos del suelo. Existiendo dos maneras las cuales el NH 4+ es asimilado por los microorganismos. Primera ruta es a través de la catálisis de la enzima glutamato dehidrogenosa. La segunda ruta o vía es la asimilación de glutamina y luego en glutamato, este nitrógeno incorporado es transferido y forma aminoácidos. Muchos hongos y bacterias asimilan el N2 inorgánico forma de NO3-, una enzima llamada reductosa reduce el NO3- a NO 2-, como resultado el NH 4+. Esto depende fundamentalmente de la relación C: N que en el caso del Humus es de 10:12. DESNITRIFICACIÓN Proceso que los óxidos de Nitrógeno, el NO3- y NO2, se usan como aceptores terminales de electrones en ausencia de O2, reduciéndose para formar gases de di nitrógeno durante su metabolismo respiratorio. Se esquematiza: Desnitrificación = ¿ganancias? - ¿pérdidas? Una estimación de la acción desnitrificadora ha contribuido a la pérdida del nitrógeno del suelo que puede ser del 20 al 30% (Tiedje, 1998) El nitrato es absorbido por las plantas, se acumula en terrenos baldíos, se lixivia o se pierde por la escorrentía del suelo, este se convierte en amonio. ORGANISMOS DESNITRIFICANTES Se vincula directamente con las bacterias, fundamentalmente heterótrofas, son anaeróbicos técnicamente facultativos, se adaptan fácilmente en un medio aeróbico. La especie característica es Pseudomonas capacitadas para desarrollarse en muchos sustratos, el Bacillus desnitrifica en suelos ácido. FIJACIÓN DEL NITROGENO 31 Este elemento es el macronutriente más importante en los ciclos naturales de la tierra. Los procesos que lo aportan en su mayoría son los sistemas biológicos, fijación simbiótica y asimbiótica. Por lo general el Nitrógeno está en la superficie terrestre, como en las rocas, minerales representando el 98% total del elemento. Se necesita gran cantidad de energía para romper los triples enlaces que lo fortalecen. El medio abiótico le proporciona dicha energía cuando se libera en forma de relámpagos, pero su fijación es tardía. FIJACIÓN BIOLÓGICA: LOS MICROORGANISMOS Las leguminosas aportan, pero en 1888, el Rhizobium, Clostridium ambas bacterias son organismos fijadores del elemento. Ya sea en su medio aeróbico o anaeróbico, simbiótico o asimbiótico. Organismos procariontes y las cianobacterias se encargan de fijarlo en forma certera. La simbiosis con la rizosfera no es suficiente. CARBONO ORGÁNICO Los microorganismos en el suelo son la fuerza motriz que subyace en el ciclo de carbono. Es el impulsador de casi todas las reacciones que se producen en los ciclos de los nutrientes, como el azufre, nitrógeno, fosforo. La teoría de teoría de la infalibilidad microbiana, propone que cualquier compuesto orgánico biológicamente sintetizado son descompuestos por los microorganismos del suelo. Los contenidos de celulosas, hemicelulosas y lignina en contacto permanente con el suelo hacen que se aumenten profusamente, de lo contrario pasa con los lípidos, azucares simples y aminoácidos que disminuye su contenido. Cualquier factor abiótico que interviene en los microorganismos influye en la descomposición del Carbono Orgánico. DESCOMPOSICION Y MINERALIZACIÓN Las enzimas encargadas de la descomposición en la celulosa, son las llamadas celulosas, las cuales son producidas por muchas bacterias y hongos. 32 Los hemicelulosas son polímeros de hexosas y pentosas. La lignina por lo tanto forma parte del metabolismo secundario, se activa por la falta de nitrógeno, azufre o carbono, las enzimas descomponedores son las ligninasas, estas y el humus tienen compuestos aromáticos. POLIMERIZACIÓN EN EL SUELO Los constituyentes principales de la materia orgánica son los ácidos húmico y fúlvico, la extracción de este recupera variedad de carbohidratos, monosacáridos, polisacáridos entre otros. Estos constituyen las estabilidad de los agregados, proporcionan protección, existe simbiosis y patogenidad. Actúan como barrera de excreción y adquisición de nutrientes. En lo referente a los microorganismos prestan cierta capacidad de cationes de cambio, también fabrican una suerte de malla que filtra los nutrientes. Las bacterias como la xanthomonas polimeriza el 20% del carbono, contribuye a la floculación y se une al ácido húmico. FRACCIONAMIENTO El humus suele fraccionarse en tres compuestos, siguiendo su extracción del NaOH: humina, ácido fúlvico y ácido húmico, este último está compuesto por anillos aromáticos, compuestos cíclicos de nitrógeno y cadenas peptídicas de estructura indeterminada. El ácido húmico presenta la relación C: N a 57% 4%. Existe un incremento en el grupo carboxilo –R- COOH. El humus intercambia con otros cationes. Los ácidos fúlvico son muchos más ácidos que los húmicos, estos son absorbidos por la arcilla y por cationes polivalentes como el Ca++ y Fe+++, se asocian con óxidos hídricos. Su carga es dependiente del pH varía según este. 33 34 PROCESOS DE NFORMACION DE COMNPOST : Para llevar a cabo el proceso de compostaje existen variadas técnicas las que se ajustan a diferentes necesidades; la elección de una técnica u otra depende, entre otras cosas, de la cantidad y tipo de material a procesar, inversión, disponibilidad de terreno, complejidad operacional y del producto final que se quiere obtener. [Carnes, R. y Lossin, R. 1970]. 35 ANÁLISIS QUÍMICO Estos valores son típicos, y pueden variar mucho en función del material empleado para hacer el compost. Por otra parte, al tratarse de un producto natural no tiene una composición química constante. Los valores típicos pueden variar en función del material empleado para hacer el compost; la distribución de sus componentes se da a continuación: Materia orgánica 65 - 70 % Humedad 40 – 45 % Nitrógeno, como N2 1.5 - 2 % Fósforo como P2O52 - 2.5 % Potasio como K2O 1 - 1.5 % Relación C/N 10 - 11 -3% pH 6.8 - 7.2 Carbono orgánico 14 - 30 % Calcio 2 - 8 % Magnesio 1 - 2.5 % Sodio 0.02 % Cobre 0.05 % Hierro 0.02 % Manganeso 0.06 % El compostaje y sus fundamentos deben conocerse, entenderse y respetarse para aprovechar al máximo sus posibilidades (Nogales, R.; Gallardo-Lara, F. y Delgado, M. 1982). [4] PROPIEDADES BIOLÓGICAS Aporte de nutrientes a los microorganismos y fuente de energía. Fotografía1. Materia orgánica Fotografía 2 Formación del humus Fuente: Ramalto,S L Y Nelson L.B 1968 [27] 36 CONSTITUCIÓN Y ORIGEN DE LA MATERIA ORGÁNICA EDÁFICA: Los MO representa un conjunto complejo de sustancias constituidas por restos vegetales y organismos que están sometidos a un constante proceso de transformación y síntesis. Por lo tanto, el MO no puede considerarse estable, ni cualitativa ni cuantitativamente, tanto a corto como a largo plazo. Normalmente se presenta en cantidades muy inferiores a la fracción mineral de a 3%, no obstante su papel es tan importante o más para la evolución y propiedades de los suelos. El concepto de MO del suelo se refiere a la fase muerta, pero en la práctica se incluyen también a los microorganismos vivos dada la imposibilidad de separarlos del resto de material orgánico transformado. Los restos vegetales que caen al suelo y las raíces muertas, sufren primero transformaciones físicas y químicas y luego, descomposición biológica: a).