CARACTERIZACIÒN DE POBLACIONES MICROBIANAS
EN DOS TIPOS DE ESTIÉRCOL, DURANTE
EL PROCESO DE COMPOSTAJE
CAROLINA PARRA OVIEDO
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE CIENCIAS
CARRERA DE MICROBIOLOGIA AGRICOLA Y VETERINARIA Bogotá, D. C.
CARACTERIZACIÒN DE POBLACIONES MICROBIANAS
EN DOS TIPOS DE ESTIÉRCOL, DURANTE
EL PROCESO DE COMPOSTAJE.
CAROLINA PARRA OVIEDO
TRABAJO DE GRADO Presentado como requisito parcial
Para optar al título de
MICROBIÓLOGA AGRÍCOLA Y VETERINARIA
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE CIENCIAS
NOTA DE ADVERTENCIA
Artículo 23 de la Resolución N° 13 de Julio de 1946
CARACTERIZACIÒN DE POBLACIONES MICROBIANAS
EN DOS TIPOS DE ESTIÉRCOL, DURANTE
EL PROCESO DE COMPOSTAJE.
CAROLINA PARRA OVIEDO
APROBADO
____________________________ JAIME TORRES BAZURTO
Ingeniero Agrónomo Msc Director
__________________________ Liliana Figueroa del Castillo
Bióloga Msc. en Suelos Jurado
__________________________ Hernando Valencia Zapata
CARACTERIZACIÒN DE POBLACIONES MICROBIANAS
EN DOS TIPOS DE ESTIÉRCOL, DURANTE
EL PROCESO DE COMPOSTAJE.
CAROLINA PARRA OVIEDO
APROBADO
__________________________ Ingrid Schuler Ph.D., Bióloga
Decano Académica
____________________________ Janeth Arias Palacios Msc.
Director de Carrera Microbiología Agrícola y
DEDICATORIA
A mis padres Carlos y Maria Alba por ser un ejemplo de
perseverancia y brindarme su sabiduría ancestral para
fortalecer mi vida día a día.
A mis hermanos por apoyarme, enseñarme y alegrarme la
existencia.
AGRADECIMIENTOS
Al profesor Jaime Torres Bazurto por sus enseñanzas como maestro, por su
confianza, comprensión y apoyo incondicional durante el desarrollo de mi
trabajo de grado.
A la Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá y la Facultad de
Agronomía por la financiación de este proyecto.
Al señor Jairo Romero que me ayudo a voltear el compost semana a semana
A todo el personal de Marengo por su colaboración en el desarrollo del
trabajo experimental en campo.
A los señores Marco Aurelio, Jesús, Rubén técnicos operativos de los
Laboratorios de Postgrado de la Facultad de Agronomía de la Universidad
Nacional de Colombia – Sede Bogota, por su ayuda en el desarrollo de esta
investigación.
TABLA DE CONTENIDOS
1. INTRODUCCION...1 2. MARCO TEORICO...3
2.1. Definición del Compostaje 3
2.2. Historia del Compost 3
2.3. Características del proceso del compostaje 4
2.3.1. Microbiología del Compostaje 4
2.3.2. Clasificación de los residuos a Compostar 6 2.3.3. Microorganismos eficientes EM ® inoculo microbial para compostaje 7
2.4. Estiércoles 8
2.4.1. Características del Estiércol 9
2.4.2. Fermentación del estiércol 10
2.4.3. Reducción del volumen. 12
2.4.4. Compostaje de estiércoles 12
2.5. Estudios relacionados con el compostaje de estiércol en Colombia 14 2.5.1. Evaluación de los Microorganismos eficaces (EM) en producción de abono orgánico a partir del estiércol de aves de jaula. 14 2.6. Parámetros de Calidad del Compost. 15
2.6.1. Normas Técnicas Colombianas 16
3. FORMULACION DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN ...18
3.1. Formulación del problema 18
3.2. Justificación. 19
4. OBJETIVOS ...21
4.1. Objetivo General 21
4.2. Objetivos específicos 21
5. MATERIALES Y MÉTODOS ...22
5.1. Diseño de la investigación. 22
5.2. Montaje de pilas de compost 23
5.2.1. Volteo de las pilas de compostaje 24 5.3. Valoración de parámetros fisicoquímicos para cada tratamiento, durante el
proceso de compostaje. 25
5.3.1. pH 25
5.3.2. Temperatura 26
5.3.3. Humedad 26
5.4. Análisis microbiológico. Recuento total de microorganismos 26 5.4.1. Identificación de los microorganismos aislados 27 5.5. Análisis de las propiedades físico-químicas en el producto final aplicando la
norma NTC 5167 de 2004 27
5.5.1. Preparación de las muestras 27
5.5.2. Humedad 27
5.5.3. Capacidad de retención de agua 28
5.5.4. pH 28
5.5.5. Conductividad eléctrica 28
5.5.6. Cuantificación de cenizas por el método de pérdidas de volatilización. 29 5.5.7. Carbono Orgánico Oxidable total 29
5.5.10. Relación carbono/nitrógeno C/N 29 5.5.11. Determinación de Ca, K, Mg, Cu, Mn, Fe, Zn, por espectrofotometría. 30 5.6. Prueba de presencia de fitopatógenos 30 5.7. Prueba de presencia de patógenos humanos 30 5.8. Determinacion de hongos solubilizadores de fosfatos. 31
5.9. Diseño estadístico 31
RESULTADOS Y DISCUSIÓN...32
6.1. Temperatura (ºC) y pH durante el proceso de compostaje. 32 6.1.1. Fase Mesófila 36 6.1.2. Fase Termofila 38 6.1.3. Fase Mesofilica. 39 6.1.4. Fase de Maduración 40 6.2. Recuento microbiológico 41 6.2.1. Fase Mesófila 41 6.2.2. Fase Termofila 44 6.2.3. Fase Mesofilica 46 6.2.4. Fase Maduración 46 6.3. Propiedades físico-químicas y microbiológicas en el producto final aplicando la norma ICONTEC NTC 5167 de 2004. 48 6.3.1. pH 48 6.3.2. Cenizas 49 6.3.3. Conductividad eléctrica 50 6.3.4. Carbono orgánico total 51 6.3.5. Nitrógeno 52 6.3.6. C/N 53 6.3.7. Fósforo 55 6.3.8. Calcio 56 6.3.9. Potasio 57 6.3.10. Magnesio 58 6.3.11. COBRE 59 6.3.12 Manganeso 60 6.3.13. Hierro 61 6.3.14. Zinc 62 6.3.15. Análisis de fitopatógenos 63 6.3.16. Prueba de presencia de patógenos humanos 65 6.3.17 Determinación de hongos solubilizadores de fosfatos 66 7. CONCLUSIONES...70
8. RECOMENDACIONES ...72
9. BIBLIOGRAFIA ...73
ANEXO 1. PRUEBA ESTADÍSTICA...78
ANEXO 2. PRODUCTO FINAL DEL COMPOSTAJE ...101
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Clasificación de residuos. Graves, 2000 ... 6
Tabla 2. Características físicas del Compost. Graves, 2000... 7
Tabla 3. Características de un Compost comercialmente aceptable. Meléndez, 2003 ... 16
Tabla 4. Límites permisibles de parámetros físico-químicos y microbiológicos del compost para ser utilizado como acondicionador del suelo, ICONTEC, 2003... 16
Tabla 5. Propiedades fisicoquímicas de Gallinaza. ICONTEC, 1984... 17
Tabla 6. Tratamientos de los dos tipos de estiércol para compostaje... 24
Tabla 7. Análisis de los tratamientos compostados ... 64
Tabla 8. Presencia de patógenos ... 65
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Comportamiento del compostaje. Fuente Mustin, 1987 y Day et al, 1998; Tomado de Soto, 2003
Figura 2. Montaje de pilas de Compost. Fuente autora.
Figura 3 Volteo de pilas de Compost. Fuente autora.
