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1
John Rojas, PhD
Facultad de Ciencias Alimentarias y
Farmacéuticas; Agraria e Instituto de Química
Montevideo, Octubre, 10 2019
Evaluación comparativa de hidrolizados
de exoesqueletos de camarón por
sonólisis con potencial poder fertilizante de leguminosas
Antecedentes
✓3.8 millones de toneladas de camarón/año
✓1.9 toneladas de desechos
✓400 millones de personas en los trópicos los usan de sustento
✓12 millones de toneladas de frijol
✓Fertilizantes sintéticos
✓Fertilizantes orgánicos
Tecnologías emergentes
Sonólisis
(20-100 kHz)
347 kJ/mol C-C
Microondas
(300 GHz-300MHz)
Objetivos
✓ Identificar el efecto de hidrólisisultrasónica en el contenido nutricional ymicrobiano
✓ Verificar el desarrollo de leguminosastratados con estos hidrolizados dedesechos de camarón
6✓ Invernadero: 15-23°C y 65-85% a 2550 m
Metodología
✓2,5g desecho en 25 mL de NaOH 5%, sonólisispor 4 (15), 10 (18) y 20 (25) min a 20 kHz
✓Suelo: lima:cascarilla arroz (3:2)
✓Irrigación: 2kg y 250-350 mL/día
✓Fertilización: 0, 4 y 8 semanas 4g/kg
✓pH, humedad, contenido elemental, densidad,conductividad, intercambio iónico, potencial ze higroscopicidad, contenido microbiano.
Higroscopicidad
✓
✓
✓
✓
✓
•
Higroscopicidad
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Wa
ter
up
tak
e (
gw
ate
r/g
ma
teri
al)
Water activity
F0 F15 F18 F25 SS
Adsorción de agua
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Wa
ter
up
tak
e (
gw
ate
r/g
ma
teri
al)
Water activity
F0_m F15_m F18_m F25_m
CS_m SS_m COF_m CSF_m
F0_E F15_E F18_E F25_E
CS_E SS_E COF_E CSF_E
Absorción de agua
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Wa
ter
up
tak
e (
gw
ate
r/g
ma
teri
al)
Water activity
F0 F15 F18 F25 CS SS COF CSF
Element
o
FO F15 F18 F25 SS CS COF CSF Valor p
C 43±3.3 46.6±2.3 *35.9±5.7 36.3±10.8 *33.1±1.1 *53.5±4.5 41.0±10.3 39.0±3.63 0.02
O 33.3±2.1 29.4±2.7 32.9±2.3 34.1±3.7 42.5±0.4 46±5.2 39±6 37.0±2.4 0.08
N 15.9±5 17.9±2.6 20.8±6.6 19.8±4.2 *0±0 *0±0 *0±0 15.9±4.9 0.00
Ca *5.8±2.7 3.3±1.2 *7.5±1.2 *6.4±2.1 0.2±0.1 0±0 0.9±0.2 0.14±0.14 0.00
P *1.5±1.4 0.9±0.7 *2.6±0.5 *3.0±1.2 0±0 0±0 0±0 1.2±1.2 0.00
Si 0.2±0.1 0.2±0.2 0.1±0.1 0.03±0.0 *18.1±1.6 0±0 *11.4± 3 0.9±0.4 0.00
Fe 1.5±1.0 1.6±1.4 0.3±0.2 0±0 1.2±0.8 0±0 1.8±1.8 5.4±5.4 0.09
Al 0.1±0.1 0.1±0.1 0.2±0.1 0.1±0.1 *4.1±0.7 0.5±0.5 *2.7±0.5 0.0±0.0 0.00
Mg 0.4±0.1 *0.03±0.0 0.1±0.1 *0±0 0.2±0.1 *0±0 *0.6±0.4 0.4±0.3 0.00
Cl 0.2±0.1 0.1±0.1 0.07±0.0 0.03±0.0 0±0 0±0 0.3±0.1 0.03±0.03 0.28
Na 0.2±0.1 0.02±0.02 0.2±0.1 0.2±0.1 0.1±0.1 0±0 *0.8±0.2 *0.47±0.1 0.00
K 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 *1.1±0.2 0±0 0.00
Ti 0±0 0±0 0±0 0±0 0.5±0.5 0±0 *0.4±0.4 0±0 0.00
Mn 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0.03±0.0 0±0 0.03
C/N 2.7 2.6 1.7 1.8 33.1 53.5 41 2.5 NA
Análisis elemental
Curvas de crecimiento
Muestra Phaseolus vulgaris Pisum sativum
Long.
Vaina(cm)
Masa vaina
(g)
Masa semilla
(g)
Nro. vainas Long.