-Transformación química inicial; es una alteración que sufren los restos vegetales antes de caer al suelo. Las hojas son atacadas por los microorganismos, en la misma planta, y se producen importantes transformaciones en su composición y estructura. Consiste en pérdida de sustancias orgánicas y elementos minerales como P, N, K, Na. b).- Acumulación y destrucción mecánica; La hojarasca, ramas, tallos, etc., se acumulan sobre el suelo y se van destruyendo mecánicamente, fundamentalmente por la acción de los animales que reducen su tamaño, lo mezclan con la fracción mineral y lo preparan para la posterior etapa. c).- Alteración química. En esta etapa se produce una intensa transformación de los materiales orgánicos y su mezcla e infiltración en el suelo. Los restos orgánicos en el suelo pierden rápidamente su estructura celular y se alteran a un material amorfo que va adquiriendo un color cada vez más negro, con una constitución y composición absolutamente distintas de los originales. Poco a poco los restos transformados se van desintegrando, difuminándose en el suelo y finalmente se integran totalmente con la fracción mineral. 37 La acción de los microorganismos edáficos es decisiva para el desarrollo de estos procesos de transformación, éstos transforman los residuos orgánicos por polimerización a sustancias amorfas, de color oscuro y de alto peso molecular, el humus propiamente dicho (materia orgánica transformada y alterada, con carga negativa y de carácter ácido. Constituye un conjunto muy complejo de compuestos orgánicos coloidales de color oscuro, y de elevado peso molecular (10000 – 50000), sometidos a un constante proceso de transformación). Los microorganismos necesitan del carbono como fuente de energía (oxidan el C y lo devuelven a la atmósfera como CO2) y el nitrógeno para incorporarlo a su protoplasma y a ambos los toma de los restos vegetales. En estas transformaciones se desprenden moléculas inorgánicas (NH4, NH3,m CO2, H2O, etc.), restituyendo así minerales al suelo. El proceso de formación de humus se denomina humificación, mientras que la mineralización se refiere a la liberación de sustancias inorgánicas. Todos los nutrientes son absorbidos por las plantas en forma inorgánica, de aquí la importancia del proceso de mineralización. Dependiendo de las características del suelo y de la naturaleza de los restos vegetales aportados (relación C/N de éstos) dominará la humificación o la mineralización aunque siempre se dan los dos procesos con mayor o menor intensidad. La humificación (proceso enormemente complejo) es responsable de bla acumulación del MO en el suelo mientras que la mineralización conduce a su destrucción. El fin inexorable de todos los compuestos orgánicos del suelo es su mineralización, por tanto su destrucción. Pero muchos compuestos son lo suficientemente estables como para permanecer en cantidades suficientes en los suelos (su descomposición se compensa con los aportes). Los compuestos húmicos pueden tener una vida media de cientos a miles de años (dataciones con C). 38 Los restos orgánicos se transforman muy rápidamente comparados con la fracción mineral, por ello la velocidad de formación del horizonte A es mayor que la de los horizontes sub superficiales. La velocidad de descomposición depende del tipo de resto vegetal aportado y de las condiciones del medio edáfico (pH, Hº, Tº, disponibilidad de nitrógeno, oxigenación, etc.). Los Abonos Actualmente existe una tendencia en agricultura a aumentar la variedad de abono con el objetivo de aumentar la productividad y la calidad. Esta tendencia conduce, en muchos casos, a un uso poco eficiente de los recursos naturales, entre ellos del agua y de los nutrientes, y al aumento del valor energético de las actividades productivas. Entre los abonos tenemos: Abono orgánicos Estiércoles (guano, gallinaza, palomina) compost, turba, extractos húmicos y otros [Enrique Salazar Sosa, 2003][12] Fotografía 3. Abono orgánico Fuente: Enrique Salazar Sosa, 2003 [12] Fertilizantes Químicos Fertilizantes Químicos (Fertilizantes minerales convencionales, fertilizantes minerales, fertilizantes de lenta liberación, abonos foliares, correctores de carencias) Bioestimulantes Aminoácidos, extractos de algas Enmiendas Minerales Azufre para bajar el pH del suelo, calcio para subir el pH del suelo, corrector de salinidad. 2.3 MARCO CONCEPTUAL: C) MANEJO DE LA BASURA ORGÁNICA 39 La basura: En términos generales se llama basura a todos aquellos desechos de carácter doméstico o industrial que comúnmente se botan sin darle ningún uso posterior, ya sean domésticas, industriales, comerciales o de servicios, generan basura. Son todas aquellas sobras que muy a menudo el ser humano tira a las calles como resultado de las tareas cotidianas que se realizan, bien sea en las casas o en los trabajos. Hay quienes tiran desperdicios que sin embargo podrían ser de algunas manera recuperados, por medios de diversos procedimientos. basura orgánica: Todo lo que puede sufrir una fermentación o putrefacción y por ende, susceptible de ser transformado en compost o abono natural. Los diferentes residuos orgánicos generados en los domicilios, jardines, huertos, se pueden transformar en unos pocos meses en un producto orgánico homogéneo, sano y rico en nutrientes y oligoelementos, para los suelos y las plantas. El reciclaje: El reciclaje consiste básicamente en volver a utilizar materiales que fueron desechados y que aún son aptos para elaborar otros productos o re fabricar los mismos. El reciclado es un proceso utilizado en la reducción del volumen de los residuos sólidos. El reciclaje contribuye a proteger el ambiente porque disminuye la contaminación ambiental. Participar con la recolección, separación y el reciclaje, es una forma