Issuu on Google+

Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

1

M icroorganismos benéficos para el compostaje de

2

macrófitas invasoras de la laguna colombiana de Fúquene

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

Martínez-Nieto Patricia 1*, Chaparro-Rico Beatriz 2 Laboratorio ambiental de la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR). Carrera. 7 N° 36-45. Bogotá, Colombia. 1 Organización de Estados Iberoamericanos para la Educación, Ciencia y la Cultura (OEI). Convenio OEI- CAR. 2 Subdirección de Desarrollo Ambiental Sostenible de la CAR. *email de correspondencia: patingli@yahoo.com

RESU ME N Jacinto de agua (Eichhornia crassipes C. Mart.) y Elodea brasilera (Egeria densa Planch.) son macrófitas acuáticas introducidas en la Laguna colombiana de Fúquene que han desplazado la vegetación nativa y ocupan más del 70 % del espejo de agua. Estas plantas son extraídas mecánicamente como medida de control y pueden ser aprovechadas mediante compostaje utilizando microorganismos benéficos nativos para acelerar este proceso y mejorar la calidad del producto final. En esta investigación a partir de cinco tratamientos de compostaje con estas macrófitas, se aislaron 159 cepas microbianas escogiendo mediante pruebas de antagonismo 16 bacterias, 24 hongos y 21 actinomicetos para la producción de tres inóculos. Estos inoculantes microbianos fueron agregados en un segundo proceso de compostaje utilizando tres mezclas de la etapa anterior. El proceso de degradación se acelero entre un 23 y 35 % con la inoculación de los microorganismos, comparados con los controles sin inocular. El ensayo realizado en plántulas de rabanito (Raphanus sativus L.), utilizando como tratamientos compost inoculados (T2, T4 y T5) y suelo con gallinaza al 33 % (control), no mostraron diferencias significativas (P < 0,05) con relación al crecimiento, formación y peso de los bulbos. Sin embargo, los tratamientos con compost inoculados presentaron incrementos significativos en el contenido de nutrientes foliares en comparación con la gallinaza. El uso de microorganismos demostró ser una alternativa eficiente para manejar estas plantas acuáticas invasoras de la Laguna de Fúquene mediante compostaje y obtener un producto de buena calidad nutricional y biológica promisorio para la agricultura. Palabras claves Jacinto de agua, elodea brasilera, Laguna de Fúquene, inoculantes microbianos endógenos, compostaje

Beneficial microorganisms for polluting macrophytes composting of a Colombian Lake Fúquene SU M MARY Water hyacinth (Eichhornia crassipes C. Mart.) and Brazilian elodea (Egeria densa Planch.) are non-native aquatic macrophytes in Lake Fúquene (Colombia), such plants have displaced native


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

vegetation and occupied more than 70% of the water body. Control samples of these aquatic plants are mechanically extracted and they could be exploited by composting using native beneficial microorganisms to accelerate this process and also to improve the quality of the final product. In this research, from five composting treatments with these macrophytes, 159 microbial strains were isolated and by testing antagonism choosing 16 bacteria, 24 fungi and 21 actinomycetes to produce three inoculants. The microbial inoculants were added in a second process of composting using three mixtures of the previous stage. By inoculating the microorganisms, the degradation process was accelerated to a range between 23 and 35%, comparing that process to the un-inoculated control samples. The assay conducted on radish seedlings (Raphanus sativus L.), using as treatments, compost with microbial inoculants (T2, T4 and T5) and chicken manure at 33% mixed with soil (control), showed no significant differences (P <0.05) with respect to growth, bulb formation and bulb weight. However, compost inoculated treatments showed significant increases in leaf nutrients compared with chicken manure. The use of microorganisms showed to be an efficient technique for the aquatic invasive plant management of Lake Fúquene using composting to obtain a promised high quality agricultural product with good nutritional and biological quality.

67

I n t roducción

Key words Water Hyacinth, Brazilian elodea, Lake Fúquene, Endogenous microbial inoculants, composting

68

La cuenca de la laguna de Fúquene cubre 18 municipios entre los departamentos de Boyacá

69

y Cundinamarca y es un ecosistema estratégico para el desarrollo económico de la región (Maya

70

et al., 2004; Andrade y Franco, 2007). Sin embargo, la utilización indiscriminada de los recursos

71

naturales por población aledaña a la Laguna de Fúquene ha traído como consecuencia procesos

72

intensivos de deforestación para actividades agropecuarias, incremento en niveles de

73

nutrientes de la laguna y disminución de oxigeno disuelto por invasión de macrófitas acuáticas

74

introducidas como jacinto de agua y elodea brasilera. El crecimiento exagerado de estas plantas

75

acuáticas es uno de los mayores problemas que actualmente sufre la laguna alterando el

76

ecosistema al desplazar especies nativas, producir inundaciones por disminución de la

77

capacidad de almacenamiento e impedir el drenaje, tráfico de botes y pesca (Vieira, 2003; Maya

78

et al., 2004).

79

Se han realizado investigaciones para utilizar el jacinto de agua o diferentes especies de

80

elodea en la alimentación animal, producción de abono orgánico, biocombustibles y/o hongos


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

81

comestibles (Machuca et al., 1998; D’Agaro et al., 2004; Bhattacharya y Kumar, 2010; Martínez-

82

Nieto et al., 2011a, 2011b; Alomía et al., 2011; Shah et al., 2011). La producción de abono orgánico

83

a partir del compostaje de residuos de jacinto de agua y elodea brasilera utilizando inóculos

84

microbianos comerciales, se ha llevado a cabo con éxito en el municipio de Fúquene

85

(Cundinamarca, Colombia) (Martínez-Nieto et al., 2011a). Los resultados de estudios sobre la

86

utilización de bio-preparados comerciales en el compostaje, son en la mayoría de veces,

87

contradictorios. Algunos autores (California Integrated Waste Management Board, 2001;

88

Acevedo et al., 2005) al comparar procesos de compostaje con y sin inoculación, no han

89

encontrado diferencias significativas en la aceleración y calidad del producto obtenido,

90

argumentando que en algunos procesos de compostaje los microorganismos introducidos

91

pueden ser rápidamente dominados por la microbiota nativa. Otros investigadores sin embargo,

92

han observado que estos productos comerciales favorecen la eliminación de patógenos,

93

incrementan el rendimiento y el contenido de nutrientes (Barrena et al., 2006; Rueda, 2006;

94

Kavitha y Subramanian, 2007; Ming et al., 2009). Tratando de superar esta problemática se ha

95

experimentado con microorganismos autóctonos obteniendo buenos resultados en la

96

aceleración del proceso de compostaje, debido al incremento en la degradación de lignina y

97

disminución rápida de la relación carbono/nitrógeno en el tiempo (Vargas-Gracia et al., 2007;

98

Carriello et al., 2007; Sarkar et al., 2010).

99

Con base en lo anterior, esta investigación aisló microorganismos endógenos del proceso de

100

compostaje de las macrófitas acuáticas invasoras de la laguna de Fúquene, Jacinto de agua y

101

Elodea brasilera, para evaluar su efecto en la aceleración del proceso de degradación y en el

102

crecimiento vegetal.

103 104

Ma ter iales y métodos

105

Residuos para el proceso de compostaje.


