UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO
FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AGROPECUARIA
Unidad de Integración Curricular previo a la obtención del título de Ingeniera Agropecuaria.
Título de la Unidad de Integración Curricular
“UTILIZACIÓN DEL HONGO Pleurotus eryngii EN LA BIODEGRADACIÓN DE TRES RESIDUOS DE COSECHA PARA LA OBTENCIÓN DE ABONOS
ORGÁNICOS EN LA ZONA DE MOCACHE”.
Autora:
Mendoza Veliz Denisse Juleidy
Tutor de la Unidad de Integración Curricular
Dr. Orly Fernando Cevallos Falquez.
Quevedo – Los Ríos – Ecuador
ii
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS
Yo, DENISSE JULEIDY MENDOZA VELIZ, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Técnica Estatal de Quevedo, puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.
______________________ Denisse Juleidy Mendoza Veliz
C.I. 131113835-6 AUTORA
iii Acreditada
FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO
CAMPUS UNIVERSITARIO LA MARÍA Km. 7 ½ Vía Quevedo-El Empalme, Entrada a Mocache Teléfonos : FCP (Fax) 783 487 UTEQ (593-05) 750 320 / 751 430 / 753 302
Fax UTEQ : (593 –05) 753 300 / 753 303 / 752 177
[email protected] /[email protected] Quevedo – Los Ríos – Ecuador
CASILLAS Guayaquil
:10672 Quevedo : 73 La Primera Universidad Agropecuaria del País. Acreditada
CERTIFICACIÓN DE CULMINACIÓN DEL PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN
El suscrito, Dr. Orly Fernando Cevallos Falquez, Docente de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo, certifica que el estudiante Denisse Juleidy Mendoza Veliz, realizó el Proyecto de Investigación de grado titulado “UTILIZACIÓN DEL HONGO Pleurotus eryngii EN LA BIODEGRADACIÓN DE TRES RESIDUOS DE COSECHA PARA
LA OBTENCIÓN DE ABONOS ORGÁNICOS EN LA ZONA DE MOCACHE”,
previo a la obtención del título de Ingeniero Agropecuario, bajo mi dirección, habiendo cumplido con las disposiciones reglamentarias establecidas para el efecto.
Atentamente,
Dr. Orly Fernando Cevallos Falquez
iv Quevedo, 24 de octubre del 2020
ING. DIANA VÉLIZ ZAMORA,.M.SC.
COORDINADOR DE CARRERA DE INGENIERÍA AGROPECUARIA
El suscrito Dr. Orly Fernando Cevallos Falquez, en calidad de docente de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo y como Director certifico que he usado la herramienta informática URKUND producto del análisis se obtuvo una similitud de un 7 % la cual no indica en ningún momento la presencia de plagio o de falta de rigor en el documento, por consiguiente, doy constancia que he revisado la Unidad de Integración Curricular titulada
“UTILIZACIÓN DEL HONGO Pleurotus eryngii EN LA BIODEGRADACIÓN DE TRES RESIDUOS DE COSECHA PARA LA OBTENCIÓN DE ABONOS ORGÁNICOS EN LA ZONA DE MOCACHE”, el mismo que ha sido elaborado y
presentado por la estudiante Denisse Juleidy Mendoza Veliz, por lo tanto el presente trabajo cumple con los requisitos técnicos y legales por la institución.
Figura 1. Certificación del porcentaje de confiabilidad () y similitud () de URKUND.
____________________________________
Dr. Orly Cevallos Falquez
v
UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO
FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AGROPECUARIA PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
Título:
“UTILIZACIÓN DEL HONGO Pleurotus eryngii EN LA BIODEGRADACIÓN DE TRES RESIDUOS DE COSECHA PARA LA OBTENCIÓN DE ABONOS
ORGÁNICOS EN LA ZONA DE MOCACHE”
Presentado a la Comisión Académica como requisito previo a la obtención del título de Ingeniero Agropecuario.
Aprobado por:
__________________________ Ing. Emma Danielly Torres Navarrete
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
______________________________ ___________________________ Dr. Ronald Roberto Cabezas Congo Dra. Ana Ruth Álvarez Sánchez MIEMBRO DEL TRIBUNAL MIEMBRO DEL TRIBUNAL
QUEVEDO – LOS RÍOS – ECUADOR 2020
vi
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por haberme sostenido a lo largo de este arduo camino llamado vida, por nunca desampararme y siempre ser ese faro luz en los momentos difíciles, toda la gloria y honra sea para El por siempre.
A mi familia por su apoyo incondicional, por el ánimo y todo el amor que me transmiten diariamente, especialmente a mis padres, ya que sin ellos nada de esto sería posible. A mi enamorado por brindarme su cariño y apoyo en todo momento.
De la misma forma a todos mis maestros, que con su paciencia, caridad y esmero. Aportaron a la obtención de mis logros. Hoy y siempre, mi mayor gratitud y agradecimientos. Especialmente al Dr. Orly Cevallos Falquez, e Ingeniera Ing. Carol Coello Loor, por sus enseñanzas en el desarrollo de esta investigación.
No podría concluir este presente escrito, sin mencionar a compañeros y amigos. Que con sus ocurrencias, alegría, sinceridad y fraternidad. Hicieron confortable este largo camino, que aún falta por recorrer.
vii
DEDICATORIA
Esta dedicatoria la realizo con mucho cariño para todas aquellas personas que ocupan y ocuparon un lugar en mi vida.
A Dios por encaminarme por el camino correcto, darme fuerza y perseverancia día a día. A mi madre Shirley Veliz y padre Francisco Mendoza, gracias por su amor y apoyo por ustedes he alcanzado este valioso logro en mi vida
viii
Resumen
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo evaluar la utilización del hongo
Pleurotus eryngii en la biodegradación de tres residuos de cosecha para la obtención de
abonos orgánicos en la zona de Mocache. La multiplicación del inóculo se lo realizó en el laboratorio de Microbiología del campus “La María”. Se utilizó un diseño completamente al azar (DCA) con cuatro tratamientos y cuatro repeticiones cada repetición estuvo conformada por un kg de sustrato, siendo un total de 32 unidades experimentales; T1: 100% panca de maíz + P. eryngii, T2: 100 % panca de arroz + P. eryngii, T3: 100% cascara de maní + P.
eryngii, T4: mezcla de Cáscara de maní 33,33% + paja de arroz 33,33% + panca de maíz
33,33+ P. eryngii. Las variables estudiadas fueron las siguientes: Tasa de biodegradación (TB), NPK, Materia Orgánica y pH inicial y final. Para el análisis estadístico de los datos se empleó el análisis de la varianza y para comparaciones de medias se utilizó la prueba de Tukey al 5% de probabilidad. El análisis de resultados se realizó con el paquete estadístico InfoStat. Los sustratos biodegradados se evaluaron, obteniendo como resultados que el tratamiento1 (100% panca de maíz + P. eryngii) presentó los mejores resultados para Tasa de biodegradación con (45.25%), nitrógeno (0.5%), fósforo (0.10 %), potasio (0.75 %), Materia Orgánica (35 %), pH inicial y final (6.94) (6.83) respectivamente. Sin embargo aunque haya presentado los resultados más favorables en NP no alcanza los porcentajes mínimos para estas variables que van desde 1% nitrógeno y 0.15% fósforo. Por lo tanto se debe estudiar la aplicación del hongo en otro residuo diferente a los utilizados en la investigación y un mayor tiempo de biodegradación de los sustratos.