distinta de concebir la vida y de percibir el entorno natural Lumbricultura: - Concepto general de lumbricultura, la morfología de la lombriz roja californiana (que es la especie de lombriz utilizada en el proyecto), sistemas de lumbricultura - Las condiciones operacionales y los tipos de desechos orgánicos empleados en el proceso de lumbricultura - Composición química del humus y sus beneficios sobre las plantas 40 - Influencia de los siguientes parámetros fundamentales para mantener el control del proceso : temperatura, humedad, pH y tamaño de partículas . Eisenia Fétida: También conocida como lombriz roja californiana, es la especie de mayor popularidad en la técnica de lombricomposteo, debido a su habilidad para digerir residuos orgánicos en condiciones de cautiverio y producir humus comercializable. La lombriz roja californiana puede consumir entre 50% y 100% de su peso diario y duplicar su población en 90 días. La lombriz pesa un gramo aproximadamente. Humus: El concepto de humus, propiedades y su base genética fueron establecidos en la escuela genética rusa, que a principios de este siglo asentaron las bases de la ciencia del suelo. El humus es una sustancia lipnoprotéica, bastante estable a la descomposición, es un compuesto predominante de la materia orgánica de los suelos; la materia orgánica está compuesta por los compuestos de origen biológico que se presentan en el suelo. El humus está compuesto por los restos postmortales, vegetales y animales que se encuentran en el suelo y que están sometidos constantemente a procesos de descomposición, transformación y re síntesis, Humus de lombriz: El humus de lombriz es un fertilizante de primer orden, protege al suelo de la erosión, siendo un mejorador de las características físico-químicas del suelo, de su estructura (haciéndolo más permeable al agua y al aire), aumentando la retención hídrica, regulando el incremento y la actividad de los nitritos del suelo, y la capacidad de almacenar y liberar los nutrientes requeridos por las plantas de forma equilibrada (nitrógeno, fósforo, potasio, azufre y boro). Humus Solido : 41 El humus de lombriz es el resultado de la digestión de las lombrices de cualquier sustancia orgánica, es una producción que en los últimos años, está siendo solicitada por sus características químico-físicas, pero por sobre todo por su pureza. El uso de humus de lombriz es una solución a los problemas del uso de fertilizantes químico, no contamina el medio ambiente además es el fertilizante orgánicos más completo e integral que se conoce, de fácil manejo y obtención. Es rico en elementos energéticos y minerales, mejora el drenaje, la aireación y la porosidad del suelo. Puede ser utilizado como sustrato de óptima calidad para la conducción de semilleros de especies vegetales El compost: Es un proceso biológico mediante el cual es posible convertir residuos orgánicos en materia orgánica estable (composta), gracias a la acción de diversos microorganismos. Las aplicaciones más comunes del compost incluyen el tratamiento de residuos agropecuarios, desechos de jardinería y cocina, residuos sólidos municipales y lodos. Factores que condicionan el proceso de compostaje: La calidad de un compost es usualmente determinado por parámetros químicos los cuales dan una determinación exacta de cada sustancia y los parámetros biológicos los cuales permiten evaluar la estabilidad del producto final. El proceso de compostaje se basa en la actividad de microorganismos que viven en el entorno, ya que son los responsables de la descomposición de la materia orgánica. Para que estos microorganismos puedan vivir y desarrollar la actividad descomponedora se necesitan unas condiciones óptimas de temperatura, humedad y oxigenación. Son muchos y complejos los factores que intervienen en el proceso biológico del compostaje, estando a su vez influenciados por las condiciones ambientales, tipo de residuo a tratar y el tipo de técnica de compostaje empleada. Los factores más importantes son: 42 - Temperatura: se define como la unidad de calor y se expresa en ºC dada por un valor variable en tiempo y espacio. La temperatura del suelo tiene importancia fundamental en relación con la actividad de los micro y meso-organismos, la descomposición de la materia orgánica, la germinación de semillas. Se consideran óptimas las temperaturas del intervalo 35-55 ºC para conseguir la eliminación de patógenos, parásitos y semillas de malezas. A temperaturas muy altas, muchos microorganismos interesantes para el proceso mueren y otros no actúan al estar esporados. - Humedad: en el proceso de compostaje es importante que la humedad alcance unos niveles óptimos del 40-60%. Si el contenido en humedad es mayor, el agua ocupará todos los poros y por lo tanto el proceso se volvería anaeróbico, es decir se produciría una putrefacción de la materia orgánica. Si la humedad es excesivamente baja se disminuye la actividad de los microorganismos y el proceso es más lento. El contenido de humedad dependerá de las materias primas empleadas. Para materiales fibrosos o residuos forestales gruesos la humedad máxima permisible es del 75-85% mientras que para material vegetal fresco, ésta oscila entre 50 - 60%. - pH: El compostaje se puede desarrollar en un amplio rango de pH 3.0 - 11.0. En general los hongos toleran un margen de pH entre 5-8, mientras que las bacterias tienen menor capacidad de tolerancia ( pH= 6-7,5). Generalmente el pH decrece al principio por la producción de ácidos orgánicos de cadena corta y lentamente va incrementándose posteriormente, debido a la degradación de las proteínas y la liberación del amoniaco de los aminoácidos. - Oxígeno: el compostaje es un proceso aeróbico, por lo que la presencia de oxígeno es esencial. La concentración de oxígeno dependerá del tipo de material, textura, humedad, frecuencia de volteo y de la presencia o ausencia de 43 aireación forzada. El oxígeno es necesario para que se de un proceso de descomposición aeróbica, la actividad de los microorganismos y para oxidar determinadas moléculas orgánicas del sustrato. En el sistema de compostaje se incrementan los niveles de CO2 mientras que el oxigeno disminuye; el consumo de éste está relacionado con la actividad microbiana de acuerdo a los cambios de temperatura y humedad. Evaluación de la temperatura y pH durante las diferentes etapas del compostaje (Dalzell et al., 1981). - Relación C/N equilibrada: es un factor importante dentro del proceso, por la necesidad de carbono por parte de los microorganismos como fuente de energía y el nitrógeno es un factor importante como elemento básico en la formación de proteínas y otros constituyentes del protoplasma celular. El carbono (C) y el nitrógeno (N) son los dos constituyentes básicos de la materia orgánica. Por ello para obtener un compostaje de buena calidad es importante que exista una relación equilibrada entre ambos elementos. Teóricamente una relación C/N de 25-35 es la adecuada, pero esta variará en función de las materias primas que conforman el compostaje. Si la relación C/N es muy elevada, disminuye la actividad biológica. Una relación C/N muy baja no afecta al proceso de compostaje, perdiendo el exceso de nitrógeno en forma de amoniaco. Es importante realizar una mezcla adecuada de los distintos residuos con diferentes relaciones C/N para obtener un compostaje equilibrado. 