Figura 4. Temperatura durante el compostaje de estiércoles
Figura 5. pH durante el compostaje de estiércoles
Figura 6. Promedio de poblaciones de bacterias y hongos durante el proceso de compostaje
Figura 7. Aislamiento Bacillus spp
Figura 8. Aislamiento de Penicillium spp
Figura 9. Aislamiento de Aspergillus spp
Figura 10. Aislamiento de hongos
Figura 11. Aislamiento de Trichoderma sp
Figura 12. Comportamiento del pH y la temperatura en el compostaje durante la semana 1
Figura 13. Comportamiento del pH y la temperatura en el compostaje durante la semana 5
Figura 13. Comportamiento del pH y la temperatura en el compostaje durante la semana 5
Figura 14. Comportamiento del pH y la temperatura en el compostaje durante la semana 10
Figura 16. Comportamiento del pH y la temperatura en el compostaje durante la semana 18
Figura 17. Recuento de Bacterias Semana 1
Figura 18. Recuento de Hongos Semana 1
Figura 19. Recuento de Bacterias Semana 5
Figura 20. Recuento de Hongos Semana 5
Figura 21. Recuento de Bacterias Semana 10
Figura 22. Recuento de Hongos Semana 10
Figura 23. Recuento de Bacterias Semana 14
Figura 24. Recuento de Bacterias Semana 18
Figura 25. Recuento de Hongos Semana 18
Figura 26. pH en producto final
Figura 27. Porcentaje de cenizas en producto final
Figura 28. Conductividad en producto final
Figura 29. Carbono orgánico en producto final
Figura 30. Nitrógeno en producto final
Figura 31. Relación C/N en producto final
Figura 32. Fósforo en producto final
Figura 33. Calcio en producto final
Figura 34. Potasio en producto final
Figura 35. Magnesio en producto final
Figura 36. Cobre en producto final
Figura 38. Hierro en producto fina
Figura 39. Zinc en producto final
Figura 40. Hongos solubilizadores de hongos
Figura 41. Acidificación en el medio
Figura 42. Acidificación en el medio
RESUMEN
Se realizo en el Centro Agropecuario Marengo, (propiedad de la Universidad
Nacional de Colombia, Mosquera – Cundinamarca) la Caracterización de la
mezcla de dos tipos de estiércol (gallinaza y bovinaza), durante el proceso de
compostaje, se realizo a todos los tratamientos, los análisis de laboratorio
para determinar la caracterización física, química y microbiológica. Se
elaboraron nueve pilas en condiciones aeróbicas, Cada pila se dispuso con
dimensiones de 0.80m de alto con 1.50m de ancho y 1.50 largo, con un peso
de 200 Kg por pila durante un periodo de dieciocho semanas. Se evaluaron
durante las semanas uno, cinco, diez, catorce y dieciocho, las características
físico- químicas de temperatura y pH, a estos se les realizaron recuentos de
microorganismos en placa durante el proceso de degradación de los
estiércoles. En el producto final de los tratamientos de compostaje se hizo
la evaluación respecto a los parámetros de calidad, Norma ICONTEC NTC
5167 análisis de las propiedades fisicoquímicas humedad, pH, conductividad
eléctrica, porcentaje de cenizas, CO total , N, relación C/N, P, Ca, K, Mg, Cu,
Mn, Fe, Zn, análisis de la detección por ausencia y presencia de Salmonella
sp, Enterobacterias, Fitopatógenos y microorganismos solubilizadores de
fósforo. Se hallo estadísticamente una diferencia significativa entre todos los
tratamientos y sus características determinantes respecto a sus propiedades
como abonos orgánicos. Se evidencio la posibilidad de obtener un buen
compost con todo los parámetros de calidad a base de gallinaza sola como
el tratamiento 1 y de bovinaza sola como el T5, esto nos disminuye los
costos, no hay necesidad de adición de aditivos, y se convierte en una
alternativa eficiente para la solución a estos residuos dentro de las fincas
brindando un valor agregado a estos dos tratamientos. Solo es necesario
controlar los parámetros básicos de humedad y aireación por medio de
ABSTRACT
It was done in the Central Agricultural Marengo, owned by the Universidad
Nacional de Colombia in the municipality of Cundinamarca Mosquera; The
characterization of the mixture of two types of manure (poultry and cow)
during the composting process, took place at all treatments, laboratory
analysis to determine the characterization physical, chemical and
microbiological. Nine batteries were produced aerobically, each stack is
available with dimensions of 0.80m high with 1.50m wide and 1.50 long,
weighing approximately 200 kg per battery for a period of eighteen weeks.
Were evaluated during the weeks one, five, ten, fourteen and eighteen, the
physical and chemical characteristics such as temperature and. pH, these
were conducted sampling and counts of microorganisms on board during the
process of degradation manures. In the end product of composting treatments
became the assessment regarding the quality parameters, ICONTEC norm
NTC 5167 as analysis of physical and chemical properties moisture, pH,
electrical conductivity, percentage of ash, total P, N, C / N , P, Ca, K, Mg, Cu,
Mn, Fe, Zn, analysis of detection by the absence and presence of Salmonella
sp, Enterobacter, pathogenic microorganisms and solubilised phosphorus.
We found statistically significant difference between all treatments and
determine their characteristics with respect to their properties as organic
fertilizers. It showed the possibility of obtaining a good compost with all the
quality parameters based poultry manure as a single treatment 1 and cow
manure single as the T5, this reduces costs, there is no need to add
additives, and becomes an efficient alternative for the solution to this waste
within the estates thereby stimulating the optimization process within a
agrosostenible and profitable. Providing added value to these two treatments.
It is only necessary to control the basic parameters of moisture and aeration
through weekly volts.
1. INTRODUCCION
En el contexto humano, el compostaje y el reciclado de los residuos
orgánicos son posiblemente tan antiguos como la agricultura. Se ha
elaborado compost desde hace más de 4000 años. (Muñoz, 2005).
En la década de los 50-60, las políticas tendientes a incrementar la
productividad agrícola, estuvieron dirigidas al uso masivo de abonos
minerales y fertilizantes químicos. Esta situación llevaba implícita una
problemática de la fertilidad por la sobreexplotación del recurso suelo, que
se expresa en la continua disminución de los contenidos de materia orgánica,
deterioro de la estructura física, disminución en la capacidad de retención de
agua y como consecuencia de esto, un drenaje pobre y excesiva escorrentía.
(CORANTIOQUIA, 2003)
El desarrollo y la expansión han implicado cambios determinantes en el
equilibrio del medio, y en especial en el empleo de fertilizantes y productos
plaguicidas entre otros; ha cambiado sustancialmente la composición
biológica física y química de este trayendo en la generalidad de los casos
perdida de su productividad y aumentando los índices de pérdida por erosión.
La principal causa del mencionado deterioro es la implementación de
prácticas no apropiadas ni ajustadas a cada ecosistema. (CORANTIOQUIA,
2003).
Por tanto, la recuperación, reutilización o transformación de los residuos
orgánicos en insumos útiles a los sectores productivos es una opción
con posibilidades, dentro del marco de un agricultura orgánica sostenible y
viable económicamente. Es por ello que desde hace 20 años ha surgido la
racionalización del empleo de sustancias químicas sintetizadas como los
fertilizantes y plaguicidas en general. Dentro del empleo de sustancias
orgánicas se han impuesto los desechos de cosecha y los estiércoles frescos
o compostados, que permitan no solo recuperar, mejorar o mantener las
características biológicas del suelo, sino que además tienen efectos positivos
sobre las características físicas y químicas del mismo. (Muñoz, 2005).