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

106

Se utilizaron como sustratos base, Jacinto de agua y elodea brasilera extraídos

107

mecánicamente de la laguna de Fúquene. Adicionalmente se recolectaron residuos de frijol

108

(Phaseolus vulgaris L.) y estiércol bovino en la zona rural del municipio de Fúquene, con el fin de

109

nivelar la relación de transformación carbono/nitrógeno, carbono/fósforo y el contenido de

110

humedad dentro de los rangos ideales para compostaje: 20-30/1, 75-175/1 y 40-60 %

111

respectivamente (Martínez-Nieto, 2006; Abaunza et al., 2008; Washington State University,

112

2009). La composición nutricional y de metales pesados de los residuos vegetales que se usaron

113

en el proceso de compostaje se observan en la Cuadro 1. Los resultados obtenidos de metales

114

pesados están dentro de los límites exigidos para compost por la Norma Técnica Colombiana

115

(NTC) 5167 expedida por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC,

116

2004) y también cumplen con la normatividad internacional consultada (Washington State

117

Department of Ecology, 1994; Hogg et al., 2002; Instituto Nacional de Normalización de Chile,

118

2005; Ge et al., 2006).

119 120

Compostaje de macrófitas acuáticas invasoras bajo condiciones de invernadero.

121

Con base en el contenido de nutrientes y humedad de los residuos, se estableció un diseño

122

experimental con cinco tratamientos y dos repeticiones para un total de diez unidades

123

experimentales. En los tratamientos se utilizaron mezclas diferentes de los sustratos (Cuadro

124

2) y a todos ellos se les agregaron 1 kg de cascarilla de arroz, 28 kg de tierra, melaza y cal.

125

El montaje se realizo bajo condiciones de invernadero en diez cajas de madera de 1m3 con

126

tapa de plástico negro calibre 6, agregando inicialmente cascarilla de arroz, después las mezclas

127

de residuos de acuerdo al tratamiento y al final la tierra. Al terminar se tomó temperatura, pH y

128

humedad (Martínez-Nieto, 2006; Martínez-Nieto et al., 2011a).

129

Todas la unidades experimentales fueron monitoreadas durante tres meses, registrando

130

temperatura y humedad cada tercer día y pH dos veces al mes. Cada ocho días se hicieron


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

131

volteos manuales del material en descomposición. Cuando los tratamientos por sus

132

características macroscópicas (olor a tierra húmeda debido a la liberación de geosmina) y de

133

temperatura (Li et al., 2004; Ge et al., 2006) alcanzaron la etapa de curado, se tamizaron y se les

134

realizó test de fitotoxicidad en rabanito para confirmar la madurez de los compost producidos

135

(Varnero et al., 2007). Con estos resultados se procedió a la valoración de las relaciones

136

carbono/nitrógeno, pH, humedad, densidad aparente, nitrógeno total, impurezas, metales

137

pesados, recuento de microorganismos (bacterias, hongos y actinomicetos), Escherichia coli

138

(Solamente al tratamiento 5 por proceder de una mezcla de residuos con estiércol bovino) y

139

Salmonella sp. Los resultados permitieron establecer la calidad de los compost producidos con

140

base en la normatividad colombiana y la internacional consultada (Washington State

141

Department of Ecology, 1994; Hogg et al., 2002; ICONTEC, 2004; Instituto Nacional de

142

Normalización de Chile, 2005; Ge et al., 2006).

143 144

Cultivo y aislamiento de microorganismos involucrados en el compostaje.

145

En las diferentes etapas del compostaje (mesófita, termófila, enfriamiento y maduración) de los

146

cinco tratamientos y sus repeticiones, se aislaron los microorganismos presentes por siembras

147

en agar Rosa de Bengala, agar caseína almidón suplementado con acido nalidixico (50 mg L-1),

148

agar Topping, agar nutritivo y caldo carboximetilcelulosa al 1 % (Novo, 1993; Gbolagade, 2006;

149

Majumder et al., 2008; Rebollido et al., 2008).

150 151

Pruebas de antagonismo.

152

Se llevaron a cabo tres técnicas de antagonismo: anillos, enfrentamiento y estrías de

153

acuerdo a los grupos microbianos a investigar: bacterias, hongos y actinomicetos,

154

respectivamente. Las lecturas se realizaron a las 48 horas siguiendo la metodología propuesta

155

por Martínez et al. (2003) en agar nutritivo, agar Rosa de Bengala y agar caseína almidón.


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

156

La escogencia de los microorganismos para la producción de tres inóculos microbianos

157

compuestos por mezclas de bacterias, hongos o actinomicetos se realizo con las cepas que no

158

presentaron inhibición del crecimiento (Cariello et al., 2007).

159 160

Identificación de los microorganismos escogidos por antagonismo

161

Las cepas microbianas escogidas para la producción de inoculantes fueron identificadas

162

mediante características microscópicas, macroscópicas y pruebas bioquímicas. En el caso de las

163

bacterias se utilizaron los sistemas comerciales BBL Cristal Gram positive ID System y BBL

164

Cristal Enteric/Non fermenter ID System (Becton Dickinson), junto con pruebas bioquímicas

165

convencionales. Adicional a sus características macroscópicas y microscópicas se realizaron

166

micro-cultivos para la identificación final de hongos y actinomicetos (Barnett y Hunter, 1972;

167

Holt et al., 1994; Samson et al., 2000; Miyadoh et al., 2002; Brenner et al., 2005).

168 169

Producción de inóculos microbianos mediante fermentación sumergida

170

Las fermentaciones de bacterias, hongos y actinomicetos se realizaron por duplicado, en

171

fermentadores de 5 L que trabajaron durante 48 horas para bacterias y 5 días para hongos y

172

actinomicetos, a 28 ° C, 150 rpm y con aire suministrado mediante un motor de pecera, para

173

producir 2.250 mL de inóculos en fase liquida. En cada proceso se determinó la formación de

174

biomasa mediante recuento en placa y medición de valores del pH.

175

Las cepas que se utilizaron para la producción del inoculo fueron agregadas a los

176

fermentadores en concentraciones entre 106 y 1011 UFC mL-1. Las bacterias, hongos y

177

actinomicetos crecieron respectivamente en caldos estériles preparados a partir de panela

178

granulada, harina de soya, leche descremada y extractos de compost, arroz, cebada y papa.

179 180

Evaluación de los inóculos microbianos en procesos de compostaje


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

181

Se monto un diseño experimental completo al azar por triplicado con tres tratamientos

182

escogidos en el compostaje inicial e inoculados al 5 % con los inóculos microbianos para un

183

total de 9 unidades experimentales. La calidad de los abonos producidos se llevo a cabo de la

184

forma descrita para el primer diseño y se compararon los resultados de los dos diseños

185

experimentales para observar diferencias entre los compost inoculados y no inoculados con los

186

biopreparados microbianos.

187 188

Ensayo in vivo para determinar capacidad estimuladora de crecimiento vegetal de los abonos producidos

189

por inoculación microbiana

190

Los compost obtenidos a partir de la inoculación microbiana se probaron como

191

estimuladores del desarrollo vegetal de rabanito mediante un diseño completo al azar. Se

192

montaron cuatro tratamientos con tres repeticiones y tres unidades experimentales por

193

repetición, para un total de 36 unidades experimentales. Los parámetros vegetales que se

194

evaluaron fueron biomasa aérea, área foliar, peso de bulbo, porcentaje de formación de bulbo,

195

nitrógeno total en los sustratos y contenido de nutrientes foliares.