44 Los materiales orgánicos ricos en carbono y pobres en nitrógeno son la paja, el heno seco, las hojas, las ramas, la turba y el aserrín. Los pobres en carbono y ricos en nitrógeno son los vegetales jóvenes, las defecaciones animales y los residuos de matadero. - Lombricompuesto: Es el producto final que se obtiene de la transformación de residuos orgánicos gracias a la actividad de reconversión biológica que desarrolla la lombriz. El proceso es barato, fácil y ambientalmente sostenible, la generación de olores es nula y la calidad de abono es la mejor. El proceso productivo presenta dos etapas: la primera se refiere a la predegradación de los desechos, con el fin de preparar el alimento para ofrecer a las lombrices y la segunda a la lombricultura propiamente dicha, que incluye la cría sobre el compost de la especie Eisenia foetida (lombriz roja californiana). El excremento obtenido de las lombrices es denominado comercialmente humus. Este tiene propiedades únicas por su acción fertilizante y enmienda orgánica ya que mejora las características físicas y químicas de los suelos. La lombriz come todo lo orgánico, papales, cartones, desechos domiciliarios, aserrines, pastos, hojas secas, desechos orgánicos de fábricas, distintos estiércoles (caballo, vaca, conejo, etc.) y lo convierte humus. Tradicionalmente se ha asociado el aspecto comercial de la lombriz con el negocio de la pesca. Sin embargo, ésta es la menor de sus aplicaciones. La carne de la lombriz se transforma, mediante distintos sistemas de secado, en una harina de altísimo valor proteico. Esta harina se utiliza, en alimentación humana, como complemento proteico en la elaboración de hamburguesas, picadillos y embutidos. 45 Las lombrices tienden a ser animales migratorios, en tal sentido se ha modificado su hábito para desarrollar la lombricultura, para tenerlo hoy en día con un hábito sedentario, permitiendo mantenerla en cautiverio y poder realizar un proceso industrial en el que no solamente se la pueda mantener en un criadero sin que fugue, sino que adicionalmente ya tiene la capacidad de vivir en altas densidades (30 a 40.000 lombrices por metro cuadrado según el manejo técnico) sin que se alteren sus efectos conductuales. La lombriz roja: Se la conoce como lombriz roja Californiana por su color y porque es en ese estado de los Estados Unidos, donde se determinaron sus cualidades y se establecieron sus primeros criaderos. Está capacitada fisiológicamente para ingerir una amplia variedad de alimentos orgánicos, los cuales succiona en una mezcla húmeda debido a que no posee sistema bucal triturador. La humedad del medio deberá ser constantemente (más del 70%). Cuando la comida llega al estómago, unas glándulas especiales se encargan de segregar carbonato de calcio, cuya finalidad es neutralizar los ácidos presentes en la comida ingerida. La lombriz también está dotada, entre otros, de sistemas circulatorio, nervioso y muscular, está muy desarrollado tanto en sentido longitudinal como en sentido perimetral (circular); ello permite, a este animal, efectuar cualquier tipo de movimiento. En la figura 4, se aprecia el aspecto viscoso, la forma y color característico de la lombriz californiana. La lombriz avanza arrastrándose sobre el terreno. Esto puede hacerlo así porque su cuerpo está dotado de una serie de anillos que son capaces de adherirse (clavarse) en el mismo. Para avanzar, la lombriz fija los anillos anteriores en el terreno, encoge el resto del cuerpo hacia la parte anterior (hacia la boca), fija entonces los anillos posteriores; a continuación libera los anillos anteriores y empujando con la parte posterior del cuerpo la parte anterior, inicia el movimiento de avance. En esta fase es cuando abre la boca y chupa la comida. Esta última, después de atravesar todo el aparato digestivo, es expulsada por el ano, que se encuentra en la parte terminal. Unas células especiales colocadas a lo 46 largo de su cuerpo la avisan de la presencia de la luz, que es su terrible enemiga. Los rayos ultravioletas la matan en pocos minutos. Por esta razón, la lombriz expuesta unos pocos minutos a los rayos solares, muere. CLASIFICACIÓN EN EL REINO ANIMAL: Reino: Animal Tipo: Anélido Clase: Oligoqueto Orden: Opistoporo Familia: Lombricidae Género: Eisenia Especie: Foetida CARACTERÍSTICAS EXTERNAS : Posee el cuerpo alargado, segmentado y con simetría bilateral. Existe una porción más gruesa en el tercio anterior de 5 mm. de longitud llamada clitelium cuya función está relacionada con la reproducción. Al nacer las lombrices son blancas, transcurridos 5 o 6 días se ponen rosadas y a los 120 días ya se parecen a las adultas siendo de color rojizo y estando en condiciones de aparearse. CARACTERÍSTICAS INTERNAS: Cutícula. Es una lámina muy delgada de color marrón brillante, quitinoso, fino y transparente. Epidermis. Situada debajo de la cutícula, es un epitelio simple con células glandulares que producen una secreción mucosa. Es la responsable de la formación de la cutícula y del mantenimiento de la humedad y flexibilidad de la misma totalmente inmune al medio contaminado en el cual vive, como la elevada capacidad de regeneración de sus tejidos, son motivos de investigación para la aplicación en el ser humano. CONDICIONES AMBIENTALES PARA SU DESARROLLO : 47 Humedad: Será del 40 – 80% para facilitar la ingestión de alimento y el deslizamiento a través del material. Si la humedad no es adecuada puede dar lugar a la muerte de la lombriz. Las lombrices toman el alimento chupándolo, por tanto la falta de humedad les imposibilita