ix
Abstract
The present research work aimed to evaluate the use of the Pleurotus eryngii fungus in the biodegradation of three crop residues to obtain organic fertilizers in the Mocache area. The multiplication of the inoculum was carried out in the Microbiology laboratory of the “La María” campus. A completely randomized design (DCA) was used with four treatments and four repetitions, each repetition was made up of one kg of substrate, for a total of 32 experimental units; T1: 100% corn husk + P. eryngii, T2: 100% rice husk + P. eryngii, T3: 100% peanut husk + P. eryngii, T4: mixture of 33.33% peanut husk + straw rice 33.33% + corn pan 33.33+ P. eryngii. The variables studied were the following: Biodegradation rate (TB), NPK, Organic Matter and initial and final pH. For the statistical analysis of the data, the analysis of variance was used and for comparisons of means, the Tukey test was used at 5% probability. The analysis of the results was carried out with the statistical package InfoStat. Biodegraded substrates were evaluated, obtaining as results that treatment1 (100% corn pan + P. eryngii) presented the best results for Biodegradation rate with (45.25%), nitrogen (0.5%), phosphorus (0.10%), potassium (0.75%), Organic Matter (35%), initial and final pH (6.94) (6.83) respectively. However, although it has presented the most favorable results in NP, it does not reach the minimum percentages for these variables, ranging from 1% nitrogen and 0.15% phosphorus. Therefore, the application of the fungus should be studied in a different waste from those used in the research and a longer biodegradation time of the substrates.
x TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN... 1 CAPÍTULO I ... 3 CONTEXTUALIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ... 3 1.1. Problema de investigación. ... 4
1.1.1. Planteamiento del problema. ... 4
1.1.2. Formulación del problema. ... 5
1.1.3. Sistematización del problema. ... 5
1.2. Objetivos. ... 5
1.2.1. Objetivo General. ... 5
1.2.2. Objetivos específicos. ... 5
1.3. Justificación. ... 6
CAPÍTULO II ... 7
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DE LA INVESTIGACIÓN ... 7
2.1. Marco Conceptual. ... 8
2.1.1. Abonos orgánicos. ... 8
2.1.2. Biodegradación. ... 8
2.1.3. Hongo Pleurotus eryngii. ... 8
2.1.4. Inoculación. ... 8
2.1.5. Medio de cultivo. ... 8
2.1.6. Residuos de cosecha. ... 8
2.2. Marco referencial. ... 9
2.2.1. Hongo. ... 9
2.2.2. Características generales de las setas Pleurotus spp. ... 9
2.2.3. Fuentes nutricionales del hongo Pleurotus eryngii para su reproducción. ... 10
2.2.4. Características del hongo Pleurotus eryngii. ... 10
2.2.5. Producción e importancia del hongo Pleurotus eryngii. ... 11
2.2.6. Indicadores de productividad. ... 12
2.2.7. Residuos de cosecha. ... 12
2.2.8. Composición química de los residuos de cosecha. ... 12
2.2.8.1. Celulosa. ... 13
xi
2.2.8.3. Lignina. ... 13
2.2.9. Panca de maíz. ... 13
2.2.9.1. Composición química de la panca de Maíz. ... 13
2.2.10. Composición de la cáscara de maní. ... 14
2.2.11. Paja de Arroz. ... 15
2.2.12. Beneficios de aplicación de residuos de cosecha. ... 15
2.2.13. Compostaje de residuos. ... 15
2.2.14. Abonos orgánicos. ... 16
2.2.14.1. Propiedades de los abonos orgánicos. ... 16
2.2.15. Compost.... 16
2.2.16. Investigaciones realizadas. ... 16
CAPÍTULO III ... 18
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ... 18
3.1. Localización y duración de la investigación. ... 19
3.2. Tipo de investigación. ... 19
3.2.1. Experimental. ... 19
3.3. Métodos de investigación. ... 19
3.3.1. Método experimental.... 19
3.4. Fuentes de recopilación de información.... 20
3.5. Diseño de la investigación. ... 20 3.5.1. Variables Evaluadas ... 21 3.5.1.1. Tasa de biodegradación. ... 21 3.5.1.2. Macroelementos primarios (NPK). ... 21 3.5.1.3. Materia orgánica. ... 21 3.5.1.4. pH. ... 21
3.6. Tratamientos de los datos. ... 22
3.7. Recursos humanos y materiales. ... 22
3.8.1. Preparación de medio de cultivo PDA. ... 24
3.8.2. Preparación para la propagación de semillas. ... 24
3.8.3. Preparación de los sustratos. ... 24
3.8.4. Inoculación de la semilla en el sustrato. ... 25
CAPÍTULO IV ... 26
RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 26
xii
4.2. Macroelementos primarios NPK ... 28
4.3. Contenido de Materia orgánica ... 29
4.4. pH ... 30 CAPÍTULO V ... 31 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 31 5.1. CONCLUCIONES. ... 32 5.2. RECOMENDACIONES ... 33 CAPÍTULO VI ... 34 BIBLIOGRAFÍA ... 34 6.1. Referencias Bibliográficas. ... 35 CAPÍTULO VII... 41 ANEXOS ... 41
xiii
Índice de tablas
Tabla 1. Composición química expresada en porcentaje sobre materia seca del tallo y hojas del
maíz de tallo azucarado E-10 a dos diferentes estados de madurez de la planta. ... 14
Tabla 2. Composición química de la cáscara de maní ... 14
Tabla 3. Análisis elemental de la paja, hojas y cascarilla de arroz... 15
Tabla 4. Condiciones agroclimáticas y otras condiciones del lugar experimental ... 19
Tabla 5: Descripción del Análisis de la varianza (ANDEVA) para Diseño Completamente al Azar (DCA). ... 21
Tabla 6: Descripción del experimento a evaluar ... 22
Tabla 7: Prueba de significación de Tukey para la variable tasa de Biodegradación ... 27
Tabla 8: Prueba de significación de Tukey para Análisis de: Nitrógeno, Fosforo, Potasio.... 28
Tabla 9: Prueba de significación de Tukey para Análisis de: Materia orgánica ... 29
xiv
Índice de Figura
Figura 1: Pleurotus Eryngii (Seta de cardo) ... 11
Figura 2: Preparación el medio ... 45
Figura 3: Llenado de cajas Petri ... 45
Figura 4: Siembra del hongo ... 45
Figura 5: Inoculación de la semilla para su multiplicación ... 45
Figura 6: Semilla invadida por Pleurotus eryngii ... 45
Figura 7: Residuos picados ... 45
Figura 8: Siembra del hongo en los residuos ... 45
Figura 9: Fundas sembradas ... 45
Figura 10: Funda invadida por pleurotus ... 45
Figura 11: Hongo Pleurotus eryngii... 45
Figura 12: Sustrato biodegradado ... 45
xv
Índice de Anexos
Anexo 1: Análisis de varianza para la variable tasa de biodegradación registrados en los 4
tratamientos. Quevedo, 2020. ... 42
Anexo 2: Análisis de varianza para la variable nitrógeno registrados en los 4 tratamientos.
Quevedo, 2020... 42
Anexo 3: Análisis de varianza para la variable fosforo registrados en los 4 tratamientos.
Quevedo, 2020... 42
Anexo 4:Análisis de varianza para la variable potasio registrados en los 4 tratamientos.
Quevedo, 2020. ... 42
Anexo 5: Análisis de varianza para la variable Materia Orgánica registrados en los 4
tratamientos. Quevedo, 2020. ... 43
Anexo 6: Análisis de varianza para la variable pH inicial registrados en los 4 tratamientos.
Quevedo, 2020. ... 43
Anexo 7:Análisis de varianza para la variable pH final registrados en los 4 tratamientos.
xvi
CÓDIGO DUBLIN
Título: “UTILIZACIÓN DEL HONGO Pleurotus eryngii EN LA BIODEGRADACIÓN DE
TRES RESIDUOS DE COSECHA PARA LA OBTENCIÓN DE ABONOS ORGÁNICOS EN LA ZONA DE MOCACHE”.
Autor: Mendoza Veliz Denisse Juleidy
Palabras
clave: Abono orgánico Biodegradación Pleurotus eryngii Fecha de
publicación:
Editorial: Quevedo: Universidad Técnica Estatal de Quevedo, 2020.