196

Las plántulas de rabanito se obtuvieron de semillas comerciales y se trasplantaron cuando

197

alcanzaron altura promedio de 5 cm en bolsas plásticas con 250 g de los diferentes tratamientos

198

(los tres compost inoculados con los consorcios microbianos y suelo con gallinaza al 33 % como

199

control). Los datos obtenidos se trataron estadísticamente mediante un análisis de varianza

200

(ANOVA) de una sola vía (P < 0,05) y con la prueba de Rango Múltiple de Duncan, para

201

determinar diferencias significativas entre las medias. Para la interpretación de los resultados,

202

se hizo una transformación del porcentaje de formación de bulbos y nutrientes, utilizando la

203

fórmula Y= √(x+0,5), en la cual, Y son los valores transformados, y x son los datos de

204

porcentajes obtenidos en el experimento, para reducir el coeficiente de variación y detectar

205

diferencias significativas (Orozco y Thienhaus, 1997).


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

206 207

Resultados y discusión

208

Compostaje de macrófitas acuáticas invasoras bajo condiciones de invernadero

209

Todos los tratamientos presentaron las etapas típicas de un proceso de compostaje, a

210

excepción del tratamiento 1 que no presento etapa termófila (figura 1), debido posiblemente a

211

la infiltración de aguas lluvias a través del plástico negro al inicio del proceso que aumento su

212

humedad por encima de 75 %, y aunque se procedió a realizar dos volteos por semana para

213

disminuir su contenido de agua, la temperatura no se incremento por encima de los 38 o C, lo

214

que también incidió en la duración del proceso. Porcentajes de humedad altos producen baja

215

eficiencia en el proceso de degradación por ausencia de una verdadera fase termófila en las

216

partes superiores y capas medias de las pilas de compostaje (Luo et al., 2008) y limita el

217

contenido de oxigeno que hace lenta la degradación (Kroner et al., 2003).

218

El mayor pico de temperatura lo presento el tratamiento cinco con un promedio de 59 o,

219

seguido por el dos, tres y cuatro con 55

220

tratamientos que presentaron temperaturas iguales o mayores a 55 o, la mantuvieron durante

221

tres días cumpliendo con lo exigido por normatividad internacional consultada. Países como

222

Chile, Australia y Canadá recomiendan que si se aplica el método de compostaje por

223

apilamiento con volteos manuales, la temperatura debe ser mayor o igual a 55 o por 72 horas

224

como mínimo, para lograr la reducción de patógenos (Hogg et al., 2002; Instituto Nacional de

225

Normalización de Chile, 2005; Ge et al., 2006).

226

tratamientos a excepción del uno comprueban indirectamente que la medida de la pila,

227

humedad, aireación y relación carbono /

228

microbiana (Trutmann y Krasny, 1997; Cereijo et al., 2007). En un estudio realizado por Japan

229

International Cooperation Agency (JICA, 2000) sobre compostaje de elodea brasilera, Jacinto de

230

agua y Junco (Schenoplectus californicus) extraídos de la laguna de Fúquene, la temperatura

o

y por último el tratamiento uno con 38 o. Los

La evolución de la temperatura en todos los

nitrógeno fueron favorables para la reducción


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

231

máxima alcanzada fue de

232

internacional.

33 °C no cumpliendo con lo exigido por la normatividad

233

Al final del proceso de degradación, el tratamiento dos obtuvo el pH más alto (8,3), seguido

234

en orden decreciente por el cinco (7,9), tres y cuatro con 7,8 y por último el uno (7,0). En

235

Colombia se exigen valores en un rango de 4 a 9; mientras que en otros países contemplan como

236

normal entre 5 y 8 (Washington State Department of Ecology, 1994; Hogg et al., 2002; ICONTEC,

237

2004).

238

En la etapa de enfriamiento y maduración las pilas presentaron humedades entre 40 y 70 %,

239

lo que hizo necesario extender todas las pilas y proceder a volteos cada tres días hasta obtener

240

humedades por debajo de 35 %, de acuerdo con lo exigido por la norma técnica colombiana

241

(ICONTEC, 2004).

242

En los procesos de degradación hay grupos que se incrementan en determinados periodos

243

pero su presencia es transitoria y da paso a otros grupos y así sucesivamente, lo que conlleva a

244

la consolidación de las reacciones bioquímicas que hacen del compost tan rico en elementos

245

que permiten la recuperación de los suelos (Ryckeboer et al., 2003; University of Idaho, 2010).

246

Estas fluctuaciones se hicieron evidentes en las poblaciones bacterianas, fúngicas y de

247

actinomicetos en este estudio con recuentos entre 106-109 UFC g-1, 106-107 UFC g-1 y 105-108 UFC

248

g-1 respectivamente. Las bacterias se incrementaron progresivamente a partir de los 20 días, a

249

excepción del tratamiento uno que disminuyo sus poblaciones después de los 46 días. Los

250

hongos mostraron su mayor incremento entre 53 a 60 días a excepción del tratamiento uno que

251

no mostro un incremento significativo de las poblaciones fúngicas durante los tres meses de

252

evaluación. Los actinomicetos presentaron aumentos en su número a partir del segundo mes en

253

la mayoría de tratamientos a excepción de uno donde las poblaciones se mantuvieron más o

254

menos estables durante todo el periodo de evaluación. Esto concuerda con lo encontrado por

255

otros investigadores donde el mayor numero de bacterias y hongos se encuentran en la etapa


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

256

mesófila y los actinomicetos predominan en la etapa de maduración (Majumder et al., 2008;

257

Rebollido et al., 2008).

258

Con relación a los análisis de calidad realizados a los compost los tratamientos 2, 4 y 5

259

cumplen con todos los parámetros evaluados fisicoquímicos, reducción de material,

260

fitotoxicidad, metales pesados, coliformes totales, Salmonella sp., impurezas y reducción del

261

material orgánico (Cuadro 3). Los tratamientos 1 y 3 presentaron porcentajes de germinación

262

por debajo de los límites permitidos por la normatividad internacional consultada (mayor o

263

igual a 90 %) (Washington State Department of Ecology, 1994; Hogg et al., 2002; Instituto

264

Nacional de Normalización de Chile, 2005; Ge et al., 2006). El tratamiento 3 además presento una

265

relación carbono/nitrógeno mayor a 25 y un porcentaje de nitrógeno de 0,9 % no cumpliendo

266

con lo exigido por la normatividad colombiana que determina valores menores de 25 para la

267

relación carbono/nitrógeno y porcentajes por encima del 1 % para declarar el nitrógeno en la

268

etiqueta comercial (ICONTEC, 2004). Al cumplir con todos los requisitos de calidad evaluados en

269

esta investigación, los tratamientos 2,4 y 5 se escogieron para la evaluación con los inóculos

270

microbianos y el ensayo in vivo.

271 272

Cultivo y aislamiento de microorganismos involucrados en el compostaje.