Los estudios del impacto del compost en el suelo evalúan principalmente los
factores físicos y químicos, implicados potencialmente en la productividad de
la planta. Las evaluaciones realizadas en varios experimentos de campo,
demostraron que las enmiendas orgánicas no sólo actúan mejorando la
estructura del suelo y como fuente de nutrientes, ellos pueden influenciar
fuertemente la microflora del suelo. La adición de un compost de buena
calidad incrementa la biomasa microbiana y eleva la actividad enzimática del
suelo. El compost es efectivo en el control de enfermedades causadas por
patógenos del suelo como Pythium, Phytopthora, Fusarium spp o Rizoctonia
solani. Las enmiendas adicionadas pueden modificar la composición de la las
poblaciones microbianas y como resultado, se presenta relaciones de
competición o antagonismo entre los microorganismos, conduciendo a una
2. MARCO TEORICO
2.1. Definición del Compostaje
Desde la agronomía se define el proceso de compostaje como un “sistema
de tratamiento/estabilización de los restos orgánicos, basado en una
actividad microbiológica compleja, llevada a cabo en condiciones controladas
(predominantemente aeróbicas y con fase termofilica) mediante las que se
obtiene un producto utilizable como abono, enmienda o sustrato”.
2.2. Historia del Compost
A menudo, para el reciclado de materias orgánicas, se ha recurrido a los
animales domésticos como gran procesador, ya que todo resto orgánico es
de corrales de cerdos, gallinas, vacas , ovejas que comen parte de esos
elementos y trituran y mezclan el resto junto a sus deyecciones, lo que facilita
su posterior fermentación una vez amontonados al exterior. Sir Albert Howard
fue probablemente el primer agricultor que tuvo un acercamiento científico al
compostaje hace casi 75 años en la India. Considerado como uno de los
padres del compost tal como lo conocemos en la actualidad; El destaco la
importancia del compost en el mantenimiento de la fertilidad de la tierra, y
quien que estableció métodos precisos para mezclar los restos vegetales,
los excrementos de animales, las hojas secas, la paja, etc. Establecía que la
elaboración de compost tenía por objeto digerir materiales frescos de origen
agrícola, antes de ser incorporados, de manera que evite que las bacterias
terminaran su proceso en el suelo, a expensas del nuevo cultivo. (Athcely et
2.3. Características del proceso del compostaje
El Compost es una aceleración de procesos naturales de mineralización de la
materia orgánica; El compost satisface distintos beneficios reduce la cantidad
de desechos, limita la demanda biológica de oxigeno de los desechos,
mejora las características físicas de estos y facilita su manipulación, reduce
los agentes patógenos humanos, animales y vegetales, disminuye el uso de
la tierra para la aplicación superficial de los desechos. Los componentes
asociados a una fabricación óptima de compost son la clase y
descomposición de los desechos orgánicos, la disponibilidad de
microorganismos; la aireación; los niveles de C, N, y P; el contenido de
[image:19.612.145.498.357.569.2]humedad; la temperatura; el pH y el tiempo. (Coyne, 2000).
Figura 1. Comportamiento del compostaje. Fuente Mustin, 1987 y Day et al, 1998; Tomado de Soto, 2003
2.3.1. Microbiología del Compostaje
Durante la fermentación de materiales orgánicos se presenta una clara
mesofílica se desarrollan bacterias (Bacillus sp, B. brevis, B. circulans, B.
coagulans, B.licheniformes, B.sphaericus, B subtilis, Pseudomonas sp y
Serratia sp.)y hongos saprofitos mesofilos ( Trichoderma sp Penicilium sp,
Aspergillus sp ). Al aumentar la temperatura por encima de 40ºC son
sustituidas por hongos y bacterias termofilicos (Thermus sp y Bacillus sp
incluyendo actinomicetos generalmente (Streptomyces sp Actinobifida
chromogena, Micrbispora bispora, Micropolyspora faeni, Nocardia
sp.,Streptomyces rectus, S. thermofuscus, S. thermovulgaris,
S.violaceus-ruber, Thermoactinomyces vulgaris, T. sacchari, Thermonospora curvata,
T.viridis). A temperatura cercana a 70ºC se encuentran principalmente
bacterias esporuladas. Al disminuir la temperatura reaparecen las bacterias y
hongos mesofilos y en la última etapa tambien se encuentran nematodos y
protozoarios en el material fermentado. (Suzuki et al, 2005).
Los microorganismos presentes, producen enzimas extracelulares
(proteasas, amilasas, lipasas, etc) que digieren los materiales insolubles, de
manera de ser transformados a solubles, para finalmente ser utilizados al
interior de la célula como nutrientes para su crecimiento. La actividad de los
microorganismos comprometida en el compostaje está dirigida a la síntesis
de protoplasma el cual contiene 50%C, 5%N y 0.25-1%P en base a materia
seca (Alexander, 1977).
Los microorganismos en general utilizan treinta partes de carbono por cada
parte de Nitrógeno. Bacterias, Actinomycetes y hongos asimilan el carbono y
nitrógeno en forma distinta. En una población de microorganismos 5-10% del
carbono del sustrato es asimilado por las bacterias, 15-30% por los
actinomycetes y 30-40% por los hongos. Ambos, bacterias y actinomycetes
tiene una relación C/N protoplasmática de 5:1, mientras que los hongos
En el proceso de compostaje el principio básico más importante es el hecho
de que se trata de un proceso biológico llevado a cabo por microorganismos,
y por tanto, se ve afectado por todos los factores que afectan su desarrollo.
Entre estos factores están: sustrato, aireación, contenido de humedad,
temperatura, pH y la relación C/N, condiciones que determinarán el
desarrollo exitoso del proceso y la obtención de un producto final de alta
calidad. (Graves, 2000).
2.3.2. Clasificación de los residuos a Compostar
La obtención de un buen compost depende fundamentalmente de la
composición y preparación de la materia orgánica inicial. La clasificación de
los residuos compostables se puede realizar con base a distintos criterios:
Tabla 1. Clasificación de residuos. Graves, 2000
NATURALEZA ESTADO FÍSICO
Materiales orgánicos
Ricos en carbono Ricos en nitrógeno
Residuos sólidos pajas, basuras, verduras, frutas Materiales
minerales
Fosfatos, carbonatos, sulfatos, entre otros
Residuos líquidos efluentes
agroalimentarios y ganaderos
Materiales artificiales
Urea Según su origen Urbano, Industrial, Agrícola y Forestal
Además de las características mencionadas anteriormente, también se
deben considerar las características físicas del material, ya que tienen gran
influencia sobre el proceso, pudiendo afectar el grado de descomposición y
en algunos casos la habilidad de la pila de mantener las condiciones
Tabla 2. Características físicas del Compost. Graves, 2000 CARACTERISTICAS DESCRIPCION
Porosidad Relacionada con la aireación e influye en la resistencia al paso de aire a través de la pila.
Tamaño de las partículas
La actividad microbiana ocurre generalmente en la superficie de las partículas orgánicas, por lo tanto el tamaño de éstas debe ser menor, de manera de aumentar el área superficial, y así favorecer la actividad de los microorganismos y la tasa de descomposición.
Estructura Habilidad de las partículas de resistir compactación. Elaboración del
compost
Es muy importante realizar una mezcla de materiales inicial óptima. Es raro que un sólo material residual tenga todas las características requeridas para un compostaje eficaz. Por tanto, es necesario mezclarlo con otros materiales, en proporciones adecuadas, para obtener una mezcla con las características necesarias para llevar a cabo el proceso de compostaje.
2.3.3. Microorganismos eficientes EM ® inoculo microbial para compostaje
La tecnología EM fue desarrollada en la década de los ochenta por el Doctor
Teruo Higa, Profesor de Horticultura de la Universidad de Ryukyus en Japón.
Como una opción viable y sostenible para la producción agrícola y animal
dentro de los parámetros orgánicos y biológicos, que procuran un manejo
razonable de los recursos, para no afectar el medio ambiente, así como para
lograr productos de alta calidad a bajo costo. EM, es una abreviación de
Effective Microorganisms (Microorganismos Eficaces), cultivo mixto de
microorganismos benéficos naturales, sin manipulación genética, presentes
en ecosistemas naturales, fisiológicamente compatibles unos con otros.
Cuando el EM es inoculado en el medio natural, el efecto individual de cada
microorganismo es ampliamente magnificado en una manera sinergista por
su acción en comunidad. Estudiando las funciones individuales de diferentes
Modo de Acción de los Microorganismos: Los diferentes tipos de
microorganismos en el EM, toman sustancias generadas por otros
organismos basando en ello su funcionamiento y desarrollo.