dicha operación. El exceso de humedad origina empapamiento y una oxigenación deficiente. Temperatura: El rango óptimo de temperaturas para el crecimiento de las lombrices oscila entre 12-25º C; y para la formación de cocones entre 12 y 15º C. Durante el verano si la temperatura es muy elevada, se recurrirá a riegos más frecuentes, manteniendo los lechos libres de malas hierbas, procurando que las lombrices no emigren buscando ambientes más frescos. PH. El pH óptimo es 7. Riego. Los sistemas de riego empleados son el manual y por aspersión. El manual consta de una manguera de goma de características variables según la función de los lechos. Por su sencillez es muy difundido pero requiere un trabajador implicado exclusivamente en esta labor. El riego por aspersión requiere mayor inversión, habiendo diversas modalidades según su disposición en los lechos. Si el contenido de sales y de sodio en el agua de riego es muy elevado darán lugar a una disminución en el valor nutritivo del vermicompost. Los encharcamientos deben evitarse, ya que un exceso de agua desplaza el aire del material y provoca fermentación anaeróbica. Aireación: Es fundamental para la correcta respiración y desarrollo de las lombrices. Si la aireación no es la adecuada el consumo de alimento se reduce; además del apareamiento y reproducción debido a la compactación. 48 Enemigos: La mayor parte de los enemigos de las lombrices proliferan en el criadero por descuido del lumbricultor. Los depredadores directos más frecuentes son los pájaros (cuervos, mirlos, tordos...) ya que excavan la tierra con sus patas y pico, siendo la medida de control más eficaz la cubrimiento del lecho con ramas o mallas antigranizo, además con esta medida se evita la evaporación y se mantiene la humedad. Como medida preventiva para eliminar las ratas y ratones se emplearán desratizaciones en puntos estratégicos de las instalaciones y además de medidas higiénicas. Los topos son los peores enemigos de las lombrices, ya que practican túneles profundos a modo de excavadora. Se combaten protegiendo los lechos con materiales que impidan su acceso: ladrillos, mallas metálicas, etc. La presencia de escarabajos, moscas, ciempiés, ácaros y hormigas es indeseable, pues compiten por el consumo de alimento. Patologías. Las enfermedades en los criaderos de lombrices no son muy frecuentes aunque el hábitat de las lombrices puede verse afectado por la presencia de bacterias. La patología más importante es la intoxicación proteica, provocada por la presencia de un elevado contenido de sustancias ricas en proteínas no transformadas en alimento por las lombrices. Estas sustancias proteicas en exceso favorecen la proliferación de microorganismos, cuya actividad genera gases y provoca un aumento de la acidez del medio. Las lombrices ingieren los alimentos con una excesiva acidez que no llega a ser neutralizada por sus glándulas calcíferas. Por tanto se produce la fermentación en el buche y en el ventrículo provocando su inflamación. Los síntomas más frecuentes suelen ser el abultamiento de la zona cliterar, coloración rosada o blanca de las lombrices y una disminución generalizada de su actividad. Como medida de control se 49 debe remover la tierra para favorecer la oxigenación y la aplicación de elevadas dosis de carbonato cálcico. HUMUS LÍQUIDO: Sin duda el humus de lombriz es el mejor fertilizante orgánico conocido en el mundo hasta el momento. Existen en el mercado diferentes tipos de humus de lombriz, los cuales se diferencian básicamente por el sustrato utilizado para alimentar a las lombrices; Los provenientes de materia vegetal fermentada y estiércol de animal. VENTAJAS DEL HUMUS LÍQUIDO DE LOMBRIZ: El humus de lombriz es el producto resultante de la transformación digestiva en forma de excretas que ejerce este pequeño anélido sobre la materia orgánica que consume. Aunque como abono orgánico puede decirse que tiene un excelente valor en macro nutrientes, también habría que mencionar la gama de compuestos orgánicos presentes en él, su disponibilidad en el consumo por las plantas, su resistencia a la fijación y al lavado. El Humus de Lombriz líquido contiene la concentración de los elementos solubles más importantes presentes en el humus de lombriz (sólido), entre los que se incluyen los humatos más importante como son: los ácidos húmicos, fúlvicos, úlmicos, entre otros. Aplicado al suelo o a la planta actúa como racionalizante de fertilización ya que hace asimilables en todo su espectro a los macro y micro nutrientes, evitando la concentración de sales. Crea además un medio ideal para la proliferación de organismos benéficos, bacterias, hongos, etc. que impiden el desarrollo de patógenos, reduciendo sensiblemente el riesgo en el desarrollo de enfermedades. Además, estimula la humificación propia del suelo ya que incorpora y descompone los residuos vegetales presentes en el suelo. Por lo antes descrito podríamos decir que el Humus Líquido de Lombriz: Incrementa la biomasa de micro organismos presentes en el suelo. Estimula un mayor desarrollo radicular. Retiene la humedad en el suelo por mayor tiempo. 50 Incrementa la producción de clorofila en las planta Reduce la conductividad eléctrica característica de los suelos salinos. Mejora el pH en suelos ácidos. Equilibra el desarrollo de hongos presentes en el suelo. Aumenta la producción en los cultivos. Disminuye la actividad de chupadores como áfidos. Actúa como potenciador de la actividad de muchos pesticidas y fertilizantes del mercado. Su aplicación disminuye la contaminación de químicos en los suelos. Es asimilado por la raíz y por las estomas. 51 CAPITULO 3 METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION MATERIALES Y HERRAMIENTAS PARA ELABORAR EL HUMUS: Para la producción del humus de lombriz se necesitan: MATERIALES Y HERRAMIENTAS: • Carretilla. • Pala. • Rastrillo. • Zaranda. • Cercos (para evitar el ingreso de animales domésticos). • Tinglado. INSUMOS: • Lombriz (roja californiana). • Sustrato (estiércol descompuesto o compost). • Agua. 52 PREPARACIÓN DEL HUMUS: Para la preparación se siguen los siguientes pasos: 1. UBICACIÓN Escoger un lugar seguro, fresco y con sombra, bajo árboles o techo en este caso se realizara en AA.HH BALCONES , los cuales deben dar al menos un 50% de sombra. En el biohuerto estará en el área de preparación de abonos orgánicos. Asegurar la disponibilidad de agua y una fuente cercana de residuos orgánicos (restos de cosechas y estiércol/guano de animales). 