273

Se aislaron 159 cepas microbianas correspondientes a 64 bacterias (40 %), 57 hongos (36 %)

274

y 38 actinomicetos (24 %) durante todo el proceso de compostaje. Algunos autores han

275

encontrado mayor número de bacterias y hongos que actinomicetos al igual que esta

276

investigación; mientras que otros estudios recuperaron mas bacterias y actinomicetos que

277

hongos (Ashraf et al., 2007; Rebollido et al., 2008; Novinscak et al., 2009). La diversidad

278

encontrada en diferentes procesos de compostaje están determinados por la técnica de

279

compostaje empleada, la evolución de los parámetros fisicoquímicos y los residuos utilizados,


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

280

esto es muy importante en la medida que la población microbiana presente en el compost

281

determina la calidad y campo de aplicación industrial (Ashraf et al., 2007; Rebollido et al., 2008).

282 283

Pruebas de antagonismo

284

Al enfrentar cada grupo microbiano se observo que 16, 24 y 21 cepas de bacterias, hongos y

285

actinomicetos respectivamente no presentaron antagonismo entre sí. Estos microorganismos

286

fueron escogidos para la producción de los tres inóculos microbianos. En la figura 2 se observa

287

la inhibición del crecimiento de la cepa 18 por el hongo 20.

288 289

Identificación de los microorganismos escogidos por antagonismo.

290

Las 16 bacterias que no presentaron antagonismo entre sí fueron cercanas a Pseudomonas

291

sp., P. alcaligenes, Sphingomonas sp., S. paucimobilis, Alcaligenes sp., Stenotrophomonas maltophilia,

292

Bacillus megaterium, B. circulans, B. mycoides, Arthrobacter sp., Pimelobacter sp., Enterobacter

293

sakazakii , Pigmentiphaga kullae, Agromonas sp., Providencia sp. y Corynebacterium sp. Los hongos

294

escogidos pertenecen a los géneros Aspergillus sp. (A. fumigatus, A. clavatus, A. flavus, A. terreus, A.

295

oryzae, A. versicolor, A. glaucus, A. wentii , A. tamarii y A. parasiticus), Rhizopus sp. (R. stolonifer, R.

296

oryzae, R. microsporus, R. nigricans), Scopulariopsis sp. (S. candida, S. fusca), Rhizomucor sp., Mucor

297

racemosus, Absidia corymbifera, Syncephalastrum sp., Scedosporium sp., Sepedonium sp., Memnoniella

298

sp. y Penicillium sp. Los actinomicetos fueron cercanos a Actinomadura sp. (ACM1, ACM2),

299

Streptomyces sp. (cepas ACS1, ACS2, ACS3, ACS4, ACS5, ACS6), S. avermistitis, S. griseus,

300

Nocardiopsis sp. (cepas ACN1, ACN2), Nocardiodes sp., Kineosporia sp., Pseudonocardia thermophila,

301

Pseudonocardia sp., Nonomuraea sp., Actinobispora sp., Actinokineospora sp., Actinosynnema sp. y

302

Dactylosporangium vinareum. En diferentes procesos de compostaje se han aislado en la etapa

303

termófila géneros bacterianos pertenecientes a los filos Firmiculites (Principalmente Bacillus

304

sp.) y Actinobacteria; mientras que en la fase de enfriamiento y maduración bacterias


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

305

pertenecientes a los filos Proteobacteria y Actinobacteria, como en esta investigación (Ashraf et

306

al., 2007; Vaz-Moreira et al., 2008; Novinscak et al., 2009).

307 308

Producción de inóculos microbianos mediante fermentación sumergida.

309

A las 48 horas se obtuvo un recuento bacteriano de 5 x 109 UFC mL-1 y a los cinco días de

310

4 x 108 UFC mL-1 y 2,9 x 108 UFC mL-1, para hongos y actinomicetos respectivamente.

311

Estas concentraciones están dentro de las adecuadas para ser utilizadas en el

312

compostaje y es así que un inoculo microbiano compuesto por microorganismos

313

aislados del compostaje de residuos municipales y preparado a una concentración final

314

de 1 x 108 UFC mL-1 acelero el proceso de degradación de estos residuos en comparación

315

con un control sin inocular. Adicionalmente un biopreparado bacteriano termófilo con 5

316

x 108 UFC mL-1 al ser adicionado al compost para la producción de champiñón (Agaricus

317

bisporus) incremento la producción del hongo y la cantidad de cuerpos fructíferos por

318

bolsa (Cariello et al., 2007; Ahlawat y Vijay, 2010). Poblaciones adecuadas de bacterias,

319

hongos y actinomicetos son importantes en el proceso de compostaje, debido a que una

320

mayor actividad microbiana favorece la degradación de la materia orgánica y permite la

321

aceleración de la descomposición de sustratos complejos como lignina y celulosa (Singh

322

y Sharma, 2003).

323 324

Evaluación de los inóculos microbianos en procesos de compostaje

325

Los tratamientos inoculados presentaron disminución en el tiempo de degradación

326

alcanzando en menor tiempo la maduración, con un porcentaje de reducción entre un 23 y 35 %

327

comparado con los tratamientos sin inocular. Los tratamientos con y sin inoculación

328

presentaron diferencias significativas (P=0,00018), siendo los de menor duración de acuerdo a la

329

prueba de rango múltiple de Duncan los tratamientos dos y cinco inoculados (46 y 50 días


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

330

respectivamente), seguidos en orden ascendente por el tratamiento cuatro inoculado y los

331

tratamientos sin inocular cinco, cuatro y dos (Figura 3). Varios estudios han encontrado

332

aceleración en el proceso de compostaje de residuos sólidos municipales utilizando inóculos

333

microbianos, reduciendo en algunos casos a la mitad el tiempo total del proceso comparado con

334

pilas sin inocular (Ichida et al., 2001; Cariello et al., 2007).

335

Comparando las concentraciones promedio de nitrógeno en los procesos iníciales sin

336

inoculación microbiana (T2=1,4%, T4=1,2% y T5=1,4%) y a los que se les agrego microorganismos

337

(T2i=1,0%, T4i=1,0% y T5i=1,1%) se observa disminución de este nutriente en las inoculadas,

338

posiblemente debido al exceso de humedad que presentaron las pilas inoculadas ya que se ha

339

reportado incremento en la perdida de amonio cuando los porcentajes iníciales de humedad

340

son altos (Trautmann y Krasny, 1997; Petric et al., 2009). Sin embargo, no se hallaron diferencias

341

estadísticamente significativas (P=0,5787) entre los tratamientos inoculados y sin

342

microorganismos. En una investigación de manejo de residuos de elodea, cebolla y gallinaza

343

mediante compostaje con y sin inoculación con microorganismos, mostraron mayor

344

concentración de nitrógeno las pilas a los que se les había agregado microorganismos

345

celulolíticos, proteolíticos y amilolíticos con humedades alrededor de 40% durante todo el

346

proceso (Martínez-Nieto et al., 2011b).

347

En las pilas de compostaje con inoculación microbiana una limitante fue la humedad, las

348

cuales después de la adición de los microorganismos presentaron valores de humedad por

349

encima de 60% y de acuerdo con Nelson et al. (2006) rangos de humedad entre 60 y 70 %

350

inicialmente en el compostaje no permiten el incremento y mantenimiento de temperaturas

351

por encima de 55o, como lo ocurrido con los tratamientos inoculados en donde las temperaturas

352

no superaron los 50o. Sin embargo, no se presentaron patógenos humanos como Salmonella sp.