Las raíces de las plantas secretan sustancias que son utilizadas por los
Microorganismos Eficaces para crecer, sintetizando aminoácidos, ácidos
nucleicos, vitaminas, hormonas y otras sustancias bioactivas.
Cuando los Microorganismos Eficaces incrementan su población, como una
comunidad en el medio en que se encuentran, se incrementa la actividad de
los microorganismos naturales, enriqueciendo la microflora, balanceando los
ecosistemas microbiales, suprimiendo microorganismos patógenos
(FUNDASES, 2008).
2.4. Estiércoles
El estiércol es uno de los residuos agropecuarios más importantes. Por su
uso, parte de la porción no utilizable de los cultivos puede entrar en el suelo
para ejercer allí una acción mas importante de lo que pudiera creerse por su
contenido nutriente. El mundo ha entrado ya en una era en la cual la
prevención del desgaste agrícola cada vez es mas necesaria. Por esto el
cuidado de una finca pide un manejo más cuidadoso, así como un uso más
prudente del estiércol producido en ella. La palabra estiércol se emplea al
respecto a los desechos de todos los animales de la finca, aunque como
regla general, la mayor parte del estiércol que moderadamente se coloca en
el suelo esta producido por el ganado vacuno. El estiércol consta de dos
componentes originarios, el sólido y el líquido, en una relación aproximada de
3 a 1. Por lo general, un poco más de una mitad de nitrógeno, casi todo de
sólido. Es muy difícil precisar cifras exactas para el estiércol mezclado que
generalmente se aplica sobre el suelo, esto es a causa de un numero
variable de factores que entran y pueden cambiar radicalmente las
cantidades y proporciones de nitrógeno, ácido fosfórico y potasio presentes..
Los factores más importantes son clase de animal, edad, condición e
individualidad de los animales, alimento consumido, cama usada, manejo y
almacenamiento que el estiércol recibe antes de ser repartido sobre la tierra.
Además del contenido de Nitrógeno, fósforo y potasio, el estiércol contiene
también calcio, magnesio, azufre y probablemente todos los oligoelementos,
estos últimos de gran importancia. En algunos casos para mantener el
equilibrio de la condición de los nutrientes en los suelos tratados con
estiércol. (Buckman et al, 1997)
2.4.1. Características del Estiércol
Como el estiércol es esencialmente un fertilizante, es lógico compararlo con
los fertilizantes comerciales mezclados del mercado. En esta comparación
son notables tres características, humedad y variabilidad elementos
nutritivos y nutrientes no equilibrados.
2.4.1.1. Humedad y variabilidad. De las características anteriores la
humedad puede variar si el estiércol esta fresco o un poco fermentado entre
50 y 80% según sus condiciones. (Buckman et al, 1997)
2.4.1.2. Elementos nutritivos. Debido a que el promedio del estiércol se
considera que contiene 0.5% de nitrógeno, 0.25% de ácido fosforico y 0.5%
de potasio, una tonelada de este material proporciona solo 5, 2.5 y 5
kilogramos de nitrógeno total, ácido fosfórico y potasio respectivamente. Sin
duda son porcentajes bajos si se les compara con fertilizantes comerciales
2.4.1.3. Nutrientes no equilibrados. El ácido fosfórico de la mayor parte de
los suelos minerales es no solo pobre también poco disponible. Además el
fósforo añadido es fertilizantes se adsorbe fuertemente por el complejo del
suelo y en parte resulta inactivo. Como consecuencia parece necesario para
un fertilizante completo llevar tanto o incluso más ácido fosfórico que
nitrógeno o potasio. El estiércol con una razón de aprovechamiento de 5-1-5
es evidentemente, demasiado pobre en ácido fosforico para ser
completamente efectivo y se le considera como desequilibrado por esta
razón. Es a menudo aconsejable, sobre todo cuando el estiércol se usa para
los cultivos de cereales, se corrige esta condición con cantidades
convenientes de superfosfato u otro fertilizante. Los efectos residuales, en el
paso del tiempo durante el cual pueden observarse los efectos de una
aplicación de estiércol, sobre el crecimiento del cultivo, es sorprendente.
(Buckman et al, 1997)
2.4.2. Fermentación del estiércol
En el proceso de la digestión, el alimento de los animales queda mas o
menos descompuesto. Esa condición resulta, en parte por los mismos
procesos digestivos y en parte de la acción bacteriana concurrente, que
también interviene. Por lo tanto el excremento fresco consta de materiales
vegetales total o parcialmente descompuestos. Todo esto esta mezclado con
la paja y la masa total viene humedecida con la orina que lleva considerables
cantidades de compuestos solubles de nitrógeno, potasio y otros nutrientes.
Además toda la masa contiene bacterias y otros organismos. (Buckman et al,
1997)
2.4.2.1. Fermentación aerobia. Cuando acaba de producirse estiércol, es
corriente que se presente algo suelto, sobre todo si contiene considerable
naturaleza aerobia. Estas transformaciones son casi siempre rápidas y van
acompañadas de bastante liberación de calor. Los compuestos nitrogenados
sencillos son los primeros en quedar influenciados, mientras que los
constituyentes mas complicados son poco afectados. El anhídrido carbónico
se desprende en grandes cantidades. La urea de la orina queda influida por
actividades aerobias y rápidamente se hidroliza. El carbonato amoniaco que
resulta es inestable y pronto produce amoniaco. (Buckman et al, 1997)
CO (NH2)2 + 2H2O (NH4)2CO3
CO3 (NH4)2 2NH3 + CO2 + H2O
Si las condiciones son favorables para la nitrificación y este es el caso,
pueden aparecer los nitratos en abundancia. Debido a que tales compuestos
nitrogenados son muy solubles y sujetos de adsorción aunque pequeña,
pueden ocurrir serias pérdidas por lavado. En consecuencia, en los estados
iniciales y mejor aireados de descomposición el estiércol puede ser agotado
en su nitrógeno en dos formas amoniacal y nitrato. (Buckman et al, 1997)
2.4.2.2. Descomposición anaerobia. En un estiércol el oxigeno gaseoso se
usa gradualmente a media que expulsa el anhídrido carbónico. La
descomposición pasa hora de aerobia a anaerobia, va siendo más lenta y la
temperatura tiende a bajar. Nuevos organismos pueden entrar ahora en
funcionamiento, a pesar de los que fueron activos en condiciones aerobias,
probablemente continúan siendo efectivos. Los productos van cambiando en
grado elevado. El anhídrido carbónico, desde luego, aun se expulsa en
grandes cantidades, pero en lugar de amoniaco, la materia nitrogenada se
convierte, por lo menos en parte en productos corrientes de putrefacción.
2.4.3. Reducción del volumen.
A causa de la gran perdida de anhídrido carbónico y agua durante estos
procesos de descomposición hay una considerable reducción del tamaño del
estiércol. Los excrementos frescos pierden del 20 a 40% del tamaño por
putrefacción parcial y posiblemente el 50% a medida que van
descomponiéndose completamente. En muchos casos el estiércol bien
descompuesto es más deseable que el material fresco. El estiércol se
abastece especialmente de elementos activos que, en presencia de
nitrógeno, causan una unificación rápida y eficaz. (Buckman et al, 1997)
2.4.4. Compostaje de estiércoles
El estiércol y las deyecciones animales han sido históricamente una de las
principales fuentes de aportes orgánicos en la agricultura tradicional. A partir
de la llamada Revolución Verde y la irrupción de los abonos químicos de
síntesis se le relegó y menosprecio considerándolo obsoleto y menos
eficiente en unidades fertilizantes (N. P. K) estandarizadas .Con el paso de
los años, la experiencia ha demostrado que los suelos en los que se ha
prescindido completamente del aporte regular de estiércol (o compost) se ha
ido mineralizando y desequilibrando, hasta el punto que se multiplican los
problemas de desarrollo, plagas, parásitos y enfermedades en las plantas
cultivadas. Cualquier tipo de estiércol puede ser empleado como elemento
activador en el compostaje de materias orgánicas diversas, ya que por lo
general aportan grandes cantidades de sustancias activadoras,
micronutrientes o enzimas y el nitrógeno suficiente para favorecer el proceso
de compostaje. (Fuentes, 1989).