Resumen El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo evaluar la utilización del hongo Pleurotus eryngii en la biodegradación de tres residuos de cosecha para la obtención de abonos orgánicos en la zona de Mocache. La multiplicación del inóculo se lo realizó en el laboratorio de Microbiología del campus “La María”. Se utilizó un diseño completamente al azar (DCA) con cuatro tratamientos y cuatro repeticiones cada repetición estuvo conformada por un kg de sustrato, siendo un total de 32 unidades experimentales; T1: 100% panca de maíz + P.
eryngii, T2: 100 % panca de arroz + P. eryngii, T3: 100% cascara de maní + P. eryngii, T4: mezcla de Cáscara de maní 33,33% + paja de arroz 33,33% + panca
de maíz 33,33+ P. eryngii. Las variables estudiadas fueron las siguientes: Tasa de biodegradación (TB), NPK, Materia Orgánica y pH inicial y final. Para el análisis estadístico de los datos se empleó el análisis de la varianza y para comparaciones de medias se utilizó la prueba de Tukey al 5% de probabilidad. El análisis de resultados se realizó con el paquete estadístico InfoStat. Los sustratos biodegradados se evaluaron, obteniendo como resultados que el tratamiento1 (100% panca de maíz + P. eryngii) presentó los mejores resultados para Tasa de biodegradación con (45.25%), nitrógeno (0.5%), fósforo (0.10 %), potasio (0.75 %), Materia Orgánica (35 %), pH inicial y final (6.94) (6.83) respectivamente. Sin embargo aunque haya presentado los resultados más favorables en NP no alcanza los porcentajes mínimos para estas variables que van desde 1% nitrógeno y 0.15% fósforo. Por lo tanto se debe estudiar la aplicación del hongo en otro residuo diferente a los utilizados en la investigación y un mayor tiempo de biodegradación de los sustratos.
ABSTRACT. The present research work aimed to evaluate the use of the Pleurotus eryngii
fungus in the biodegradation of three crop residues to obtain organic fertilizers in the Mocache area. The multiplication of the inoculum was carried out in the
xvii Microbiology laboratory of the “La María” campus. A completely randomized design (DCA) was used with four treatments and four repetitions, each repetition was made up of one kg of substrate, for a total of 32 experimental units; T1: 100% corn husk + P. eryngii, T2: 100% rice husk + P. eryngii, T3: 100% peanut husk + P. eryngii, T4: mixture of 33.33% peanut husk + straw rice 33.33% + corn pan 33.33+ P. eryngii. The variables studied were the following: Biodegradation rate (TB), NPK, Organic Matter and initial and final pH. For the statistical analysis of the data, the analysis of variance was used and for comparisons of means, the Tukey test was used at 5% probability. The analysis of the results was carried out with the statistical package InfoStat. Biodegraded substrates were evaluated, obtaining as results that treatment1 (100% corn pan +
P. eryngii) presented the best results for Biodegradation rate with (45.25%),
nitrogen (0.5%), phosphorus (0.10%), potassium (0.75%), Organic Matter (35%), initial and final pH (6.94) (6.83) respectively. However, although it has presented the most favorable results in NP, it does not reach the minimum percentages for these variables, ranging from 1% nitrogen and 0.15% phosphorus. Therefore, the application of the fungus should be studied in a different waste from those used in the research and a longer biodegradation time of the substrates.
Descripción 64 hojas
1
INTRODUCCIÓN
En los últimos años, ha existido un constante y significativo incremento en la cantidad de residuos de cosecha que quedan sobre la superficie del suelo, generalmente los agricultores para eliminar la mayor cantidad optan por la quema de los mismos, sin tener en cuenta que causan efectos perjudiciales a la atmósfera, Posible erosión en el suelo, perdida de nutrientes y disminuyen significativamente las poblaciones de agentes bióticos (1).
Las nuevas tecnologías buscan reutilizar los desechos de cosecha en el compostaje para generar biofertilizantes y acondicionadores de suelos, producción humus, entre otros; mediante la descomposición de los mismos con la ayuda de la acción microbiana (2). Los hongos del género Pleurotus está entre los agentes de descomposición primaria más efectivos porque son capaces de utilizar los residuos de las plantas, degradarlos y utilizar la lignina de las plantas sin haber pasado por algún proceso de degradación microbiológica o bioquímica (3).
Las especies del género Pleurotus (orellanas u hongos ostra), es muy estudiado y cultivado durante los últimos años debido a la facilidad de cultivo y a su calidad nutricional. Este hongo tiende a crecer en desechos de material leñoso o ricos en fibra como troncos, bagazos y ramas (4). En la obtención de hongos Pleurotus el producto final contiene bastantes nutrientes asimilables producidos por los mismo, estos pueden utilizarse como suplemento para la alimentación de rumiantes o como sustrato alternativo para la producción de plantas de interés agrícola(5).
La biodegradación de Pleurotus sobre paja de trigo y aserrín de pino en el cultivo genera un porcentaje alto de nutrientes primarios (N, P y K) útiles para ser aprovechados como abonos (2). El abono orgánico es el material resultante de la descomposición natural de la materia orgánica por acción de los microorganismos presentes, los cuales digieren los materiales, transformándolos en otros benéficos que aportan nutrimentos al suelo (6).
Los abonos orgánicos constituyen un elemento crucial para la regulación de muchos procesos relacionados con la productividad agrícola ya que son sustancias que desempeñan diferentes funciones, directas o indirectas, que influyen sobre el crecimiento de las plantas y sus cosechas, obrando como nutrientes, movilizadores de sustancias, catalizadores de procesos vitales y modificadores de la flora microbiana útil (7).
2 Dependiendo del nivel aplicado, originan un aumento en los contenidos de materia orgánica del suelo, en la capacidad de retención de humedad y en el pH, también aumentan el potasio disponible, el calcio y el magnesio. En cuanto a las propiedades físicas, mejoran la infiltración de agua y la estructura del suelo; disminuyen la densidad aparente y la tasa de evaporación, así como promueven un mejor estado fitosanitario de las plantas (6).
Por lo expuesto anteriormente, esta investigación se considera importante ya que pretende proponer una alternativa para solucionar la disposición final de los residuos (panca de maíz, paja de arroz y cáscara de maní), con la aplicación del hongo P. eryngii que es un microorganismo capaz de acelerar la biodegradación de los desechos agrícolas mediante el compostaje, obteniendo beneficios para el medio ambiente y el productor.
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CAPÍTULO I
4
1.1.
Problema de investigación.
1.1.1. Planteamiento del problema.
Debido al rápido incremento de las producciones agrícolas y a la extensión de terrenos cultivados, la cantidad de materiales orgánicos de desecho son una fuente de contaminación ambiental pues los grandes volúmenes generados rebasan la capacidad de biodegradación natural, de manera que estos desperdicios se pueden acumular llegando a convertirse en un riesgo para el equilibrio del ecosistema (7).
Estos residuos de cosecha son un material de muy difícil degradación, para manejar estos volúmenes de rastrojos, la quema son la práctica tradicionalmente más utilizada para eliminar los residuos de cosecha (8), ya que tiene un bajo costo aparente dentro de las alternativas de manejos de rastrojos siendo la más económica para los productores, esto causa consecuencias como pérdida de nutrientes del 98 a 100% del nitrógeno contenido en el residuo de cosecha, 20 a 40% del fósforo y potasio (1).
Debido a la falta de conocimiento sobre manejo y aprovechamiento de residuos agrícolas (panca de maíz, paja de arroz y cascara de maní) desarrolladas en el agro, surgen nuevas alternativas de solución, para disminuir el impacto que estas actividades mediante la utilización del hongo Pleurotus eryngii, el cual permitirá acelerar la biodegradación de los desechos agrícolas para obtener abono orgánico.
Diagnóstico.
El residuo final en la producción no recibe un buen manejo por parte del productor, el cual es arrojado al rio u optan por la quema intencional escenario que favorece al desarrollo y multiplicación de plagas como roedores e insectos lo que involucran costos ambientales, económicos y sociales.
Por lo anterior, como objetivo de esta investigación se plantea realizar y presentar una alternativa de aprovechamiento como abono orgánico para las plantas, con el fin de dar a nuestro país una nueva alternativa amigable con el medio ambiente.
5
Pronóstico.
Con la biodegradación de los tres residuos de cosecha con el hongo Pleurotus eryngii, se espera obtener un abono orgánico funcional que cubra las necesidades nutricionales de los cultivos y contribuya al cuidado del suelo.