353

y E.coli . Además la concentración de coliformes totales (280 UFC g-1) estuvo dentro de lo exigido

354

por la normatividad colombiana e internacional consultada (1000 UFC g-1 ó 1000 NMP g-1


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

355

respectivamente), siendo este un valor menor que el hallado en el tratamiento sin inocular

356

(Cuadro 3) (Hogg et al., 2002; ICONTEC, 2004; Instituto Nacional de Normalización de Chile,

357

2005; Ge et al., 2006). Al igual que lo encontrado en esta investigación, muchos estudios han

358

observado que el control de patógenos no es simplemente el resultado de un tratamiento

359

térmico. En la destrucción de patógenos la competición microbiana es muy importante, además

360

evita la recolonización cuando las temperaturas bajan, bien sea por producción de antibióticos,

361

antagonismo u otros factores (Colom, 2001; Cornell Waste Management Institute, 2004).

362

Los valores de pH de los tratamientos inoculados fueron 6,9, 7,4 y 7,9 para T2, T4 y T5

363

respectivamente, lo que indica que presentaron una disminución hacia la neutralidad

364

comparados con los no inoculados (Cuadro 3). Fernández y Castellá (2010) recomiendan que el

365

pH del compost se mantenga cercano a la neutralidad ya que valores mayores o menores

366

pueden resultar muy alcalinos o ácidos para algunos cultivos.

367

Los otros parámetros de calidad como impurezas, test de fitotoxicidad, relación

368

carbono/nitrógeno y reducción de material orgánico exigidos por la norma colombiana se

369

cumplieron y presentan valores similares con los tratamientos no inoculados (ICONTEC, 2004).

370 371

Ensayo in vivo para determinar capacidad estimuladora de crecimiento vegetal de los abonos producidos

372

por inoculación microbiana

373

Los análisis de varianza no mostraron diferencias significativas entre tratamientos con

374

relación al área (P=0,105) y biomasa foliar (P=0,468), formación (P=0,752) y peso de los bulbos

375

(P=0,334), contenido foliar de potasio (P=0,281) y magnesio (P=0,351); mientras que, si se

376

presentaron diferencias significativas con relación al contenido de los otros nutrientes en las

377

plantas (Cuadro 4). Los contenidos de nitrógeno, azufre, manganeso, cobre, hierro y boro

378

fueron mayores en las plantas abonadas con el compost proveniente del tratamiento 2 e

379

inoculado con bacterias, hongos y actinomicetos, siendo el mejor tratamiento de acuerdo con la


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

380

prueba de rango múltiple de Duncan (P < 0,05) (Cuadro 4). Con relación al fosforo y zinc, las

381

plantas sembradas en compost T2 con adición de inóculos microbianos presentaron los más

382

altos porcentajes no mostrando diferencias significativas con las unidades experimentales

383

abonadas con compost T5 inoculado, siendo los mejores tratamientos (Cuadro 4).

384

Es interesante observar que aunque no se presentan diferencias significativas en el peso de

385

los bulbos de rabanito entre los tratamientos y el abono comercial suelo con gallinaza al 33 %

386

(control), si en el contenido de nutrientes en las planta, lo que indica una mayor asimilación de

387

estos elementos químicos por cada 100 g de biomasa vegetal. Al analizar las concentraciones

388

expresadas en g de nitrógeno iníciales y finales de los sustratos con las asimiladas por las

389

plantas, se observa un mayor porcentaje de asimilación en el tratamiento con compost T2

390

inoculado (14,2 %) con menor perdida de nitrógeno del suelo (6 %); mientras que el suelo con

391

gallinaza al 33 % mostró la segunda asimilación de este elemento pero la mayor pérdida de este

392

elemento (24,6 %) (Cuadro 5). Estos resultados dan una aproximación del porcentaje de

393

nitrógeno mineralizado asimilado por las plantas y adquieren importancia en la medida que un

394

suelo más sano y fértil es aquel donde el mayor porcentaje de nitrógeno mineralizado de la

395

materia orgánica es absorbido por las plantas (Orozco-Jaramillo y Martínez-Nieto, 2009).

396

Al contrario de esta investigación, Ozores-Haptom y Asmad (2010), encontraron resultados

397

negativos en el crecimiento de hortalizas cuando el medio fue compost 100 %, principalmente

398

si este tenía un alto contenido de sales solubles o si era un compost todavía inestable. Por otro

399

lado compost provenientes de la mezcla de fibra de coco y gallinaza en polvo inoculados con

400

Azotobacter spp. y Trichoderma harzianum se aplicaron a razón de 5 y 20 g respectivamente para

401

plantas de frijol verde chino (Vigna radiata L. Wilckzek) y nabo (Brassica napus L.) sembradas en 3

402

kg de suelo, observando incremento en la biomasa fresca, formación de nódulos y área foliar en

403

comparación con las unidades experimentales a las que les agregaron compost no inoculados

404

(Bayani, 2011). Se debe seguir investigando para hallar las cantidades ideales de compost que se


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

405

deben agregar para estimular el crecimiento del rábano y otras hortalizas de importancia

406

comercial, con el fin de disminuir costos de fertilización.

407 408

Conclusiones

409

Los microorganismos aislados y evaluados como inoculantes microbianos reducen el

410

tiempo de degradación de las plantas acuáticas Jacinto de agua y Elodea brasilera, y los compost

411

obtenidos promueven la asimilación de nutrientes por las plantas siendo una alternativa

412

eficiente para el manejo de macrófitas acuáticas invasoras de la Laguna de Fúquene mediante

413

compostaje y en la obtención de un producto de buena calidad nutricional y biológica

414

promisorio para la agricultura.

415 416

Bibliografía

417

Abaunza CA, García G, Ma r tínez-Nieto P, Pinto CO. 2008. Incorporación de

418

prácticas agroecológicas en los principales sistemas de producción de la localidad de Santa Fe,

419

Distrito Capital. Bogotá : CORPOICA. 125p.

420

Acevedo M, Acevedo L, Restrepo-Sánchez

N, Peláez C. 2005. The

421

inoculation of microorganisms in composting processes : need or commercial strategy? [En

422

línea]. Livestock Research for Rural Development, 17(12). Consultado 4 junio 2012. Disponible en:

423

http:/ /www.lrrd.org/lrrd17/12/acev17145.htm.

424

Ahlawat OP, Vijay B. 2010. Potential of thermophilic bacteria as microbial

425

inoculants for commercial scale white buttom mushroom (Agaricus bisporus) compost

426

production. Journal of Scientific and Industrial Research, 69: 948 - 955.

427

Alomía YA, Peña EJ, Bolaños AC, Pedraza GX. 2011. Efecto de la actividad del

428

hongo Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm. en la calidad de compost elaborado a partir de

429

Eichhornia crassipes (Mart.) Solms-Laubach y estiércol bovino [En línea]. Livestock Research for


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

430

Rural

431

http:/ /www.lrrd.org/lrrd23/6/alom23134.htm.

Development,

23(6).

Consultado

junio

2011.

Disponible

en:

432

Andrade G, F ranco L. 2007. El complejo de humedales de Fúquene, Cucunubá y

433

Palacio : Un ecosistema estratégico bajo tensión. En: Fúquene, Cucunuba y Palacio :

434

Conservación de la biodiversidad y manejo sostenible de un ecosistema lagunar andino.