Algunos agricultores y empresas de compostaje están consiguiendo abonos
orgánicos de calidad, fermentando o compostando conjuntamente estiércoles
particularidades, en función del sistema digestivo, el tipo de alimentación, el
sistema de cría o las practicas ganaderas de los animales de los cuales
procede, por lo que resulta difícil dar normas generales de manejo y
compostaje de estiércol. (Fuentes, 1989).
Se observa que en tierras cálidas y de suelos sueltos y predominantemente
calcáreos, suelen dar mejores resultados los estiércoles de oveja y cabra,
mientras que en las zonas húmedas y de suelos más ácidos o pesados es
mejor el compost con estiércoles vacunos. Para uso agrícola, el estiércol de
vaca no es tan rico e intenso como el de oveja y cabra, pero suele ser el más
equilibrado para un correcto compostaje (dependiendo de los materiales
dispuestos en las camas de los corrales y de la cantidad de agua que
contenga). El estiércol de vaca es ideal para los suelos húmedos y de tierras
frías. En algunas zonas es el estiércol que mas abunda dando un compost
equilibrado aunque algo pobre en humus estable. Para las tierras secas y
calcáreas es algo pobre en nitrógeno y se necesitan grandes cantidades si
deseamos emplearlos como enmienda orgánica.
Junto a la paja y los restos de cosechas el estiércol es fundamental para
tener un compost biodinámico. Este estiércol es el mas frío, denso y
pegajoso, por lo que resulta el mas desequilibrado, haciendo difícil su
compostaje si no se mezcla con otros estiércoles pajosos o fibrosos o con
materias orgánicas secas y ricas en celulosa. Tradicionalmente se mezcla los
estiércoles de las porquerizas con los de establos y corrales y el resultado es
aceptable. El proceso digestivo de las aves hace que sus deyecciones
presenten una intensa desintegración de sus componentes, de la gallinaza
resulta abonos ricos en nitrógeno, fósforo y calcio, muy solubles y de rápida
asimilación por parte de las plantas, por lo que concierne usarlos en dosis
compostaje de materias orgánica diversas y de otros estiércoles. (Fuentes,
1989).
2.5. Estudios relacionados con el compostaje de estiércol en Colombia
2.5.1. Evaluación de los Microorganismos eficaces (EM) en producción
de abono orgánico a partir del estiércol de aves de jaula.
Todo ensayo que se realice para lograr un mejor y mayor aprovechamiento
de la gallinaza es de gran importancia, si se tiene en cuenta que en
Colombia, para 1998 según el censo realizado por el Instituto Colombiano
Agropecuario (ICA) Federación Nacional de Avicultores de Colombia
(FENAVI)-Ministerio de Agricultura, existen 23’800.480 ponedoras y que la
producción diaria de gallinaza varía entre 110 g. en una ponedora liviana,
hasta 150 gr. en un pollo de engorde aproximadamente, lo anterior significa
que una explotación de 10000 ponedoras puede producir entre 30 y 40
toneladas de gallinaza fresca mensuales. La cual, de no ser tratada de una
forma adecuada, puede afectar seriamente el ecosistema, además de estar
desperdiciando una fuente de ingresos para las empresas. (Uribe et al,
2001).
Además de que al incluir el inóculo de EM en el proceso de compostación se
incrementa la población de microorganismos benéficos, y después de
aplicarlo a los suelos provee un ambiente que favorece su crecimiento,
actividad, y longevidad, mejorando el crecimiento de las plantas. El objetivo
de este estudio es presentar una alternativa en el manejo de la gallinaza, e
investigar los efectos de tener un producto de valor con procesos
agroindustriales. En este estudio se evaluó el proceso de compostaje de
sobre la composición física y química del compost. La metodología empleada
considera un proceso aeróbico mediante la remoción del material
mecánicamente, se tomaron muestras semanales para mediciones de
humedad y pH, al final del proceso se realizaron análisis químico para
determinar la calidad del producto. Se trabajo bajo un diseño irrestrictamente
al azar (DIA) con un grupo testigo y dos tratamientos con cinco réplicas para
cada uno, mezcla de gallinaza + aserrín más microorganismos eficaces una
sola vez y mezcla de gallinaza +aserrín en proporción 1:1+E M.
Las pruebas físico-químicas realizadas al final muestran mayores valores de
Nitrógeno y Potasio para la mezcla de gallinaza con EM. Los valores en la
relación Carbono/Nitrógeno y en la Capacidad de Intercambio catiónico,
fueron adecuados para este tipo de compostajes en los tres tratamientos.
Finalmente se concluye que el compost a partir de estiércol de animales
proporciona una materia orgánica valiosa, que constituye en la mayoría de
los suelos de 3 - 6% en peso, mejora el cultivo de la tierra, disminuye la
erosión hídrica y eólica, mejora la aireación y tiene un efecto benéfico sobre
los microorganismos; además de estimular el crecimiento vegetal; Igualmente
los microorganismos, especialmente, hongos y bacterias utilizan la materia
orgánica como fuente de alimento, pues, aporta, N y energía, sin ella la
actividad bioquímica sería prácticamente nula.
En el proceso de degradación algunos nutrientes son transformados en
formas más asimilables como el N, P y el S. (Uribe et al, 2001).
2.6. Parámetros de Calidad del Compost.
Según Labrador (2001) la calidad refleja la madurez del compost, y la
obtención de un producto orgánico estable. La calidad del compostaje está
nutrientes, etc.) y por el sistema de compostaje utilizado. Se dice que para
evaluar la calidad de los materiales orgánicos, durante y al final del proceso
de compostaje, se proponen criterios basados en la cuantificación de los
parámetros físicos, químicos y biológicos. Estos criterios definen las
características benéficas del compost y permiten recomendar su aplicación
para diferentes finalidades agrícolas. En la tabla 3 se muestran algunas
características (en términos totales) que debe tener un compost para ser
comercialmente aceptable.
Tabla 3. Características de un Compost comercialmente aceptable. Meléndez, 2003
Característica Rango optimo Característica Rango optimo
%N >2 %P 0.15-1.5
C/N <20 Color Café oscuro
%Cenizas 10-20 Olor Tierra
%Humedad <40 CIC(meq/100) 75-100
2.6.1. Normas Técnicas Colombianas
2.6.1.1. NTC 5167 del 28 de Mayo2004. Los parámetros físico-químicos y microbiológicos óptimos del compost para ser utilizado como acondicionador el suelo, según la NTC 5167 y resolución 00150 de 2003.
Tabla 4. Límites permisibles de parámetros físico-químicos y microbiológicos del compost para ser utilizado como acondicionador del suelo, ICONTEC, 2003
Parámetro Limites permisibles
Humedad 15 % máximo
Contenido de Carbono Orgánico Total 5 –15 %
N total +P2O5 + K2O 10% mínimo
Riqueza mínima de cada elemento 2% CaO + MgO + elementos menores 10% mínimo
Densidad > 1 g/cc
pH reportarlo
En relación con los análisis microbiológicos, el compost utilizado como
fertilizante y acondicionador orgánico de origen no pedogenético, deberá
demostrar que no supera los siguientes niveles máximos de microorganismos
patógenos:
A. Salmonella sp : Ausentes en 25 gramos de producto final
B. Enterobacterias totales: Menos de 100 UFC/g de producto final.
Para evaluar si el producto presenta contenidos de microorganismos
benéficos, debe declararse el recuento de microorganismos mesófilos
aerobios, mohos y levaduras. También se puede determinar la presencia o
ausencia de protozoos y nemátodos. (ICONTEC, 2003).
2.6.1.2. NTC 2235 del 2 de Mayo 1984. Abonos orgánicos. Gallinaza y
productos a base de gallinaza. Norma que refiere a los requisitos para los
abonos orgánicos a partir de gallinaza.