1.1.2. Formulación del problema.
¿La falta de estudio sobre los residuos de cosecha (paja de arroz, panca de maíz y cascara de maní) biodegradados por Pleurotus eryngii en la obtención de abono orgánico, no permite obtener productos nutricionales orgánicos adecuados para las plantas?
1.1.3. Sistematización del problema.
¿Cuál de los tratamientos planteados obtendrá los mejores resultados en relación a la tasa de biodegradación?
¿Será que la biodegradación producida por el hongo P. eryngii incrementa los niveles de NPK presentes en los residuos?
¿Cuáles de los tratamientos presentaran el mayor contenido de materia orgánica y pH?
1.2. Objetivos.
1.2.1. Objetivo General.
Evaluar la utilización del hongo Pleurotus eryngii en la biodegradación de tres residuos de cosecha para la obtención de abonos orgánicos en la zona de Mocache.
1.2.2. Objetivos específicos.
Determinar la tasa de biodegradación del hongo P. eryngii en cada uno de los residuos de cosecha. Realizar análisis de macroelementos primarios para conocer el contenido de nutrientes presentes en los residuos biodegradados de P. eryngii
6 Evaluar el contenido de materia orgánica y pH presente en cada uno de los
tratamientos.
1.3. Justificación.
En la necesidad de disminuir los residuos agrícolas y que estos no sean acumulados en o quemados en los terrenos generando contaminación ambiental y perdidas de nutrientes, se buscan alternativas de utilización de estos, en procesos productivos que permitan emplear estos desechos. El cultivo de hongos Pleurotus es una buena alternativa ecológica ya que tienen la capacidad de degradar diversos materiales con altos contenidos lignocelulósicos. La presente investigación se realizó en el campus “La María”, perteneciente a la Universidad Técnica Estatal de Quevedo, la cual tiene como propósito la obtención de abono orgánico tipo compost mediante la biodegradación de los residuos de cosecha de (panca de maíz, paja de arroz, cascara de maní) utilizando el hongo Pleurotus eryngii, el cual ayudará a la reutilización de estos y obtener ganancias tantas económicas y ecológicas, permitiendo a los pequeños productores disminuir el desgaste del suelo, reincorporar nutrientes esenciales y mejora las condiciones químicas, físicas y microbiológicas del suelo.
7
CAPÍTULO II
8 8
2.1. Marco Conceptual.
2.1.1. Abonos orgánicos.
El fertilizante orgánico es un humus oscuro y rico, el producto final de la descomposición natural de plantas y verduras en condiciones controladas. El procesamiento de fertilización orgánica es una forma práctica y conveniente de reutilizar los residuos (12).
2.1.2. Biodegradación.
La biodegradación es el proceso natural por el cual los microorganismos degradan o modifican las moléculas orgánicas transformándolas en moléculas más pequeñas y no tóxicas (10).
2.1.3. Hongo Pleurotus eryngii.
Es un hongo de podredumbre blanca, marrón oscuro muy apreciado en todo el mundo por su gran versatilidad y adaptabilidad, pudiendo crecer en prácticamente cualquier sustrato (9).
2.1.4. Inoculación.
Consiste en añadir las "semillas de setas" al sustrato (semillas cultivadas) ya preparados estérilmente, y debe realizarse en un lugar cerrado sobre una base previamente desinfectada (13).
2.1.5. Medio de cultivo.
Un medio de cultivo es un material alimenticio utilizado en el laboratorio para el desarrollo de microorganismos (14).
2.1.6. Residuos de cosecha.
Los residuos de cosecha son las partes de las plantas que quedan en el campo después de la eliminación del cultivo principal (por ejemplo, vientre de maíz, paja de cereales, bagazo de caña de azúcar, heno de cacahuete) (11).
9 9
2.2. Marco referencial.
2.2.1. Hongo.
Los hongos son organismos pertenecientes al reino de Fungí, un grupo muy diferente al de las plantas y los animales. A diferencia de las plantas, los hongos no producen su propio alimento, pero dependen de otros compuestos y su descomposición para alimentarse a sí mismos para que sean conocidos como organismos heterotróficos; pueden ser saprófitos, simbióticos o parásitos. Forman hifas que son pequeños baches en forma de cables que provienen de esporas. Las hifas, a medida que crecen, formará una masa blanca y algodonosa llamada micelio, que conducirá a estructuras reproductivas (15).
Los hongos bioquímicos y ecológicos son importantes por su complejo sistema enzimático, que puede, dependiendo de la especie, degradar moléculas de alto peso molecular como celulosa, lignina, quitina, taninos, entre otros. Se trata de macromoléculas difíciles de degradar; que los hongos pueden metabolizar estos compuestos a través de su sistema metabólico, obteniendo energía para sus procesos vitales y nutrición (14).
Otra cuestión favorable al uso de estos hongos es que crecen muy bien en medios sólidos (16). El consumo de hongos comestibles es probablemente, tan antiguo como la existencia del hombre en la tierra (3). Las características alimenticias de los hongos del género
Pleurotus spp, destaca su sabor, altas cantidades de proteína, fibra dietética, carbohidratos,
minerales (fósforo, hierro, calcio), vitaminas (riboflavina, tiamina, ácido ascórbico y niacina), ácido linoleico, así como bajas concentraciones de grasas (17).
2.2.2. Características generales de las setas Pleurotus spp.
El Género Pleurotus incluye especies comestibles de excelente sabor y sabor que suelen ser blancas, amarillentas o rosadas, a veces grisáceas u oscuras. Los hongos de este género se llaman hongos, aunque estos también se conocen popularmente como setas de ostra, orejas blancas, orejas de palo, orejas de color de mantí, orejas de cacahuete y orejas de izote (18). Para la propagación y cultivo de Pleurotus spp. A nivel in vitro y de sustrato, se requiere un inóculo totalmente puro, con rangos de pH entre 4.0 y 7.0 con un óptimo entre 5.0 y 6.0, que varía entre cepas y especies. El sustrato debe proporcionar carbono (de celulosa, hemicelulosa y lignina), nitrógeno y compuestos inorgánicos como fuentes de nutrientes,
10 10 contenido adecuado de humedad sin afectar la disponibilidad de nutrientes y oxígeno, y el tamaño de partículas (entre 2 y 5 cm) que favorezcan el crecimiento y la fructificación (19). Estos hongos degradantes de residuos lignocelulósicos se desarrollan mejor a temperaturas entre 20 – 30oC, con su temperatura de crecimiento óptima de 28 oC, mientras que en la fase de fructificación de setas la temperatura varía de 16 – 22 oC (20). También es importante la temperatura interna del sustrato, la cual no debe exceder los 35 °C (15).
El contenido de humedad en el sustrato para el desarrollo de hongos debe estar entre 50 y 80%, ya que la fructificación suele ocurrir en condiciones normales cuando se tiene 20 % de oxígeno y una concentración de CO2 no más de 800 ppm en el entorno que rodea el hongo y la humedad relativa óptima para la fructificación de 85 a 90 % (21). Bajas humedades relativas producen el secado gradual del sustrato y de la masa del cuerpo fructífero, algo que de ningún modo puede ser positivo (16).
2.2.3. Fuentes nutricionales del hongo Pleurotus eryngii para su
reproducción.
Las principales fuentes nutricionales son celulosa, hemicelulosa y lignina. La relación de C/N es un factor importante para la composición óptima del sustrato, el hongo requiere más carbono y menos nitrógeno (13). El porcentaje total de carbono influye en el micelio porque más carbono el hongo se adapta más fácilmente a la degradación del sustrato y lo utiliza para el crecimiento y la formación de biomasa (22).
2.2.4. Características del hongo Pleurotus eryngii.
Su color es variable, teniendo especímenes de color marrón oscuro y otros ocres claros, su superficie es un poco escamosa joven, luego lisa, mantiene el borde enrollado en especímenes jóvenes, pero como adulto, es delgada y ondulada. Su sombrero no es demasiado grande, un espécimen adulto varía entre 5 y 10 cm de diámetro, es convexo, pero sólo al nacer, porque pronto tiende a aplanarse, e incluso a veces a veces deprime un poco en la zona central.