435

Bogotá : Fundación Humedales-Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von

436

Humdoldt. pp. 43 - 60

437 438

Ashraf R, Shahid F , Tasneem

Association of fungi, bacteria and

actinomycetes with different Composts. Pakistan Journal of Botany, 39(6): 2141 - 2151.

439 440

A. 2007.

Bar nett H L , H unter BB. 1972. Illustrated Genera of imperfect fungi. Minneapolis : Burges Publishing Company. 241p.

441

Ba r rena R, Pagans E, Faltys G, Sánchez A. 2006. Effect of inoculation dosing on

442

the composting of source-selected organic fraction of municipal solid wastes. Journal of Chemical

443

Technology and Biotechnology, 81(3): 420 - 425.

444

Bayani M E. 2011. Use compost with microbial inoculation in container media for

445

mugbean (Vigna radiate L. Wilckzek) and pechay (Brassica napa L.). Journal of International Society

446

for Southeast Asian Agricultural Sciences, 17(1): 160 - 168.

447

Bhattacha rya A, Kumar P. 2010. Water Hyacinth as a Potential Biofuel Crop [En

448

línea]. Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry, 9(1): 112 - 122.

449

Consultado

450

option=com_docman&task=doc_view&gid=584.

451 452

junio

2012.

Disponible

en:

http:/ /ejeafche.uvigo.es/index.php?

Brenner D J, K r ieg N R, Ga r r ity GM, Staley JT. 2005. The Proteobacteria : Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. Vol. II. New York : Springer. 1388p.

453 454

4

California I n tegrated Waste Management Board . 2001. Compost Microbiology and

the


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

455

Soil

456

http:/ /www.calrecycle.ca.gov/publications/Organics/44200013.doc.

Food

Web.

[En

línea].

Consultado

4

junio

2012.

Disponible

en:

457

Ca riello M E, Castañeda L, Riobo I , González J. 2007. Inoculante de

458

microorganismos endógenos para acelerar el proceso compostaje de residuos sólidos urbanos.

459

Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 7(3): 26 - 37.

460

Cereijo D, Fe r ro J, Villar I, Rodríguez - Abalde A, Ma to S, Domínguez -

461

Domínguez M, Patino F. 2007. Estudio comparativo sobre la aptitud para el compostaje de

462

la fracción orgánica de RSU separada en origen y la recuperada por separación mecánica a

463

partir de la fracción inerte. Residuos, 98: 2 - 8.

464

Colom G. 2001. Compostaje de los residuos orgánicos. En: 16 Encuentros Estatales de

465

amantes de la basura. Conferencia; 11 - 14 Octubre 2001; Valladolid, España. Valladolid: Centro

466

de Ecología y proyectos alternativos. pp. 5 - 7.

467

Cornell Waste Management I nstitute. 2004. Hygienic implications of Small-

468

scale composting in New York State [En línea]. Ithaca: The Cornell Waste Management

469

Institute. 71p. (Cold compost Project). Consultado 4 junio 2012. Disponible en:

470

http:/ /cwmi.css.cornell.edu/coldcompost.pdf.

471

D ’Agaro E, Renai B, Ghera rdi F . 2004. Evaluation of the American Waterweed

472

(Elodea canadensis Michx.) as supplemental food for the noble crayfish, Astacus astacus. Bulletin

473

Français de la Pèche et de la Pisciculture, 372 - 373: 439 - 445.

474

Fernández J, Castellá M. 2010. El compost, temperatura y humedad [En línea].

475

Consultado

476

http:/ /www.compostadores.com/v3/castellano/articulos/detalles.asp?ArticulosID=31.

4

junio

2012.

Disponible

en:

477

Gbolagade JS. 2006. Bacteria associated with compost used for cultivation of Nigerian

478

edible mushrooms Pleurotus tuber-regium (Fr.) Singer, and Lentinus squarrosulus (Berk.) African

479

Journal of Biotechnology, 5(4): 338 - 342.


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

480 481

Ge B, McCa r tney D, Zeb J. 2006. Compost environmental protection standards in Canada. Journal of Environmental Engineering and Science, 5: 221 – 234.

482

Hogg D, Ba rth J, Favoino E, Centemero M, Caimi V, Amlinger F,

483

Devliegher W, B rinton W, Antler S. 2002. Review of Compost Standards in Australia.

484

Banbury : The Waste and Resources Action Programmer (WRAP). 11p.

485 486

Holt JG, K r ieg N R, Sneath P, Staley JT, Williams ST. 1994. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Baltimore : Williams and Wilkins. 787p.

487

Ichida J M, K r izova L, Lefevre CA, Keener H M, Elwel D L , Bu r tt E H. 2001.

488

Bacterial inoculum enhances keratin degradation and biofilm formation in poultry compost.

489

Journal of Microbiological Methods, 74: 199 - 208.

490

I CON TEC. 2004. Norma Técnica Colombiana 5167 : Productos para la industria agrícola :

491

Productos orgánicos usados como abonos o fertilizantes y enmiendas de suelo. Bogotá :

492

ICONTEC. 40p.

493 494 495 496 497 498

I nstituto Nacional de Normalización de Chile. 2005. Norma Chilena Oficial NCh 2880 : Compost, clasificación y requisitos. Santiago : INN. 19p. J ICA. 2000. Informe final proyecto Laguna de Fúquene. Colombia : CTI Engineering International. 28p. Kavitha R, Subramanian P. 2007. Bioactive Compost-A value added compost with Microbial Inoculants and Organic Additives. Journal of Applied Sciences, 7(17): 2514 - 2518.

499

K roner I, Braukmeier J, He r reklage J, Leikam K, Ritzkowski M,

500

Schlegelmich M, Stegmann R. 2003. Investigation an optimization of composting

501

processes-test systems and practical examples. Waste Management, 23: 17 - 26.


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

502

Li HF, I mai T, U k ita M, Sekine M, H iguchi T. 2004. Compost Stability

503

Assessment Using a Secondary Metabolite : Geosmin. Environmental Technology, 25(11): 1305 -

504

1312.

505

Luo W, Chen TB, Zheng GD, Gao D, Zhang YA, Gao W. 2008. Effect of moisture

506

adjustments on vertical temperature distribution during forced-aeration static-pile composting

507

of sewage sludge. Resources, Conservation and Recycling, 52: 635 - 642.

508

Machuca A, Sanchez R, Lescaille M, M u rgado G, Garcel A, Moya R. 1998.

509

Use of the aquatic plant Elodea densa on the feeding of laying hens. Revista Cubana de Ciencia

510

Avícola, 21(1): 1 - 5.

511

Majumder M, Shukla AK, Arunachalam A. 2008. Nutrient release and fungal

512

succession during decomposition of weed residues in a shifting cultivation system.

513

Communications in Biometry and Crop Science, 3(1): 45 – 59.

514 515

Ma r tínez M M, Ma r tínez P, F ranco M , Cárdenas M. 2003. Manual de Laboratorio : Microbiología Ambiental. Colombia : Centro Editorial Javeriano. 184p.

516

Ma r tínez-Nieto P, Bernal-Castillo J, Calixto-Díaz M, Del Basto-Riaño

517

M A, Chapa r ro-Rico B. 2011a. Biofertilizers and Composting Accelerators of Polluting

518

Macrophytes of a Colombian Lake. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 11 (2): 47-61.