2. MATERIA PRIMA: A) CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA PRIMA El proceso de elaboración de lombricomposta permite la utilización de una amplia variedad de residuos orgánicos, sin embargo, es más eficiente limitarla a los residuos pre-consumo de origen vegetal (cáscaras de frutas y verduras), excluyendo cítricos debido a que sus condiciones de acidez Afectan la población de lombriz. B) RECOLECCIÓN Y TRANSPORTE Es preciso contar con un sistema de separación de material composteable en la cocina, así como para su transporte al área de procesamiento. C) CAPACIDAD DEL PROCESO La capacidad máxima del proceso de lombricomposteo puede mantenerse siempre y cuando se tomen en cuenta los principios de productividad contenidos en esta guía. Estudios llevados a cabo en la Universidad de Chapingo muestran una capacidad del proceso de lombricomposteo . 53 3. PREPARACIÓN DE LA MEZCLA: Los preparativos necesarios para los materiales que serán añadidos a una planta de lombricomposteo incluyen la reducción del tamaño de partícula, el mezclado, el monitoreo de humedad y la inoculación con cepas vivas de microorganismos y con pie de cría de lombrices. Aunque algunos productores de lombricomposta recomiendan alimentar a las lombrices con materiales parcialmente descompuestos, para evitar la producción excesiva de calor cuando se acumula y descompone la materia orgánica dado su alto contenido de carbono, la práctica ha demostrado que las lombrices pueden ser alimentadas con materia “fresca” cuando se procura una correcta relación C/N y se evitan los residuos de origen animal (carne, pescado y marisco, pollo y lácteos). A) REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE PARTÍCULA Ésta se debe realizar para incrementar la velocidad de descomposición de los residuos, permitiendo a las lombrices realizar un procesamiento eficiente. Entre menor sea el tamaño de partícula, mayor área superficial estará disponible para el ataque microbiano y una ingesta más eficiente y rápida. Sin embargo, si las partículas son demasiado pequeñas (<5 mm), se incrementa el desarrollo potencial de condiciones anaeróbicas y la consecuente generación de malos olores. Por ello es deseable mantener una estabilidad estructural con un amplio rango del tamaño de partícula que permita un ambiente con condiciones aeróbicas. 54 B) RELACIÓN C/N La relación C/N ideal para la elaboración de lombricomposta se encuentra en el rango de 20 - 35:1. Los residuos animales suelen tener un alto contenido de nitrógeno, mientras que los residuos de poda son una fuente común de carbono. Dado que una medición directa de la relación C/N es poco práctica, ésta puede ser estimada con la utilización de tablas y el cálculo de una relación combinada. C) CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL Una humedad de alrededor del 70% al 80% es la ideal en la elaboración de lombricomposta. Arriba de este rango, se considera una humedad excesiva que resulta en el desarrollo de condiciones anaeróbicas. La evaluación del contenido de humedad puede realizarse fácilmente con la “prueba del puño”: se toma un puñado de material que se exprime con fuerza y deben escurrir algunas cuantas gotas entre los dedos, pero no debe estar saturado de agua (encharcado). D) INOCULACIÓN Es recomendable inocular el contenedor con lombricomposta madura y lombrices de la especie Eisenia fétida (lombriz roja californiana) a razón de 10.5 kg/m. E) SUSTRATO El objetivo principal del sustrato es proveer a las lombrices de un medio donde moverse libremente, alimentarse y reproducirse. Algunas de las características del material a utilizarse como sustrato son: habilidad de retener humedad en una forma accesible para las lombrices, no apelmazarse para permitir el paso del aire, permitir el drenaje de humedad excesiva, no ser muy granuloso ni una fuente de alimento alto en proteínas, además de ser una buena fuente de carbono para las bacterias. 55 Algunos de los materiales más utilizados como sustrato son: papel triturado, cartón, hojas de árbol, pasto, paja, aserrín y tierra. Sin embargo, se ha observado que el sustrato más adecuado es la lombricomposta madura, que provee de un ambiente estable para las lombrices, incrementando eventualmente la capacidad de producción de lombricomposta. 4. PROCESAMIENTO: El control del proceso incluye el manejo y monitoreo del sistema, asegurando la eficiencia y control de calidad en la producción de lombricomposta. A continuación se presentan los aspectos claves de control en las diferentes etapas. A) CARACTERÍSTICAS DEL CONTENEDOR Para la producción a nivel institucional, el contenedor cerrado con reducción de partícula y mezcla a mano es el sistema con mejores resultados. Puede tenerse un contenedor fijo (construido de ladrillo) o temporal (madera, materiales compuestos, plástico). Conviene calcular las dimensiones basándose en un 70% de la producción máxima de residuos a utilizar, y una zona de almacén alterno para suministros “pico” de materia prima. Un contenedor mayor a 1.5 m por lado deberá dividirse en dos a fin de facilitar su manejo. También es recomendable que el contenedor tenga tapa con orificios para permitir la aireación, si bien puede taparse con plástico negro a fin de conservar la humedad y aislar la luminosidad. 56 A) AIREACIÓN La lombriz absorbe el oxígeno a través de su piel y requiere un ambiente que permita el flujo de aire y la disipación de calor, previniendo el desarrollo de condiciones anaeróbicas. El oxígeno también afecta la tasa de descomposición y la producción de olor, ya que los microorganismos anaeróbicos producen malos olores, específicamente por la producción de compuestos de amonio y ácidos sulfúrico y sulfhídrico. Sin embargo, un poco de olor es natural y se genera aun en los sistemas mejor manejados. Aunque un medidor de oxígeno puede diagnosticar con rapidez problemas en el sistema, no es indispensable mientras se Mantenga una aireación en el contenedor al revolver cuidadosamente el contenido con un bieldo una vez por semana o cada dos semanas. C) MONITOREO DEL SISTEMA Cuando un sistema de elaboración de lombricomposta está fallando, los indicadores son evidentes. Éstos incluyen la actividad de la lombriz, la acumulación de material no procesado, el aumento de temperatura y la disminución de la concentración de oxígeno. Al aplicar un monitoreo adecuado una vez por semana se previenen problemas potenciales a la