11 11
Figura 1:Pleurotus Eryngii (Seta de cardo)
Sus laminados muy decantados, característicos del género Pleurotus, apretados y con laminillas intercaladas. Son blanquecinas en especímenes jóvenes, luego grisáceos o ocres claros. Tiene un pie corto de color claro, un poco más oscuro viejo, generalmente excéntrico, e incluso puede ser lateral, es mucho más raro encontrarlo central, lleno a lo largo de su desarrollo y unido por la base en la raíz de los cardos (10).
2.2.5. Producción e importancia del hongo Pleurotus eryngii.
Las características que llevaron a la apelación de Ostra Rey (King Oyster) a P. eryngii y ser importantes en los mercados asiático y europeo, son la calidad organoléptica (sabor y textura), el aroma y lo culinario de sus setas, la buena conservación a lo largo del tiempo de las setas, su importancia científica en la medicina (contrarrestar las deficiencias renales, inflamación, hipertensión e hiperglucemia) y su calidad de degradantes residuos lignocelulíticos siendo muy importante en estudios de lignificación biotecnológica de la masa de papel (23).
Una forma de medir la producción de hongos en relación con el sustrato utilizado es por eficiencia biológica: cuando se encuentra entre el peso fresco de los hongos y el peso seco del sustrato. Algunas eficacias biológicas (BS) de P. eryngii son; El chip de roble, es de 30.7 a 54.1 % EB, en semillas y cáscaras de algodón de 45 %. En la mezcla de hierro aserrado 8:1:1, el cereal y el salvado son de 32.4 a 37.8 %. Otra mezcla con la mayor eficiencia es el aserrado de cedro japonés 4:1 y el trigo o salvado de arroz es de 33.7 a 62.3 % y otras mezclas no especificadas de mazorca de maíz, paja de arroz y aserrín tienen de 28.5 a 42.8 % (23).
12 12
2.2.5.1. Ciclo reproductivo de las setas.
El ciclo reproductivo del hongo implica una serie de pasos que van desde la germinación de las esporas hasta la formación de cuerpos frutales. En condiciones apropiadas, las esporas germinan y dan a luz micelio. Durante la formación de micelio, se administran la agregación y compactación de hifas, además de una fuerte ramificación, ensanchamiento, espesamiento y gelatina de la pared hifal (crecimiento, ramificación y agregación de hifal) (24).
2.2.6. Indicadores de productividad.
2.2.6.1. Peso del hongo fresco.
Este parámetro se registra generalmente en gramos, para ello se pesa la producción de cada uno de los grupos de hongos, a continuación, el total de cada tratamiento (25).
2.2.6.2. Eficiencia biológica.
La eficacia biológica está determinada por el potencial biológico de los sustratos para la fructificación de hongos, que se reflejará en la producción final, que para ser considerados rentables deben tener un valor mayor o igual al 40 %. La variación en la eficiencia biológica se atribuye a las diferencias químicas, biológicas y físicas que existen entre los sustratos de cultivo, también se debe al genotipo de hongos, así como a las condiciones en las que se desarrolla el cultivo (25).
2.2.7. Residuos de cosecha.
Los residuos de cosecha suelen ser un inconveniente para establecer el siguiente cultivo en rotación, por lo que su destino más frecuente es la combustión, tanto en los sistemas de trabajo del suelo convencional como en la labranza reducida y la labranza cero. Esta práctica, si bien tiene la ventaja de la rápida eliminación de residuos, tiene la desventaja de aumentar la erosión del viento y el agua al dejar el suelo al descubierto, lo que a su vez reduce la infiltración, el almacenamiento de agua y hace que la superficie se encoja (26).
2.2.8. Composición química de los residuos de cosecha.
Los residuos consisten principalmente en compuestos lignocelulósicos, que consisten en biomoléculas de hemicelulosa, celulosa y lignina, este último se caracteriza por un polímero aromático (15).
13 13
2.2.8.1. Celulosa.
Es el componente más simple del material lignocelulítico de las plantas, es el polímero con mayor presencia en la biosfera. La celulosa es una molécula que proporciona soporte estructural en la vegetación, además, forma una estructura impermeable porque es insoluble en agua y resistente a los procesos de hidrólisis (27).
2.2.8.2. Hemicelulosa.
La hemicelulosa son los segundos polímeros más importantes, tienen una composición heterogénea de diferentes tipos de unidades de azúcar. La hemicelulosa se clasifica generalmente según los principales residuos de azúcar de la estructura polimérica (14).
2.2.8.3. Lignina.
La lignina es una estructura compleja, tridimensional, globular, insoluble y de alto peso molecular, compuesta de unidades de fenilpropano, donde sus enlaces pueden ser hidrolizado por medios químicos o enzimáticos. Esta molécula tiene una amplia variedad de vínculos entre sus anillos de fenilpropano. La lignina proporciona a la planta rigidez como parte de los mecanismos de resistencia al estrés y posibles ataques microbianos (25).
2.2.9. Panca de maíz.
Se llama panca de maíz, a la planta de maíz madura (seca) de la que se retiraron las mazorcas. Esta produce una gran cantidad de biomasa, de la que se cosecha sólo alrededor del 50% en forma de cereales. El resto corresponde a varias estructuras vegetales como caña, hoja, limbo y mazorca, entre otras. La proporción de componentes de residuos depende principalmente de la variedad, el nivel de fertilización y el tipo de cultivar (15).
2.2.9.1. Composición química de la panca de Maíz.
La panca de maíz cuenta con un material lignocelulósico, pero que además contiene otros elementos químicos, entre los que destacan el azufre, que en la combustión produce óxidos de azufre muy corrosivos; calcio y cloro, que producen gases muy ácidos; potasio, que es productor de cenizas que sintetizan y funden; y silicio, productor de cenizas fusibles (8).
14 14
Tabla 1. Composición química expresada en porcentaje sobre materia seca del tallo y
hojas del maíz de tallo azucarado E-10 a dos diferentes estados de madurez de la planta.
Planta con el grano en estado pastoso Tallo (%) Hojas (%) Proteína bruta Extracto etéreo Celulosa Lignina Azúcares solubles Cenizas
Planta con el grano en estado maduro
Proteína bruta Extracto etéreo Celulosa Lignina Azúcares solubles Cenizas 8.3 10.6 1.1 2.2 23.6 24.6 5.8 5.6 35.3 7.3 8.9 16.5 7.6 9.3 1 1.8 24.8 27.9 6.3 6.8 31.0 7.7 8.2 14.7
Fuente: Treviño et al.,2011 (28).
2.2.10.
Composición de la cáscara de maní.
La cáscara de maní contiene un 95 % de materia orgánica y 5 % corresponde a minerales presentes en las cenizas (generalmente Si, Ca, Mg, K, Al, P, S, Cl). La composición química de la cáscara de maní está formada principalmente por celulosa, lignina y hemicelulosa. Además otros polisacáridos, lípidos, proteínas, minerales, azúcares libres, resinas (29).
Tabla 2. Composición química de la cáscara de maní
Contenido Rango de referencia (%)
Humedad 8-10 Proteína cruda 6-11 Grasa 1-2 Celulosa 35-45 Hemicelulosa 23-30 Lignina 27-33 Ceniza 2-4 Extractivos 14 Fuente: Espinoza, 2017 (29).
15 15
2.2.11.
Paja de Arroz.
La paja de arroz es uno de los subproductos más problemáticos para eliminar durante la cosecha de arroz. La quema de paja de arroz es una práctica generalizada por parte de los agricultores de los campos de arroz de todo el mundo. La eliminación de la paja de arroz del suelo implicaría la extracción de nutrientes, principalmente N, P y K, por lo que es necesario restaurarla con fertilización (30).
Tabla 3. Análisis elemental de la paja, hojas y cascarilla de arroz Composición (%) peso seco N P K Ca Mg SiO2 FE Mn Zn Cu B Paja (*) 0.41 0.05 1.56 0.4 15-23 Hojas / paja (**) 2.74 0.14 1.53 0.5 0.17 17.3 140 135 19 12 20 Cascarilla (**) 19.3
Fuente: Abril et al.,2015 (30).