519

Ma r tínez-Nieto

P,

García-González

D,

Silva-Bonilla

PS,

Vargas-

520

Chapa r ro G, Valder rama-Escallón F. 2011b. Manejo de residuos generados directa o

521

indirectamente por el cultivo de cebolla en Aquitania (Boyacá-Colombia). Revista AIDIS, 4(2): 23 -

522

34.

523

Ma r tínez-Nieto P. 2006. Compostaje de elodea, residuos de cebolla y gallinaza. En:

524

Herrera C, Sánchez G, Peña V. [Eds.]. Avances de resultados de investigación en cebolla de rama

525

en Aquitania, Boyacá. Bogotá : CORPOICA-CORPOBOYACA. pp. 27 - 40.


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

526

Maya D L,

Castillo D, Ramos PA, Roldán AM. 2004. Análisis de la acción

527

colectiva para el Manejo de cuencas : Estudio piloto-cuenca de la Laguna de Fúquene [En línea].

528

Bogotá : Pontificia Universidad Javeriana. 222p. Consultado 4 junio 2012. Disponible en:

529

http:/ /www.condesan.org/cuencasandinas/Documentos/AnalisisAccionColectiva_Fuquene.pdf

530

M ing G, Li H, Lian D, Zhong X, Qing R, Yu M, Yan H, Chao J, You R, Lan

531

X. 2009. Effect of inoculating white-rot fungus during different phases on the compost

532

maturity of agricultural wastes. Process Biochemistry, 44(4): 396 - 400.

533 534

M iyadoh S, Tsuchizaki N, Ishikawa J, Hotta K. 2002. The atlas of actinomycetes. Tokyo : The Society for Actinomycetes Japan. 244p.

535

Nelson VL, Crowe TG, Shah M A, Watson LG . 2006. Temperature and turning

536

energy of composting feedlot manure at different moisture contents in southern Alberta.

537

Canadian Biosystems Engineering, 48: 631 - 637.

538

Novinscak A, De Coste N J, Surette C, Filion M. 2009. Characterization of

539

bacterial and fungal communities in composted biosolids over a 2 year period using denaturing

540

gradient gel electrophoresis. Canadian Journal of Microbiology, 55: 375 – 387.

541 542

Novo R. 1993. Microbiología y química de suelos : Memorias Curso. Bogotá : Pontificia Universidad Javeriana. 20p.

543

Orozco-Ja ramillo C, Ma r tínez-N ieto P. 2009. Evaluación de la inoculación con

544

microorganismos fijadores de nitrógeno asimbióticos aislados de la rizósfera de Pinus patula en

545

Colombia. Bosque, 30: 70 - 77.

546 547

Orozco M , Thienhaus S. 1997. Efecto de la gallinaza en plantaciones de cacao (Theobroma cacao L) en desarrollo. Agronomía Mesoamericana, 8: 81 - 92.


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

548

Ozores-H ampton M , Asmad B. 2010. Guía para la utilización exitosa del compost en

549

la producción de hortalizas [En línea]. University of Florida. Consultado 4 junio 2012. Disponible

550

en: http:/ /edis.ifas.ufl.edu/pdffiles/HS/HS40600.pdf.

551 552

Pet ric I, Šestan A, Šestan I. 2009. Influence of initial moisture content on the composting of poultry manure with wheat straw. Biosystems Engineering, 104(1): 125 - 134.

553

Rebollido R, Ma r tínez J, Aguilera Y, Melchor K, Koerner I , Stegmann R.

554

2008. Microbial populations during composting process of organic fraction of municipal solid

555

waste. Applied Ecology and Environmental Research, 6(3): 61 - 67.

556 557 558 559

Samson RA, Hoekstra ES, F r isvad JC, F iltenborg O. 2000. Introduction to food and airborne fungi. 6th ed. Utrecht : CBS. 389p. Singh A, Sharma S. 2003. Effect of microbial inocula on mixed solid wasted composting, vermicomposting and plant response. Compost Science and Utization, 11: 190 - 199.

560

Sarka r S, Banerjee R, Chanda S, Das P, Ganguly S, Pal S. 2010. Effectiveness

561

of inoculation with isolated Geobacillus strains in the thermophilic stage of vegetable waste

562

composting. Bioresource Technology, 101(8): 2892 - 2895.I E M P

563

Shah F, Khan SS, Khan M, Tanveer A. 2011. Cultivation of Pleurotus Sajor – Cajo

564

on Wheat Straw, Water Hyacinth and Their Combinations. Indian Journal of Fundamental and

565

Applied Life Sciences, 1(3): 56 - 59.

566

Rebollido R, Ma r tínez J, Aguilera Y, Melchor K, Koerner I , Stegmann R.

567

2008. Microbial populations during composting process of organic fraction of municipal solid

568

waste. Applied Ecology and Environmental Research, 6(3): 61 - 67.

569 570

Rueda P. 2006. Efecto de EM en el proceso de compostaje. Boletín Informativo Técnico sobre compostaje, 3(3): 1 - 4.


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

571

Ryckeboer J, Me rgaert J, Coosemans J, Dep rins K, Swings J. 2003.

572

Microbiological aspects of biowaste during composting in monitored compost bin. Journal of

573

Applied Microbiology, 94: 127 – 137.

574

University of I daho. 2010. Compost : Production, Quality and Use in commercial

575

agriculture [En línea]. University of Idaho. Consultado 4 junio 2012. Disponible en:

576

http:/ /www.cals.uidaho.edu/edcomm/pdf /CIS/CIS1175.pdf.

577

T rautmann N , K rasny M E. 1997. Composting in the classroom : Scientific Inquiry for

578

High School Students. Ithaca : Nature Science Foundation, Cornell Waste Management Institute

579

and Cornell Center for the Environment. 116p.

580

Vargas-García MC , Suárez-Estrella F, López M J , Mo reno J. 2007. Effect of

581

inoculation in composting processes: Modifications in lignocellulosic fraction.

582

Waste Management, 27(9): 1099 - 1107.

583 584 585 586 587 588

Varnero MT, Rojas C, Orellana R. 2007. Índices de Fitotoxicidad en residuos orgánicos durante el compostaje. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 7(1): 28-37. Vaz-Morei ra I, Silva M E, Manaia C M , Nunes OC. 2008. Diversity of bacterial isolates from commercial and homemade composts. Microbial Ecology, 55(4): 714 - 722. Vieira M. 2003. Ecología de humedales : historia de la intervención de la Laguna de Fúquene. Bogotá : Instituto Alexander Von Humboldt. 20p.

589

Washington State Depar tment of Ecology. 1994. Interim guidelines for compost

590

quality [En línea]. Solid Waste Services Program. 74p. Consultado 4 junio 2012. Disponible en:

591

http:/ /mie.esab.upc.es/ms/informacio/legislacio/EPA/Guidelines%20Compost%20quality

592

%20TYLER.pdf.


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

593

Washington State University. 2009. Compost Fundamentals [En línea]. Consultado 4

594

junio

595

http:/ /whatcom.wsu.edu/ag/compost/fundamentals/needs_carbon_nitrogen.htm.

2012.