salud, la producción de olor y la infestación de plagas. Los análisis de laboratorio para monitoreo del sistema son considerados no necesarios para los sistemas de lombricomposta a nivel institucional. Los principales indicadores del funcionamiento son: actividad de la lombriz, acumulación de material no procesado, con- tenido de humedad aparente, temperatura y acidez. D) PLAGAS 57 Las plagas más comunes en los sistemas de elaboración de lombricomposta son roedores e insectos, aunque se ha encontrado una gran diversidad de fauna en un sistema saludable; únicamente deben ser controlados aquellos organismos que son depredadores directos de la lombriz y/o que interfieren con el proceso, como hormigas, moscas y algunas orugas. D) TEMPERATURA, HUMEDAD Y OXÍGENO La temperatura y la humedad son los factores ambientales más importantes en los sistemas de elaboración de lombricomposta. Al consumir materia orgánica, los microorganismos producen calor que puede acumularse en el contenedor debido a que los mismos materiales actúan como aislantes al ambiente. La temperatura ideal dentro del composteo es de entre 20°C y 25°C, aunque las lombrices pueden sobrevivir en un rango de 5°C a 35ºC. Es importante un ambiente húmedo para prevenir la deshidratación de la lombriz y ayudarla a su desplazamiento en el sustrato. Por otro lado, la humedad excesiva puede producir condiciones anaeróbicas no aptas para las lombrices y la producción de lixiviados. El hecho de mezclar los materiales demasiado húmedos con otros más secos, es una práctica de control de humedad que mantienen al mínimo la producción de lixiviados. 58 F) ESTABILIZACIÓN Y MADURACIÓN. En general, se considera madura la composta producida por las lombrices luego de 16 semanas, aunque a las seis semanas el producto es suficientemente estable como para ser utilizado en jardines exteriores donde el proceso de descomposición continuará sin ningún impacto ambiental negativo. Por otro lado, se recomienda que el material pase por un tiempo de “curado” antes de su uso, para obtener un producto más estable. Esta estabilización se logra almacenando la lombricomposta en un bote bien aireado durante aproximadamente cuatro semanas. 5. COSECHA DEL HUMUS : La cosecha se puede realizar a partir de los 3 meses o cuando las lombrices empiezan a escaparse de las camas por falta de alimento. El humus a cosechar debe tener un color marrón oscuro, textura esponjosa y sin olor. Para cosechar el humus se coloca alimento fresco en la parte superior de la cama, para que todas las lombrices suban a comer. Cuando las lombrices han subido, se las separa y se cosecha el humus, zarandeándolo para eliminar las impurezas. Las lombrices deben ser trasladadas a otra cama previamente habilitada con alimento fresco. 6. ALMACENAJE Y DISTRIBUCIÓN. Bien sea que la lombricomposta se utilice in-situ o se pretenda comercializar, se deben considerar los contenedores para su almacenaje y distribución. Un cálculo aproximado para la producción estima que el producto terminado representa 1/3 en volumen y ½ en peso del material original. Por lo que, por ejemplo, una vez que se alcanzan las condiciones de estado estable del proceso (entre tres y seis meses de 59 iniciadas las operaciones), si se tiene un suministro de 300 kg/semana, se pueden obtener 100 kg de composta en el mismo lapso. 7. HIGIENE Y SEGURIDAD. Es muy importante observar los principios básicos de manejo de residuos a fin de garantizar las condiciones de higiene y seguridad necesarias en todo sistema de elaboración de lombricomposta a nivel semi-industrial. Estos principios son los siguientes: a) Todo personal involucrado en el proceso de composteo debe contar con la instrucción adecuada y seguir los procedimientos de seguridad establecidos. b) La suspensión de polvo, esporas y organismos biológicos (denominados bioaerosoles), aunque normal en las actividades de aireación, mezclado y cosecha, puede afectar la salud de algunos individuos susceptibles (fumadores, con alergias y/o asma), por lo que conviene detectar condiciones de predisposición de enfermedades de los operarios antes de ser involucrados en actividades de composteo, además se recomienda la rotación del personal para evitar la sobreexposición a los bioaerosoles. c) Todo operario debe contar con las vacunas principales (Tétanos y Hepatitis A) y realizarse el chequeo médico de rutina anualmente d) Cualquier síntoma o evento (principalmente irritación en las vías respiratorias) debe reportarse inmediatamente al servicio médico disponible. Todas las heridas, por pequeñas que sean, deben tratarse. e) Al utilizar trituradoras o realizar la reducción manual de partículas, se debe portar el equipo correspondiente para la protección de ojos y oídos. f) El uso de guantes es indispensable, así como de overol o mandil. Utilizar cubre bocas es recomendable, sobre todo en las actividades que generan suspensión de polvo en el aire. 60 g) Cada operario es responsable de mantener limpio y en buen estado su equipo de seguridad. h) Después de cualquier contacto con material orgánico, se deben lavar las manos correctamente, al igual que antes de comer, beber o tocarse los ojos, nariz u oídos MEDICIÓN DE FACTORES: Humedad: La prueba para medir el porcentaje de humedad en el sustrato se conoce como prueba de puño, la cual consiste en agarrar una cantidad del sustrato con el puño de una mano, posteriormente se le aplica fuerza, lo normal de un brazo, y si salen de 8 a 10 gotas es que la humedad está en un 80 % aproximadamente. En cualquier caso es mejor utilizar un medidor de humedad. PH: se medirá con el instrumento medidor el pH Temperatura: Termómetro para la medición de humus APLICACIÓN DEL HUMUS: • Se aplica a todos los cultivos, de preferencia en la siembra o en el a porqué. En hortalizas, se debe aplicar 1 kilo por m2 a las camas o a chorro Continuo en los surcos. • En cultivos como la papa y el maíz, se debe aplicar por golpes (un puñado al costado de cada planta). • En los frutales debe aplicarse a razón de 2 kilos por árbol, en la zona radicular a la altura de la proyección de la copa de los árboles. • Para la aplicación del humus, el suelo debe estar suelto y húmedo, para favorecer el trabajo de los microorganismos. Luego de aplicar, tapar con una capa de tierra para evitar la pérdida de nutrientes. 