2.2.12.
Beneficios de aplicación de residuos de cosecha.
La aplicación de residuos de suelo tiene una serie de ventajas físicas, como mejorar su estructura y capacidad de infiltración, produciendo un aumento de los organismos del suelo mediante la incorporación de materia orgánica como fuente de energía, aportando nutrientes mediante la liberación de nitrógeno, potasio, calcio y magnesio, entre otros, reduciendo la erosión del agua y el viento y reduciendo potencialmente el contenido de aluminio (26).
2.2.13.
Compostaje de residuos.
El compostaje es una herramienta clave para convertir residuos lignocelulósicos en productos útiles. Es un proceso aeróbico en el que los microorganismos (principalmente hongos y bacterias) son responsables de la transformación de la materia orgánica. Los hongos son los principalmente responsables de la degradación de la lignina y la celulosa, y esta capacidad degradante se asocia con el hábito de crecimiento micelial que permite al hongo transportar nutrientes raros, como nitrógeno y hierro, a distancias considerables en el sustrato lignocelulósico (bajo en nutrientes) (31).
16 16
2.2.14.
Abonos orgánicos.
Los abonos de origen orgánico actúan aumentando las condiciones nutritivas de la tierra, pero también mejoran su condición física (estructura) y aportan materia orgánica, bacterias beneficiosas y (en ocasiones) hormonas y por supuesto también fertilizan (32). Estos abonos orgánicos se emplean mayormente en el suelo, incluye tanto los estiércoles animales como residuos vegetales, se vienen empleando hace mucho tiempo y son los que ayudan a la fertilidad del suelo (6).
2.2.14.1. Propiedades de los abonos orgánicos.
El abono orgánico por su color oscuro, absorbe más las radiaciones solares, con lo que el suelo adquiere más temperatura y se pueden absorber con mayor facilidad los nutrientes.
El abono orgánico mejora la estructura y textura del suelo, haciendo más ligeros a los suelos arcillosos y más compactos a los arenosos.
Mejoran la permeabilidad del suelo, ya que influyen en el drenaje y aireación de éste (32).
2.2.15.
Compost.
El compost es el resultado de la degradación controlada de la materia orgánica. Aporta nutrientes, aumenta la población de microorganismos benéficos y mejora la estructura del suelo, entre otros aportes (31).
2.2.16.
Investigaciones realizadas.
Mendieta & Marcillo (14), utilizando el hongo Pleurotus sapidus en la degradación lignocelulósica del rastrojo de maíz para la elaboración de abono en agricultura orgánica encontró resultados favorables con una concentración de semilla del hongo P. sapidus de 0.06 kg / kg de sustrato de rastrojo de maíz, obteniendo una cantidad de nutrientes mineralizados de nitrógeno (0.76), fosforo (0.24) y potasio (0.53). Fontalvo et al. (2), en su estudio evaluó el desarrollo de plántulas de tomate en suelos con aserrín y cascarilla de arroz parcialmente biodegradados por Pleurotus Ostreatus bajo condiciones de invernadero, donde obtuvo que el tratamiento con aserrín biodegradado + suelo fertilizado (ASB + SF),
17 17 presentó los mejores resultados en número de hojas (12,9), altura de las plantas (25,94 cm), longitud radical (5,92 cm), peso seco (0,138 g) y peso fresco (1,012 g). García et al. (33), evaluó el efecto de la aplicación de composta a base de sustrato gastado de champiñón enriquecida con silicio en el cultivo de frijol, teniendo mejores resultados el tratamiento 3 (5 Mg ha-1) con rendimientos de 2.91 Mg ha-1. Aumentar la tolerancia a estrés ambiental puede ser otro beneficio sugerido por el aumento en el contenido de clorofila y la tasa fotosintética. Bermúdez et al. (37), estudió el valor agregado del sustrato remanente de pulpa de café obtenido en el cultivo de seta comestible-medicinal Pleurotus ostreatus, obteniendo como resultados un pH (7.1), Materia orgánica (24.90), nitrógeno (3.39), fosforo (0.16), potasio (1.74) y una relación de carbono/nitrógeno de 12.85. La utilización del sustrato remanente como abono orgánico es una alternativa más para el desarrollo de una agricultura orgánica y la alimentación animal.
18
CAPÍTULO III
19
3.1. Localización y duración de la investigación.
La investigación se realizó en el Laboratorio de Microbiología y de Rumiologia del campus “La María”, propiedad de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo (UTEQ), localizada en el kilómetro 7.5 de la Vía Quevedo - El Empalme del Cantón Mocache, provincia de Los Ríos, entre las coordenadas geográficas de 10 6’ 28’’ de latitud sur y 700 27’13’’ de longitud Oeste, a una altura de 72 metros sobre el nivel del mar. La investigación tuvo una duración de 4 meses, las condiciones meteorológicas serán expresadas en la tabla 4.
Tabla 4. Condiciones agroclimáticas y otras condiciones del lugar experimental Datos meteorológicos Valores medios
Temperatura promedio 0C 26
Humedad relativa (%): 87.71
Heliofanía, horas/luz/año 915.56
Precipitación, anual/mm 2274.29
Evaporación, promedio anual (%) 89.46
Zona Ecológica Bosque húmedo tropical 0 (bh -T)
Fuente:Estación Experimental Tropical Pichilingue, 2017(34).
3.2.
Tipo de investigación.
3.2.1. Experimental.
La investigación que se realizó fue de tipo experimental en base a la utilización de residuos de cosecha con el uso del hongo P. eryngii para obtener abonos orgánicos y tributa a la línea de investigación Agricultura, silvicultura y producción animal y su respectiva sub línea desarrollo de conocimientos y tecnologías de agricultura alternativa aplicable a las condiciones del trópico húmedo y semi húmedo del literal ecuatoriano.
3.3. Métodos de investigación.
3.3.1. Método experimental.
El método experimental es el que nos dio la pauta, de estudiar cada una de las variables que se evaluaron, y se determinó el mejor tratamiento con la aplicación del análisis de varianza y las pruebas de Tukey (p ≤ 0.05 %).
20
3.4. Fuentes de recopilación de información.
Las fuentes de compilación de información para la investigación fueron:
Primarias: La información primaria se adquirió mediante la observación directa y vivencia del proyecto en la cual se podrá analizar el abono orgánico obtenido.
Secundarias: La información bibliográfica que se obtuvo fue a través de revistas científicas en sitios web, libros relacionados a la investigación, artículos analizados y traducidos, tesis que facilitaron al investigador conocimientos significativos para la investigación.
3.5. Diseño de la investigación.
Para la investigación se aplicó un diseño completamente al Azar (DCA), con 4 tratamientos y 4 repeticiones, cada repetición estuvo conformada por 2 unidades experimentales a evaluar, para un total de 32 muestras que estuvieron distribuidas al azar.
El análisis de datos se realizó mediante el ANDEVA y las medias fueron comparadas mediante la prueba de Tukey (P ≤ 0.05), el modelo estadístico del diseño experimental fue el siguiente:
𝒀𝒊𝒋 = + 𝛼𝑖+ 𝜀𝑖𝑗
Dónde:
𝒀𝒊𝒋: Valor de la variable de respuesta
: Media general
𝜶𝒊 : Efecto del tratamiento 𝜺𝒊𝒋 : Error experimental (6).
21
Tabla 5: Descripción del Análisis de la varianza (ANDEVA) para Diseño Completamente
al Azar (DCA).
Fuente de variación Fórmula Grados de libertad
Tratamientos t-1 3
Error experimental (t) (r-1) 12
Total (t x r) – 1 15
Elaborado por: Mendoza, D. (2020)
3.5.1. Variables Evaluadas
3.5.1.1. Tasa de biodegradación.
Se lo obtuvo con la toma del peso seco del sustrato inicial menos el peso seco del sustrato final dividido por el peso seco del sustrato inicial multiplicado por 100.
