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