Tabla 5. Propiedades fisicoquímicas de Gallinaza. ICONTEC, 1984 Porcentaje en masa
Requisitos
Mínimo Máximo
Gallinaza seca Gallinaza húmeda
%N Total 2.3 N.D. 1.43 2.46
CO 43.6 N.D. 23.17 25.66
Relación C/N N.D 22.6 16.20 20.56
Humedad N.D. 14 19.87 64.72
Cenizas N.D. 46.5 58.3 53.8
3. FORMULACION DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN
3.1. Formulación del problema
Existe un desconocimiento de técnicas eficientes para el procesamiento de
estiércoles y residuos orgánicos en el Centro Agropecuario Marengo,
propiedad de la Universidad Nacional de Colombia, en el municipio de
Mosquera Cundinamarca. Las diferentes unidades pecuarias producen
cantidades considerables de estiércoles, los que no son aprovechados
adecuadamente. Teniendo estos recursos se ha propuesto un proyecto de
manejo de Agricultura Orgánica que tiene como objetivo, desarrollar sistemas
agrícolas que sean productivos, confiables, que conserven la energía, la
calidad del medio ambiente, los recursos naturales, y que aseguren la
producción de alimentos seguros y de calidad. En Marengo y dentro de este
contexto se ha contemplado la producción de compost para un posible uso
como estrategia para contrarrestar la excesiva cantidad de sales, las cuales
tienen efectos nocivos en las características físicas y químicas del suelo, y en
los procesos microbiológicos; por ende al hacer uso de un buen compost
como estrategia restaría los efectos de salinidad, y seria una enmienda con
residuos de la propia finca reduciendo los costos de tratamiento para este
suelo disturbado.
Además, el uso de compost incrementa la biomasa microbiana del suelo
proporcionando una posible supresión de microorganismos patógenos, se
beneficiaria la finca por su frecuente uso de los lotes en diversos cultivos con
grandes aplicaciones de fertilizantes de síntesis química.
Se ha demostrado que el aumento en el contenido de la materia orgánica en
evaluar el manejo adecuado para este tipo de material orgánico, desarrollaría
posibilidades para elaborar procesos posteriores para llegar a una
recuperación biofísica para el suelo andisol salino de la finca bajo la forma
de acondicionadores biológicos.
3.2. Justificación.
La Agricultura colombiana en general, y particularmente la sometida a mayor
presión por parte del agricultor, no ha sido ajena al deterioro que en el ámbito
mundial se registra desde hace mas de varias décadas y que se caracteriza
por una disminución en su productividad alta dependencia en el uso de
fertilizantes y de productos fitosanitarios producidos por síntesis química,
aumento de los costos de producción menor ingreso para los productores,
perdida de la competitividad, caída del empleo y disminución del nivel de vida
de la familia rural colombiana. Se debe implementar menos uso de
fertilizantes químicos mediante el reciclaje y la degradación de residuos
orgánicos de origen animal y vegetal para la obtención de abonos, mediante
el uso de tecnologías reproducibles con facilidad para el agricultor.
El interés en los efectos positivos ecológicos aportados por el compostaje
esta creciendo en la actualidad, existen requisitos internacionales de calidad
que definen que el compost debe cumplir con ciertos criterios en cuanto a
higiene (patógenos), grado de madurez, contenido de humedad, materia
orgánica presencia de sustancias extrañas, fitoaceptabilidad, contenido de
metales pesados, entre otros. El producto final (compost) tiene que cumplir
totalmente los requisitos de calidad, incluyendo pruebas biológicas y
El compost podemos considerarlo como un beneficio dual a nivel ambiental
y social por los beneficios ambientales manteniendo la materia orgánica
dentro del ciclaje natural, a los que debemos sumar que disminuye la
cantidad de agroquímicos requeridos por los cultivos donde es aplicado y
teniendo en cuenta que el reciclado evita el agotamiento del humus y
4. OBJETIVOS
4.1. Objetivo General
Caracterización de la mezcla de dos tipos de estiércol, durante el proceso
de compostaje en el Centro Agropecuario Marengo.
4.2. Objetivos específicos
Determinar el tamaño de poblaciones de bacterias y hongos presentes en el
proceso de compostaje de la mezcla de los dos estiércoles (gallinaza,
bovinaza).
Determinar el efecto de la aplicación de fuente de carbono (melaza) y de un
inóculo externo de microorganismos (EM® microorganismos eficientes) sobre la calidad del compost obtenido.
Determinar el mejor tratamiento de compostaje con base a características
fisicoquímicas apropiadas para su aplicación como abono agrícola.
Evaluar la calidad del compost en producto final, con base a los parámetros
5. MATERIALES Y MÉTODOS
5.1. Diseño de la investigación.
El proyecto en su parte experimental se realizó dentro de las instalaciones
del Centro Agropecuario Marengo de propiedad de la Universidad Nacional
de Colombia, sede Bogotá ubicado en el municipio de Mosquera,
departamento de Cundinamarca y los análisis de laboratorio para determinar
la caracterización física, química y microbiológica se realizaron en el
Laboratorio de Biología del Suelo de la Facultad de Agronomía de la
Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá.
En este proyecto de caracterización del proceso de compostaje de dos tipos
de estiércol (gallinaza de ponedoras y bovinaza) se elaboraron nueve pilas
en condiciones aeróbicas, ubicadas al azar, en la parte inferior de los
establos cubiertos del ganado bovino en el centro agropecuario MARENGO.
Cada pila se dispuso con dimensiones de 0.80m de alto con 1.50m de ancho
y 1.50 largo, con un peso aproximado de 200 Kg por pilas durante un
periodo de dieciocho semanas. Se evaluaron durante las semanas uno,
cinco, diez, catorce y dieciocho, las características físico- químicas como
temperatura y el pH , a estos se les realizaron muestreos y recuentos de
bacterias y hongos en placa durante el proceso de degradación de los
estiércoles. En el producto final de los tratamientos de compostaje se hizo
la evaluación respecto a los parámetros de calidad, Norma ICONTEC NTC
5167 como análisis de las propiedades fisicoquímicas humedad, densidad
real, capacidad de retención de agua, pH, conductividad eléctrica, porcentaje
de la detección de Salmonella sp, Enterobacterias, Fitopatógenos y
microorganismos solubilizadores de fósforo.
5.2. Montaje de pilas de compost
En la construcción de las pilas de compost se utilizaron las deyecciones de
bovinaza y gallinaza de ponedoras, las que se obtuvieron, en cada unidad
especializada de Marengo. Se elaboraron nueve tratamientos con tres
repeticiones cada uno en forma de pilas con dimensiones de 0.80m de alto
con 1.50m de ancho y 1.50 largo, con un peso aproximado de 200 Kg por
[image:38.612.138.504.328.600.2]cada uno.
Figura 2. Montaje de pilas de Compost. Fuente autora.
Los nueve tratamientos unidades experimentales a evaluar se constituyeron
Tabla 6. Tratamientos de los dos tipos de estiércol para compostaje Gallinaza Seca-aireada Bovinaza seca
Melaza EM ® (FUNDASES) Tratamiento 1 Gallinaza 200 kilos Tratamiento 2 Gallinaza+Bovinaza
100kilos 100kilos
Tratamiento 3
Gallinaza+ Melaza
200 kilos 5 kg
Tratamiento 4
Gallinaza+EM
200 kilos 5 litros
Tratamiento 5
Bovinaza
200 kilos
Tratamiento 6
Bovinaza+Melaza
200 kilos 5 kg
Tratamiento 7
Bovinaza+EM
200 kilos 5 litros
Tratamiento 8
Gallinaza+Bovinaza+Melaza
100 kilos 100 kilos 5 kg
Tratamiento 9
Gallinaza+Bovinaza+Melaza+EM
100 kilos 100 kilos 5 kg 5 litros
Microorganismos eficientes (EM), producido en Colombia por FUNDASES Corporación Minuto de Dios. (FUNDASES, 2006).