Vaina (cm)
Masa
vaina (g)
Masa
semilla (g)
Nro.
vainas
F0 10±1.2 *4.56±2.0 1.83±0.3* 2±0.3 *5.5±1.1 1.23±0.8 0.7±0.1 *3±1
F15 6.6±1.4 3.26±1.4 0.69±0.2 1.8±0.8 *5.1±0.6 0.73±0.2 0.53±0.1 1.25±0.8
F18 7.3±1.5 1.21±0.2 0.59±0.1 1±0.5 6.6±0.8 0.84±0.1 *0.35±0.1 *1±0
F25 7.8±1.4 2.18±1.1 0.8±0.2 1±0.0 7.0±1.1 1.3±0.4 1.08±0.3 2±1
SS *4.9±1.3 *0.62±0.2 *0.35±0.1 1±0.0 6.5±1.2 *3.9±0.9 1.43±0.1 *1±0
CS *4.3± 1.3 *0.26±0.1 *0.1± 0.0 2± 0.1 *5± 0.5 1.1± 0.5 *0.43 ±0.1 2 ±0.1
COF 7.7±1.1 2.13±0.8 0.73±0.1 *3±1.0 6.0±0.8 0.74±0.1 *0.46±0.1 *2±1
CSF 10.1±0.1 *4.7±0.1 *1.2±0.1 1.1±0.2 *5.5±0.6 1.5±0.6 0.6±0.2 2±0.5
Valor p 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02
Calidad de las vainas
bacteria Mesoerobica (cfu x104/g). Conteo basal 5x104/g
Tiempo
(mes)
F0 F15 F18 F25 SS CS CF1 CF2
PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS
1 100 40 6.5 7 2.4 5 210 180 102 36 1 0.2 580 370 12 32
2 103 26 303 210 19 12 73 65 130 102 3 0.1 785 64 17 33
3 56 4.9 6.9 5 2.6 2 100 45 33 30 2 0.1 54 23 19 28
Hongos (cfu x103/g) Conteo basal : 100/g
Tiempo
(mes)
F0 F15 F18 F25 SS CS CF1 CF2
PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS
1 0.1 2 1.5 3 0.5 0.5 7 4 10 23 0.25 0.5 7.8 6 18 48
2 1 6 126 120 0.5 0.5 0.5 0.5 14.5 15 1 0.5 2.5 4 27 37
3 10 12 25.1 100 0.001 1 0.5 1 23.6 28 1 0.5 1 3 18 47
Bacteria/hongo
Tiempo
(mes)
F0 F15 F18 F25 SS CS CF1 CF2
PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS PV PS
1 1x104 200 43 23 4.8x104
1x105 300 450 102 16 40 4 744 617 7 7
2 1030 43 24 18 3.8x105
24x105 1.5x106 1.3x106 90 68 30 2 3.1x103 160 6 9
3 56 4 3 1 2.6x104
20 2x106 450 14 11 20 2 540 77 11 6
Análisis microbiológico
Variabilidad general (PCA)
Estudios de estabilidad
0
10
20
30
40
50
60
01
23
Co
nte
nt
(%)
Time (Months)
Proteinas at 40°C
CF1_Inorganic Fertilizer
Pellets MCCI: Optimized Exoskeletons
Pellets MCCI: Pure exoskeletons
Pellets MCCI
CF0_Organic Fertilizer
Pure Exoskeletons
Estudios de estabilidad
0
2
4
6
8
10
12
01
23
Co
nte
nt
(%)
Time (Months)
Glucosa at 40°C
Pellets MCCI: Optimized ExoskeletonsPellets MCCI: Pure exoskeletonsPure Exoskeletons
Pellets MCCI
CF0_Organic Fertilizer
Liberación
0
10
20
30
40
50
C O N Si Al Fe Ca
Ele
me
nt
Co
nte
nt
(%)
Analyzed element
Microesferas biofertilizantes en arveja
0
1
2
3
0
10
20
30
40
50
C O N Ca Si P Al Ti
Ele
me
nt
Co
nte
nt
(%)
Analyzed element
Microesferas biofertilizantes en frijol
0
1
2
3
Conclusiones
✓La calidad del grano fue mayor para elmaterial crudo y PV
✓Comercial produjo el major crecimiento
La calidad del granulo desmejoró con lapeletización
✓La ausencia de N, Ca y P en los sustratosdesmejoró el crecimiento y actividadmicrobiana
✓Población microbiana creció al comienzoy luego declinó
Referencias
✓ Takahashi, K. 1981. Physiological disorders in AU20 Chinese cabbage, p.225–233. In: N.S. Talekarand T.D. Griggs (eds.). Chinese cabbage. AVRDC,Shan hua, Taiwan.
✓ Tucker, L.C. 2015. Comparison of two different organic fertilizer sources forflue-cured tobacco. Virginia Polytechnic Institute and State University. AU21
✓ Valdez-Perez, M.A., F. Fernandez-Luqueno, and O. Franco-Hernandez. 2011.Cultivation of beans (Phaseolus vulgaris) in limed or unlimedwastewater,sludge, vermicompost or inorganic amended soil. Scientia Hort. 128:380–387.
✓ Woodruff,W.F. and A. Revil. 2011. CEC-normalized clay–water sorptionisotherm. Water Resour. Res. 47:1–15.
✓ Yang, R., Y.Z. Su, T. Wang, and Q. Yang. 2016. Effect of chemical andorganic fertilization on soil carbon and nitrogen accumulation in a newlycultivated farmland. J. Integr. Agr. 15:658–666.
✓ Young, J.H. and G.L. Nelson. 1967. Research of hysteresis between sorptionand desorption isotherms of wheat. Trans. ASAE 756–761
21
Muchas gracias
22
Preguntas XXII ECLACS?
23
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