𝑻𝑩 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ∗ 100
3.5.1.2. Macroelementos primarios (NPK).
Se tomaron 200 gramos de cada una de las fundas de cada tratamiento, luego se procedió a mezclar homogéneamente y luego se tomó 1 kilogramo de cada tratamiento para proceder a realizar el respectivo análisis en el laboratorio Iniap. Se tomó muestras al final de la investigación.
3.5.1.3. Materia orgánica.
Se tomaron 200 gramos de cada una de las fundas de cada tratamiento, se procedió a mezclar homogéneamente y luego se tomó 1 kilogramo de cada tratamiento para proceder a realizar el respectivo análisis en el laboratorio Iniap. Se tomó muestras al final de la investigación.
3.5.1.4. pH.
Se procedió a reducir los residuos y el material biodegradado con la ayuda de un mortero de porcelana y pistilo de laboratorio. Luego se pesó 10 gramos de residuo y material
22 biodegradado en una balanza analítica y después se procedió a diluir en 50mL de agua destilada. Después se procedió a realizar las tomas en el pH-metro. Las tomas se realizaron al principio y final de la investigación.
3.6. Tratamientos de los datos.
Se ensayaron tres residuos de cosecha, aplicados en cuatro tratamientos, con la finalidad de conocer cuál de esos sustratos es más favorable para la obtención de abono orgánico, Tal como se observa en la siguiente tabla.
Tabla 6: Descripción del experimento a evaluar
Tratamientos Descripción Repeticiones
N° de muestras/ repetición N° de muestras/ tratamiento Tratamiento 1 (Panca de maíz 100 % + P. eryngii) 4 2 8 Tratamiento 2 (Paja de arroz 100 % + P. eryngii) 4 2 8 Tratamiento 3 (Cáscara de maní 100 % + P. eryngii) 4 2 8 Tratamiento 4 (Cáscara de maní 33.33 % + paja de arroz 33.33% + panca de maíz 33.33% +P. eryngii) 4 2 8 Total 32
Elaborado por: Denisse Mendoza
3.7. Recursos humanos y materiales.
3.7.1. Recursos humanos.
Doctor Orly Cevallos Falquez, Director del proyecto de investigación
Ing. M.Sc. Carol Coello Loor
Estudiante Denisse Juleidy Mendoza Veliz
3.7.2. Materiales.
3.7.2.1. Especie de hongo comestible.
23 3.7.2.2. Sustratos. Panca de Maíz Cáscara de maní Paja de arroz 3.7.2.3. Materiales. Plástico negro
Fundas de plástico transparente
Cuaderno de registro
Fundas polipropileno
Sacos de poliéster
3.7.2.4. Materiales otros.
Fundas plásticas transparentes
Sacabocado de 4 mm
Mechero
Gasa y algodón
Alcohol 96°
Fundas de poli papel
Piola
Pinzas
3.7.2.5. Equipos.
Cabina de flujo laminar
Balanza analítica
Termómetro Bolígrafo
Calculadora
Autoclave
24
3.8. Manejo del experimento.
Para la realización de esta investigación se procedió a realizar lo siguiente:
3.8.1. Preparación de medio de cultivo PDA.
En la preparación del medio de cultivo PDA se utilizó una Balanza digital y agua destilada dentro de un matraz, Posteriormente se esterilizo a 121 ºC y 1.0546 kg/cm² de presión durante 0.25 hora; luego se colocó el medio en las cajas de Petri, los cuales estaban esterilizados, esto se realizó dentro de la cámara de flujo laminar encendida, junto a mecheros de alcohol para minimizar el riesgo de contaminación del medio de cultivo con otros patógenos y hongos que competirían con el hongo a inocular.
3.8.2. Preparación para la propagación de semillas.
Para la obtención de la semilla del hongo Pleurotus eryngii se utilizó granos de maíz (Zea
mays L.), estos granos permitieron un buen desarrollo, por su buen contenido de nutrientes
presentes en la misma. Se procedió a limpiar el grano para eliminar restos de impureza, en la cual se lavaron bien con abundante agua, posteriormente las semillas se sumergieron en agua por 24 horas con el objetivo de alcanzar una humedad de 80 %.
Luego se eliminó el exceso de agua y se procedió a llenar 250 gramos en fundas para luego llevarlas al autoclave a una temperatura de 121 ºC por 30 minutos para eliminar microorganismos, finalizando este proceso los se enfrían al ambiente. En la cabina de flujo laminar las cajas de Petri inoculadas con el micelio de Pleurotus eryngii, se fragmentaron en partes de aproximadamente 1 o 1.5cm2 y se deposita en las fundas polipropileno con granos de maíz, se sellaron y se llevaron al proceso de incubación a una temperatura de 25.6 °C durante 8 - 10 días o hasta que el micelio colonice totalmente el grano.
3.8.3. Preparación de los sustratos.
El tratamiento físico para la transformación de los materiales normalmente comienza con la reducción del tamaño de las partículas mediante procesos de astillado y molienda, lo que permite lograr la apertura de la fibra, disminuir el grado de la celulosa y facilitar la posterior penetración de las enzimas (16). Los residuos se picaron en trozos de 3 a 5 centímetros con
25 aproximadamente, esto conseguirá una alta conservación de humedad y un fácil manejo del sustrato. El sustrato se esterilizo y se dejó enfriar hasta que alcanzo la temperatura ambiente. Luego se embolso en unidades equivalentes 1000 gramos de peso seco en fundas de polietileno en medidas de 23 x 0.37 m.
3.8.4. Inoculación de la semilla en el sustrato.
Se procedió a colocar una cantidad aproximada de 50 gramos de maíz colonizado por
Pleurotus eryngii en cada funda de sustrato. Luego se cerraron las fundas, se identificaron
adecuadamente y se llevaron a condiciones de oscuridad, esto se logró con la ayuda de un plástico negro para cubrir los estantes a una temperatura promedio de 28°C. Una vez invadida completamente la funda, se procedió a cambiar las condiciones, se colocó luz artificial por 12 horas hasta que fructifico. Transcurrido 45 días desde la siembra en el sustrato se obtiene un sustrato biodegrado o sustrato agotado.
26
CAPÍTULO IV
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4. RESULTADOS
4.1. Tasa de Biodegradación (TB)
La tabla 7, muestra los valores de Tukey (p ≤ 0.05) para la variable Tasa de biodegradación, respecto a los resultados del análisis de varianza presente en el anexo N° 1, se observó diferencia significativa en los tratamientos expuestos a estudio.
Tabla 7: Prueba de significación de Tukey para la variable tasa de Biodegradación
Autor: Mendoza, D. (2020)
En cuanto a la Biodegradabilidad, el mayor valor expresado en porcentaje, se encontró en el tratamiento 1 (panca de maíz + P. eryngii) con (45.25 %), mientras que el menor contenido lo presentó el Tratamiento 3 (cascara de maní + P. eryngii) con 33,65% y un coeficiente de variación de 0.46%.
De acuerdo a lo indicado, los porcentajes registrados por el (Tratamiento 1), se encuentran inferiores a los obtenidos por Romero et al., (35), en su investigación “Capacidad productiva de Pleurotus Ostreatus utilizando alfalfa deshidratada como suplemento en diferentes sustratos agrícolas”, obtiene una tasa de biodegradación de 70% en paja de trigo y un valor más bajo en Pajilla de frijol con 52%, mientras que Huerta et al., (36), en su trabajo “Evaluación de la capacidad productiva de Pleurotus ostreatus con el uso de hoja de plátano deshidratada, en relación con otros sustratos agrícolas”, muestra una TB en Maíz con 60,56% mientras que el valor más bajo lo tiene en frijol con 41,45%.
Tratamientos Tasa de Biodegradación (%)
T1 45.25 a
T2 40.20 b
T3 33.65 d
T4 38.64 c
28
4.2. Macroelementos primarios NPK
La tabla N° 8 muestra los valores de Tukey (p < 0.05) para las variables nitrógeno, fosforo y potasio, respecto a los resultados de análisis de varianza presentes en los anexos N° 2,3,4, se observó diferencia significativa en los tratamientos expuestos a estudio.
Tabla 8: Prueba de significación de Tukey para Análisis de: Nitrógeno, Fosforo, Potasio.