Los nueve tratamientos presentaron mezclas diferentes el T3 y T6 tuvieron
adición de melaza de 5 kg de melaza en 20 litros de agua, los T4 y T7 se
mezclaron 5 litros con el EM según indicaciones del producto. Para los T8 y
T9 se hizo en las mismas proporciones la adición de melaza y EM. Esto
sucedió al inicio en la primera semana del proceso. En todos los
tratamientos se ajusto la humedad con riego al 70% cualitativamente.
5.2.1. Volteo de las pilas de compostaje
El volteo de las pilas se realizo semanalmente para tener un control del
de los materiales a compostar como lo son los estiércoles de gallinaza y
bovinaza.
Figura 3 . Volteo de pilas de Compost. Fuente autora.
5.3. Valoración de parámetros fisicoquímicos para cada tratamiento,
durante el proceso de compostaje.
5.3.1. pH
Las mediciones del pH se hicieron tomando muestras compuestas, durante
las semanas uno, cinco, diez, catorce y dieciocho de cada tratamiento; con
un potenciómetro (HI 98129-HI 98130 Waterproof pH) se calibra, con las
soluciones reguladoras de pH 7 y 4. Se tomaron 10g de la muestra
compuesta de compost y se adicionaron 90 ml de agua destilada, se dejo
estabilizar por media hora la mezcla; se introduce el electrodo para hacer la
5.3.2. Temperatura
Se evaluó durante el proceso de compostaje semanalmente a una
profundidad de 40cm desde la cima de la pila, con un termómetro de punzón,
de rango de 0 a 100°C, para registrar la temperatura, para el muestreo,
factor de relevancia para el muestreo debido a los cambios que se presenta
a lo largo de la evolución del proceso de compostaje de los estiércoles.
5.3.3. Humedad
Se tomo como técnica cualitativa, la apreciación de la humedad por la toma
de una cantidad de la muestra de la pila y apretar en la mano y observar las
gotas que se liberan, ajustando la humedad de las pilas para su actividad
microbiana.
5.4. Análisis microbiológico. Recuento total de microorganismos
Para la recolección de las muestras se tuvo en cuenta la temperatura para
comprender la evolución de las distintas fases del proceso de compostaje. En
la semana uno, cinco, diez, catorce y dieciocho, se tomaron muestras de 100
g, de una muestra compuesta de cada tratamiento a 45 cm del centro del
montículo de complot de cada pila; de los cuales se pesaron 10 g y se
diluyeron en 90 ml de agua peptonada estéril al 0.1%. De esta forma se
obtuvo una dilución 10-2, de la misma forma se hicieron diluciones hasta 10-7, sembrando alícuotas de 1 ml por triplicado de las diluciones 10-6 y 10-7 para Bacterias en Agar Nutritivo y respectivamente; 10-5 y 10-6 para Hongos en Agar papa dextrosa PDA.
Las cajas fueron incubadas a 25- 28°C durante dos a cinco días según los
recuento de cada una de las cajas registrando las unidades formadoras de
colonias UFC/ g de compost.
5.4.1. Identificación de los microorganismos aislados
Se realizo posteriormente a la incubación un recuento de UFC/g de compost
para estimar la cantidad de colonias y de hongos durante el proceso e
compostaje respecto a cada tratamiento. Para la identificación de bacterias
se hicieron observaciones de las características macro y microscópicas
mediante la coloración de Gram y para identificación de hongos se hizo la
coloración con azul de lactofenol para observar estructuras microscópicas.
Se clasificara con taxonómicas.
5.5. Análisis de las propiedades físico-químicas en el producto final
aplicando la norma NTC 5167 de 2004
5.5.1. Preparación de las muestras
Se tomo 500 gramos de cada tratamiento en la semana dieciocho al final el
proceso; en bolsas de sellopack, se llevo al Laboratorio de Análisis de
Suelos del Postgrado de la Universidad Nacional. Estas muestras se secaron
en un horno a 60ºC durante dos días. Posteriormente se molieron en un
molino tipo Wayle con malla No. 20 de acero inoxidable. El material molido se
empaca herméticamente en bolsas sellopack, para los posteriores análisis
fisicoquímicos.
5.5.2. Humedad
tamizada. Se llevo a la estufa de secado a 70ºC durante 24 horas. Se saco
de la estufa, se dejo enfriar dentro de un desecador hasta peso constante, y
se peso de nuevo.
%Humedad = Peso muestra húmeda - Peso muestra seca
Peso de muestra húmeda
5.5.3. Capacidad de retención de agua
Se peso 100g del compost preparado, se coloca en un recipiente de plástico.
Se añade pequeños volúmenes de agua destilada en una probeta. Se agita
continuamente con una espátula, formándose una pasta, llevándose a un
punto de saturación, donde no se absorbió mas agua, y se registro el
volumen de agua utilizado se dejo en reposo durante dos horas.
% Saturación = A (100 + Pw)+Pw / Pm
A =Volumen en ml de agua utilizando para alcanzar el punto de saturación.
Pm= peso g de la muestra
Pw= contenido de humedad del producto
5.5.4. pH
Se calibro el potenciómetro con las soluciones reguladoras de pH 7.0 y 4.0.
Se introdujo el electrodo de vidrio en la pasta saturada y se registro la
lectura.
5.5.5. Conductividad eléctrica
Se registro la conductividad eléctrica en la pasta saturada y se expreso el
5.5.6. Cuantificación de cenizas por el método de pérdidas de
volatilización.
Se peso 1 g de compost en un crisol de porcelana previamente tarado. Se
coloca el crisol en la mufla y se deja a 650ºC durante cuatro horas. Al cabo
de este tiempo, se deja enfriar y se pasa el crisol al desecador. Se registra el
peso final.
5.5.7. Carbono Orgánico Oxidable total
A partir de 0.1 g muestra de compost, se le determino el contenido de
carbono orgánico oxidable total del material, por el método de Walkley–Black,
de valoración volumétrica.
5.5.8. Contenido de Nitrógeno total
Se efectuó por el método de Kjendahl; pesando 0.1 g de la muestra de
compost aproximadamente.
5.5.9. Fósforo
A partir de la muestra seca, molida y calcinada, se determinaron los
contenidos de fósforo total por valoración colorimétrica, a través del método
del Vanadato y Molibdato de Amonio (Carrillo et al., 1994).
5.5.10. Relación carbono/nitrógeno C/N
5.5.11. Determinación de Ca, K, Mg, Cu, Mn, Fe, Zn, por
espectrofotometría.
Estos elementos se determinaron por espectofotometria de absorción
atómica en el laboratorio de análisis de suelos de postgrados de la facultad
de agronomía de la Universidad Nacional.
5.6. Prueba de presencia de fitopatógenos
Se tomaron 500g de muestra de cada tratamiento al finalizar el proceso de
compostaje cuando estaba en la semana 18 para llevarlo al análisis de
hongos fitopatógenos para identificar su presencia o ausencia (Fusarium
spp, Botrytis sp, Rhizoctonia sp, Phytophthora sp, contempladas en la NTC
5167 para abonos orgánicos). Se proceso las muestras hasta dilución 108 se sembro en medios de cultivo específicos para estos fitopatógenos a 28ºC
por 7 días. Para su identificación se hizo la coloración con azul de lactofenol
para observar estructuras microscópicas y se analizaron por claves
taxonómicas.
5.7. Prueba de presencia de patógenos humanos
Se tomaron 500g de muestra de cada tratamiento al finalizar el proceso de
compostaje cuando estaba en la semana 18 para llevarlo al análisis de
Patógenos humanos para identificar su presencia o ausencia. Para
Salmonella sp ausencia en 25 gramos del producto final y Enterobacterias
totales < 100 UFC/ gramos del producto final como lo estipulan las normas
5.8. Determinacion de hongos solubilizadores de fosfatos.
Para el aislamiento de hongos solubilizadores de fosfatos se proceso la
muestra y se efectúo unas diluciones y siembra en placa en el medio
Sundara, Rao y Sinha (SRS), que contiene sales de fosfato de calcio y
púrpura de bromocresol como indicador de pH. Para evaluación cualitativa de
solubilizadores de fosfatos, al cabo de 5 a 7 días de incubación a 28ºC, se
registraron las colonias que presentaron halos de acidificación o de
transparencia a su alrededor, lo cual indica actividad solubilizadora.