61 DOSIS DE APLICACIÓN DE HUMUS DE LOMBRIZ: Tipo de cultivo o recuperación de terreno Cantidad Frutales 2 kilos/árbol Hortalizas 1 kilo/m2 Praderas 800 gramo/m2 Semilleros o almácigos 20% del sustrato Recuperación de terrenos 4,000 kilos/hectárea EXPERIMENTAL: Se realizará en el campo MODO DE DAR VUELTA LA MASA: Para asegurar una mezcla y una descomposición uniforme del material, así como la humedad y la ventilación necesaria durante la fase aeróbica, hay que dar vuelta al montón dos veces. Primera Vuelta: Debe darse a los 2 ó 3 semanas después de cargar el montón o la zanja. La sección o parte que se dejó vacía al hacer la carga, dejará lugar para ir dando vuelta a toda la masa con horquetas, desde una punta. Al hacer este movimiento se cuidará de revolver debidamente el material inalterado que se encontraba en contacto con el aire, dejándolo de preferencia en el centro de la masa. A medida que se revuelve el montón, hay que ir rociando con agua, si ello fuese necesario, en la misma forma que cuando se cargó, cuidando, sí, que no se pase de humedad. Conviene dejar tiempo para que se realice debidamente la absorción del agua. Es aconsejable efectuar este rociado, en dos tiempos: primero en el momento de dar vuelta el material y en seguida, a la mañana siguiente. Se tendrá también especial cuidado que el material quede suelto, para lo cual se evitará pisarlo. Finalmente, se practicarán nuevos hoyos de ventilación verticales con 62 una barreta o un palo, en la misma forma que en el momento del carguío. La altura del montón debe limitarse esta vez a 90 centímetros. Segunda Vuelta: Más o menos 3 semanas después de la primera vuelta a la masa, o sea, 5 ó 6 después del carguío, se da nuevamente vuelta a la masa, esta vez en sentido contrario. No se practicarán ya hoyos de ventilación pero sí se tendrá cuidado de procurar siempre un estado de humedad análogo al de una esponja estrujada. Más o menos 6 ó 7 días después, la masa comienza a tomar la estructura del migajón y un color más oscuro. Aparecen en ella lombrices comunes. Los hongos han terminado ya su labor y son ahora las bacterias las que intervienen para realizar la “maduración” bajo condiciones anaeróbicas, es decir, fuera de la presencia del aire. A medida que esta maduración prosigue y que la estructura de migajón se acentúa, aumenta la capacidad de la masa para absorber y conservar la humedad. Es también durante esta fase cuando se produce la fijación del Nitrógeno atmosférico, de suerte que la relación Carbono a Nitrógeno, que era más o menos de 33 a 1 en el momento del carguío, llega a 10 a 1 cuando la operación se encuentra terminada. Seis semanas después de la segunda vuelta, o sea, más o menos 3 meses después del carguío inicial, toda la masa se ha transformado en humus y tiene la estructura, el color y el olor de la buena tierra de hojas. Se encuentra ahora lista para ser incorporada al suelo. Es necesario insistir una vez más sobre la importancia de seguir muy de cerca las instrucciones. El procedimiento de Indore es sencillo, pero debe realizarse con inteligencia y buen criterio. En efecto, el valor fertilizante del humus no depende tanto de su composición química, como de su reacción biológica frente a los hongos del suelo. Si la temperatura de la masa no es en cada momento lo que debe ser, los microorganismos que entran en juego pueden 63 ser distintos de los que desean y su trabajo puede resultar defectuoso. La vigorosa acción de los hongos al comienzo de la operación se evidencia por la abundancia de micelio presente en la masa y la infinidad de esporóforos producidos en la superficie de los montones. Desde el principio de la descomposición hay gran actividad de las bacterias termófilas y la temperatura sube hasta cerca de 70°C. Es probable que las reacciones químicas que tienen lugar a estas alturas de la fermentación tengan una importancia decisiva sobre el valor fertilizante del humus. PRODUCCION ANUAL Y CANTIDADES NECESARIAS La cantidad de humus a incorporar anualmente al suelo varía según el grado de agotamiento del mismo, de 6 a 20 toneladas por hectárea, con un término medio normal de 12 toneladas. Como el peso específico del humus varía, según su grado de humedad, de 1.5 a 1.8, se puede ver que 12 toneladas equivalen aproximadamente a 7 metros cúbicos, o sea a una capa uniforme de 7 a 10 milímetros de grueso, sobre el suelo. Las cantidades de humus que se pueden elaborar anualmente en los fundos dependen de las disponibilidades de detritus vegetales, y también de los residuos que se recojan completamente, y suponiendo que se disponen de amplias cantidades . Se calcula que dos hombres trabajando en equipo pueden elaborar alrededor de 1.000 toneladas de humus anualmente, o sea, lo necesario para fertilizar, un año con otro, 100 hectáreas. Por consiguiente, un trabajador elaborará humus para 50 hectáreas, siempre que no le falte material en ningún momento y lo cual es objetiva para una asociación cual se va realizar 64 FOTOS : Materia prima 65 2. Cobertores: 20 metros de largo y 1.20 de ancho 1.70 de altura 3. Preparación: Un pendiente apisono agrega residuos de vegetal 66 67 Tabla N ° 1 RANGOS Rangos PH 6.5- 7.5 TEMPERATURA 20-25 HUMEDAD 40-80% Tabla N° 2 Producción de lombricomposta 0 MES A los 3 MESES Población inicial de lombrices Lombrices 1 kg 10 Alimento 1 Kg/día 10 Lombricompuesto 0.6 kg 6 /día Proteína 0.04 Kg/ día 0.4 68 En esta tabla se muestra los valores de la producción de lombricompuesto, siendo el promedio una lombriz adulta de un gramo de peso, que ingiere lo que pesa por día y excreta . DATOS DE INTERES 1 m3 de materia RELACION DE DATOS vegetal con Peso aproximado 400 kg humedad 1 m3 de estiércol fresco de vaca 1 m3 Peso aproximado 600 kg de mescla de materia vegetal Peso aproximado 500 kg y estiércol de vaca (50%c/u) 1 cama de reciclaje luego del procesos de descomposición Reduce a un tercio su volumen inicial 1 lecho de requiere en promedio 12 Produce en promedio 4 toneladas de toneladas de alimento preparado humus de lombriz en c / cosecha anual (24 m3 mescla) CANTIDADES DE LOMBRICES, DESECHOS UTILIZADOS: medidas de sus camas 2 mts X 1 mtr Cantidades de lombrices: Densidad: 10 kg Cosecha Máxima: 20 kg Cantidades de desechos: Aproxima: 2.5 Kg Cálculos Ferruzzi 2 m2 x 1 m = 2m2 1.000 lombrices/Lecho (cada 2 m cuadrados) 90 días ( 3 meses) , la población de lombrices se duplica 69 Para aumentar la reproducción, deberá mantenerse baja la densidad y duplicar los lechos. Cuando la densidad de los lechos aumenta a niveles altos (40.000 lombrices por m2 ) para producción de Humus, 70 a 50.000 71