Autor: Mendoza, D. (2020)
En cuanto al contenido de nitrógeno, fósforo y potasio el mayor valor, expresado en porcentaje se situó en el tratamiento 1 (panca de maíz + P. eryngii) con (0.50 %), (0.10 %) y (0.75 %) mientras que el menor contenido de nitrógeno y fosforo lo presentó el tratamiento 2(panca de arroz + P. eryngii) con (0.30 %) y (0.08 %). Considerando a la variable potasio, el tratamiento 3 (cascara de maní + P. eryngii) (0.62 %) expresó menor concentración.
De acuerdo a lo indicado, los valores obtenidos de NPK expresados en porcentaje a los 45 días, se encuentran inferiores a los valores reportados por García et al., (33), en su estudio Efecto del abono de sustrato gastado donde muestra un porcentaje de Nitrógeno, Fosforo, Potasio con 1.05 %, 0.85 % y 1.35 % respectivamente, mientras que Bermúdez et al., (37), en su investigación valor agregado del sustrato remanente sobre pulpa de café obtenido en el cultivo de Pleurotus obtuvo un contenido de N 3.39 %, P 0.16 %, K 1.74 % a los 60 días.
Castro et al., (38), nos indica que la mineralización está controlada por riqueza microbial, humedad, calidad de los materiales incorporados y tiempo de compostaje, mientras que Royce & Vázquez (45), sostienen que a mayor tiempo de degradación la mineralización tiende a aumentar. Soto & Meléndez (39), Mencionan que un abono orgánico tipo compost de calidad debe tener un contenido mayor de 1 % en nitrógeno y 0.15 % fosforo. Por lo tanto, se evidencia que los valores reportados en la investigación son bajos para ser utilizados como abono y para obtener mayores contenidos de nutrientes y que sea un abono de calidad requiere mayor tiempo de degradación.
Tratamientos Nitrógeno (N) Fosforo (P) Potasio (k)
T1 0.50 a 0.10 a 0.75 a
T2 0.30 b 0.08 b 0.66 c
T3 0.40 ab 0.09 ab 0.62 d
T4 0.40 ab 0.09 ab 0.70 b
29
4.3. Contenido de Materia orgánica
La tabla N°9 muestra los valores de Tukey (p ≤ 0.05) para la variable materia orgánica, respecto a los resultados de análisis de varianza presentes en el anexo N° 5, se observó diferencia significativa en los tratamientos expuestos a estudio.
Tabla 9: Prueba de significación de Tukey para Análisis de: Materia orgánica
Autor: Mendoza, D. (2020)
En cuanto a la variable materia orgánica, el mayor valor expresado en porcentaje, se encontró en el tratamiento 3 (cascara de maní + P. eryngii) con una media de (39.00 %), mientras que el menor contenido lo presentó el tratamiento 1 (panca de maíz + P. eryngii con (35.00 %), con un coeficiente de variación de 2.19 %.
De acuerdo a lo indicado, los porcentajes de las medias registradas expresadas en porcentaje a los 45 días, se asemejan a lo señalado por Gamboa (43), en su investigación Valoración de los residuos generados en el cultivo de hongos (Pleurotus) como biofertilizante, menciona que el contenido de materia orgánica presente en los residuos biodegradados de pleurotus se encuentran en valores superiores al 30% y depende de los subproductos utilizados en el cultivo, mientras que Vázquez (41), en su estudio evaluación del compost agotado de cultivo de champiñón el cual alcanzo un contenido de materia orgánica de 75 % a los 60 días. García & Bermúdez (44), menciona que en el proceso de biodegradación del sustrato, se presenta un ligero decremento en el contenido de la materia orgánica producto del crecimiento y fructificación del hongo. Royce & Vázquez (45), Recomienda la utilización de estos residuos en la producción de flores, verduras y cereales por su contenido de materia orgánica y amplio rango de nutrientes. Por lo tanto, los valores obtenidos en esta investigación se encuentran dentro de este rango, siendo útil para utilizarlo como fertilizantes en plantas.
Tratamientos Materia orgánica
T1 35.00 c
T2 37.00 b
T3 39.00 a
T4 38.00 ab
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4.4.
pHLa tabla N° 10 muestra los valores de Tukey (p ≤ 0.05) para pH inicial y final, respecto a los resultados de análisis de varianza presentes en los anexos N° 6,7, se observó diferencia significativa en los tratamientos expuestos a estudio.
Tabla 10: Prueba de significación de Tukey para Análisis de: pH inicial y pH final
Autor: Mendoza, D. (2020)
En cuanto a las variables de pH inicial y final, el mayor contenido se encontró en el tratamiento 4 (mezcla + P. eryngii) con (7.48) y (7.31) mientras que Tratamiento 1(panca de maíz + P. eryngii) tuvo el menor porcentaje con (6.94) y (6.83), tanto para el pH inicial y final.
De acuerdo a lo indicado, los valores obtenidos de pH expresados en porcentaje a los 45 días, se encuentran similares a los valores reportados por Bejarano (40), en su investigación caracterización fisicoquímica del sustrato agotado de Pleurotus ostreatus, obtuvo un pH en el bagazo de caña virgen 5.91 y en el biodegrado un pH de 5.86 a los 90 días de la investigación, mientras que García et al., (33), en su estudio “Composición nutrimental de la composta a base de sustrato gastado de champiñón” alcanzó un valor de pH de 7.15. Fontalvo et al., (2), menciona que los valores de pH cercanos a la neutralidad favorecen la mineralización del N y que en la mayoría de los materiales biodegradados se encuentra con un pH entre 6.0 y 8.0, un rango favorable para el crecimiento de las raíces de las plantas, valores superiores a 8.5 o menor de 5.5, puede resultar una limitante respecto a la disponibilidad de nutrientes. Por lo tanto, los valores obtenidos en este estudio se encuentran dentro de este rango, el cual es óptimo para utilizarlo en los cultivos.
Tratamientos pH inicial pH final
T1 6.94 c 6.83 c
T2 7.40 b 7.24 b
T3 6.63 d 6.51 d
T4 7.48 a 7.31 a
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CAPÍTULO V
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5.1. CONCLUCIONES.
En base al análisis de los resultados y a la discusión de esta investigación, concluimos que:
Considerando la tasa de biodegradación se determinó efecto significativo del hongo
P. eryngii en los residuos de cosecha, donde la panca de maíz con (45.25 %)
evidenció mayor biodegradación a diferencia de los residuos de arroz (40.20 %), maní (33.65 %) y el efecto combinado de los tres (38.64 %), donde los resultados fueron menores.
De acuerdo a los análisis de macro elementos primarios, se detalló el contenido de NPK presentes en los tratamientos de estudio. Donde el tratamiento Panca de maíz +
P. eryngii, expresó mayor contenido con (0.50 %), (0.10 %) y (0.75 %).
En lo que respecta al contenido de materia orgánica y pH, se evaluó el comportamiento del hongo P. eryngii en cada uno de los tratamientos. Donde el tratamiento 3 (cascara de maní + P. eryngii) obtuvo el mayor porcentaje con una media de (39.00 %) y la Panca de maíz + P. eryngii denotó menor porcentaje con (35 %), Mientras que, en pH (inicial y final) la panca de maíz + P. eryngii expuso incidencia significativa frente a cada uno de los tratamientos de estudio (6.94 y 6.83) respectivamente, manifestando que el potencial de hidrógeno, una vez finalizado el ciclo reproductivo, tiende a bajar.
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5.2. RECOMENDACIONES
Dar a conocer el presente estudio a los pequeños productores campesinos para incentivar al aprovechamiento de los subproductos de cosecha y a su vez impulsar el consumo de hongo P. eryngii.
Utilizar los subproductos biodegradados de las producciones finales del hongo P. eryngii. en pequeñas parcelas familiares para aprovechar estos sustratos y a su vez
utilizar menor cantidad de productos químicos.
Se recomienda a futuras investigaciones utilizar el hongo P. eryngii en otras condiciones agroclimáticas, otro subproducto, mayor tiempo de biodegradación y asimilación del sustrato biodegrado por las plantas.
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