5.9. Diseño estadístico
Para el análisis de la información del presente trabajo se utilizo un diseño de
clasificación experimental en bloques alegorizados en el tiempo aplicando la
técnica de MANOVA (análisis multivariado de varianza) este enfoque
multivariado se utilizo aprovechando que se hicieron mediciones de varias
variables simultáneamente sobre cada unidad de tratamiento, en este caso el
interés se dirige a la exploración de los efectos de los promedios de los
tratamientos, aplicando el procedimiento Proc GLM del paquete estadístico
SAS. Todas las pruebas se realizaron con una significancia de 5% en cada
uno de los efectos.
Se hizo un análisis univariado de las variables de estudio, con el fin de saber
exactamente el efecto de cada variable en el análisis especifico para los
resultados de temperatura, pH, propiedades fisicoquímicas de los
tratamientos, recuentos microbiológicos.
Ho: No existen diferencias entre las mediciones por cada semana en cuanto
a los efectos de los tratamientos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Temperatura (ºC) y pH durante el proceso de compostaje.
217,8
185,7
210,0
200,8 199,7
174,3 170,1 175,7
165,1
18,5 15,1 16,3 14,7 16,3 17,5 18,0 20,5 19,7
0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
TRATAMIENTOS
UF
C/
g
Promedio Bacterias Promedio Hongos
Figura 6. Promedio de poblaciones de bacterias y hongos durante el proceso de compostaje
El promedio de las poblaciones bacterianas durante todo el proceso de
compostaje fue el mayor para el T1, T3 y T4 con una diferencia significativa
para los tratamientos T9, T7 y T6. En estos se logró recuperar bacterias
Figura 7. Aislamiento Bacillus sp.
Las poblaciones de hongos que tuvieron los promedios mas bajos son T4 y
T2 y el mas alto en el tratamiento 8 manteniéndose estable a través del
tiempo el pH en un promedio de 7.4 para mantener un ambiente estable para
el crecimiento optimo de los hongos. Al realizar la identificación se encontró
[image:49.612.169.473.83.320.2]Figura 9. Aislamiento de Aspergillus
Figura 11. Aislamiento de Trichoderma .
6.1.1. Fase Mesófila
De la semana 1 a la semana 5 encontramos la primera fase del proceso de
compostaje de los tratamientos, la fase mesófila entre temperatura ambiente
de 18ºC y el incremento por la acción de las sucesiones microbianas que
comienzan su trabajo de degradación de materia orgánica. Por esto el
incremento en el T2 y T3 que con su contenido de gallinaza se ven
relacionados directamente con su actividad de liberación de compuestos
nitrogenados sencillos que presentan una transformación rápida; esto
también aplica para los T1 y T4 con temperaturas de 23.7ºC y 23ºC que son
mezclas de gallinaza y gallinaza más EM.
Aunque se presento un pH alto no se encontró pérdidas por volatilización ya
que la temperatura estuvo baja (18ºC) y esto influyo para la estabilidad en el
El T3 y el T5 se comportaron similar sus niveles de pH, durante las primeras
etapas de la transformación un pH entre 6.2 y 7.9 ya que permite una
evolucion adecuada debido a que la mayor parte de las bacterias se
desarrollan mejor a pH neutros o ligeramente alcalinos.
Figura 12. Comportamiento del pH y la temperatura en el compostaje durante la semana 1
6.1.2. Fase Termofila
En la semana 10 los tratamientos alcanzaron un máximo de temperatura el
T5 de 54.3ºC y T2 de 50.7ºC, se llego a estas en condiciones aeróbicas
donde se incrementa la actividad de los microorganismos, en esta fase
termofílica (40 a 60º C) Según Ramírez (1979), es la etapa de alta
actividad microbiana caracterizada por la presencia de microorganismos
termofílicos y alta reducción de sólidos volátiles biodegradables, es una de
las etapa que requiere de mayor control (Ramírez ,1990), esta temperatura
se mantuvo elevada por alrededor de dos semanas durante el proceso en los
tratamientos. La temperatura de la pila no debe elevarse a más de 60ºC
recomendable (50ºC) con aireación de la pila para obtener una maduración
mas rápida del estiércol (Santos, 2000).
El pH decrece en esta fase debido a un incremento en la producción de
ácidos orgánicos para el T6 pasa en la semana 5 de 8.5 a 7.7 y el T3 de 8.5
Figura 14. Comportamiento del pH y la temperatura en el compostaje durante la semana 10
6.1.3. Fase Mesofilica.
Se considera que esta etapa comienza cuando la materia orgánica está
descompuesta en su totalidad, la temperatura sigue descendiendo, y el pH
tiende a la neutralidad. Al terminar la maduración, la materia orgánica inicial
se ha transformado en un producto estable en el que ya no se reconocen los
materiales orgánicos que se habían aportado al comenzar.
El promedio al que desciende la temperatura es de 24.7ºC esto es debido a
la actividad por parte de microorganismos termófilos que aparecieron en el
proceso, estos comenzaron una metabolización completa de los sustratos
simples, quedando en degradación lenta los materiales más resistentes,
hasta conducir a una etapa mesófila.
6.1.4. Fase de Maduración
La temperatura descendió a un promedio de 17ºC a lo largo de cuatro
semanas para lograr una estabilización de los materiales, de los
tratamientos.
Debido al pH (7.4) ligeramente alcalino durante el proceso se obtuvo y por
acción con la temperatura, la degradación de materiales favorables para
obtener un compost de calidad, ya que un parámetro para esto es la
reducción del material en presencia de microorganismos.
En la semana 18 el pH presento un rango final de 6.3 a 7.4 que se encuentra
dentro de los rangos óptimos para condiciones ideales de compostaje que
son de pH 6.5 a 8.0 (Rink, 1992). Para abonos con gallinaza se encuentran
en un promedio en el pH final de 7.4 (Santos, 2000) y el promedio para los
tratamientos con este componente es de un pH de 7.3.
6.2. Recuento microbiológico
6.2.1. Fase Mesófila
El incremento en la población del T3 se vio influenciado significativamente
por la adición de melaza que es considerada una de las principales fuentes
de energía de los microorganismos que participan en la fermentación de un
abono orgánico, favoreciendo la actividad microbiológica, en el inicio del
proceso y condicionado a su alto contenido de gallinaza.
De acuerdo al análisis estadístico es evidente el aumento en el tamaño de
las poblaciones de hongos en el T8 40x105 UFC/g y T9 39x105 UFC/g en comparación el T5 27x105 esta notoria diferencia posiblemente se deba al contenido adicional a estos tratamientos de melaza y EM® que logran un
efecto de incremento de la flora acompañante de los materiales tratados
como activadores biológicos.
Durante esta misma fase la población bacteriana de los tratamientos
T1 (270x105) T3 (247x105) y T5 (197x105) presentaron diferencias estadísticamente significativas respecto a la población de bacterias en la
primera semana y se hallaron valores bajos en los T9 (172x105) y T6 (176x105), su actividad se vio disminuida por la acción de la temperatura de las pilas ya que en esta fase se mantuvo a 18ºC, diferentes
microorganismos son activos a ciertas temperaturas y al no suceder una
rápida degradación de materia orgánica no hay una liberación de nutrientes
para que otros consorcios aparezcan sin embargo estas condiciones a través
del tiempo de compostación va creando un ambiente propicio para esta
307,0 235,7 297,0 286,3 274,7 237,0 207,3 229,0 201,7 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
TRATAMIENTOS P rom edio B a ct er ia s U F C/g c o mpos t ( x 10 6 ) A B C D E E F F E
Figura 17. Recuento de Bacterias Semana 1
35,7
28,7 30,0 28,0
27,7 31,0 37,7 40,7 39,3 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
TRATAMIENTOS Pr om edi o H ongos U F C /g compost (x 10 6) A B C
C C C
C
B
A
A B