Disponible

en:

596 597 598 599 600 601 602 603 604 605

CUADROS

606

Cuadro 1. Análisis foliares y de metales pesados realizados a los residuos de macrófitas

607

acuáticas y frijol en el municipio de Fúquene. E LE ME N TO

U N I DAD

Carbono

%

JAC I N TO D E AGUA 40,17

E LO DEA BRASI LERA 37,78

FR I JO L

Ni t rógeno

%

0,94

2,8

0,56

Fósforo

%

0,1

0,42

0,03

Potasio

%

3,1

3,9

0,38

Calcio

%

1,4

1,9

0,64

Magnesio

%

0,54

0,4

0,35

Azufre

%

0,34

0,87

0,02

Sodio

%

0,296

0,967

No Detectable

H ie r ro

ppm

9422

5076

46

Manganeso

ppm

390

1970

31

Cobre

ppm

4,0

6,7

46

49,21


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras Zinc

ppm

65,6

38,2

64,9

Boro

ppm

15,2

41,4

10,3

Arsénico

mg/Kg

No detectable

0,027

Me rcu rio

mg/Kg

No detectable

No detectable

Cadmio

mg/Kg

No detectable No detectable 0,36

0,37

0,2

Cromo

mg/Kg

0,46

0,37

0,94

Níquel

mg/Kg

6,85

7,78

2,58

Plomo

mg/Kg

2,49

2,92

2,38

608 609

Cuadro 2. Tratamientos utilizados en el diseño experimental en el municipio de Fúquene bajo

610

condiciones de invernadero. Sustrato Cascarilla de arroz

1 1

2 1

T ratamientos (kg) 3 1

Jacinto de agua

69

37

69

---

37

Elodea

41

37

----

97

37

Residuos de frijol

----

64

69

69

64

Tierra

28

28

28

28

28

Estiércol bovino

---

---

---

---

28

TOTAL

139

167

167

194

195

4 1

5 1

611 612

Cuadro 3. Evaluación de la calidad fisicoquímica y microbiológica de los compost obtenidos en

613

los diferentes tratamientos de compostaje. Composici ón pH H umedad Test de fitotoxicid ad Densidad Aparente Reducción de material C/N Carbono orgánico Ni t rógeno

Unidad

T ratamientos 3 4 7,8 7,8 26,89 15,36 67 100

5 8,1 54,73 100

N TC 5167/04 4-9

% %

1 7,0 74,88 83

2 8,3 56,20 100

g mL-1

0,19

0,24

0,16

0,17

0,27

< 0,6

%

60

66

53

75

60

-----

%

13,1 20,3

14,0 19,24

37,0 32,2

16,2 19,8

14,0 19,2

< 25 > 15

%

1,5

1,4

0,9

1,2

1,4

Declarar si

< 35 % -----


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras es > 1% Metales pesados Arsénico mg/kg Cadmio mg/kg Cromo mg/kg Mercurio mg/kg Níquel mg/kg Plomo mg/kg I mpurezas Plástico, % metal, caucho > 2 mm Vidrio > 2 % mm Piedras > 5 % mm Vidrio > 16 Detección mm

0,108 0,45 29,37 0 10,16 22,76

0,299 0,57 27,46 0 24,24 36,86

0,088 0,4 15,47 0 9,53 12,28

0,327 0,5 24,01 0 11,23 20,87

0,255 0,9 36,28 0 13,6 21,97

0-41 0-39 0-1200 0-17 0-420 0-300

0

0

0

0

0

< 0,2

0

0

0

0

0

<0,02

0,002

0,001

0,001

0,004

0,003

<2

No

No

No

No

No

No

UFC g-1

Ausente

Ausente

Ausente

Ausente

Ausente

Coliformes totales

UFC g-1

PND

PND

PND

PND

340

E. coli

UFC g-1

PND

PND

PND

PND

Negativo

Ausencia 25 g < 1000 UFC g-1 ---------

Patógenos humanos Salmonella sp.

614

615 616 617 618 619 620

PND: Parámetro no determinado

Cuadro 4. Parámetros vegetales evaluados a los diferentes abonos en el ensayo in vivo con plantas de rábanito. Análisis

Área foliar (P=0,105) Biomasa foliar (P=0,539) Formación bulbo (P=0,752) Peso bulbo (P=0,334) Nut r ientes foliares Nitrógeno (P= 0,003) Fosforo (P=0,033)

Unidad

T ratamientos Compost T4 Compost T5 inoculado inoculado 66,13 51,81

cm2

Compost T2 inoculado 66,03

g

10,11

8,11

7,99

11,74

%

78

67

56

78

g

6,14

2,57

3,96

6,08

%

3,38 a 0,43 a

2,96 b 0,26 c

2,72 b, c 0,4 a, b

2,39 c 0,31 b, c

%

Suelo + gallinaza 33% 63,95


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

621

Potasio % 1,09 1,09 1,16 0,88 (P=0,281) Calcio % 1,47 1,06 0,9 1,28 (P=0,003) a b, c c a, b Magnesio % 0,28 0,18 0,20 0,22 (P=0,351) Azufre % 1,16 0,67 0,76 0,53 (P=0,009) a b b b Manganeso mg kg-1 109 68 41 81 (P=0,002) a b c b Zinc mg kg-1 67 34 60 37,5 (P=0,0002) a b a b Cobre mg kg-1 28,8 6 9,4 16 (P= 4 X 10-6) a c c b Hierro mg kg-1 254 154 187 160 (P=0,0004) a b, c b b, c Boro mg kg-1 54,5 27,4 31,1 16,9 (P=3 X10-6) a b b c P<0,05. Los datos representan los promedios de las tres replicas. Las letras indican los niveles de la prueba de rango

622

múltiple de Duncan, donde letras iguales indican promedios estadísticamente iguales. El primer nivel está

623

representado por la letra a.

624 625 626 627 628 629 630

Cuadro 5. Porcentajes promedio de asimilación y pérdida del nitrógeno a partir de los

631

contenidos de nitrógeno edáfico y foliar en el ensayo in vivo. T ratamiento

Compost T2 inoculado Compost T4 inoculado Compost T5 inoculado Suelo con gallinaza 33 %

632

Biomas a folia r (g) 10,11

Ni t rógeno Total (g) bolsa I n icial Final 2,41 1,93

Asimilació n%

Permanencia en suelo %

Perdida %

0,342

14,2

79,8

6,0

Foliar

8,11

2,56

1,96

0,240

9,4

76,6

14,0

7,94

2,86

2,23

0,216

7,6

77,7

14,7

11,74

2,26

1,43

0,281

12,4

63,0

24,6


Microorganismos ben茅ficos para el compostaje de macr贸fitas invasoras

633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656

F IG U RAS


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras

657

Figura 1. Dinámica de temperatura presentada por los tratamientos montados en el municipio

658

de Fúquene bajo condiciones de invernadero.

659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685

Figura 2. Antagonismo presentado al enfrentar las cepas fúngicas 18 y 20.


Microorganismos benéficos para el compostaje de macrófitas invasoras 686

P=0,00018. Los datos representan los promedios de las tres replicas. Las letras indican los niveles de la prueba de

687

rango múltiple de Duncan, donde letras iguales indican promedios estadísticamente iguales. El primer nivel está

688

representado por la letra a

689

Figura 3. Duración del proceso de compostaje de los tratamientos escogidos con y sin

690

inoculación, montados bajo condiciones de invernadero en el municipio de Fúquene.

691


Prueba