análisis físico y químico de fertilizante organico biol. jonatan de la rosa méndez
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Análisis Físico y Químico de Fertilizante Organico Biol. Jonatan de La Rosa MéndezTRANSCRIPT
-
INSTITUTO TECNOLGICO DEL ALTIPLANO DE TLAXCALA
ANLISIS FSICO Y QUMICO DE FERTILIZANTE ORGANICO (BIOL)
PRODUCIDO POR BIODIGESTORES A PARTIR DE ESTIERCOL DE
GANADO
Jonatan de la Rosa Mndez
No. de control: 07960042
MEMORIA DE RESIDENCIA PROFESIONAL
INGENIERA EN AGRONOMA
Xocoyucan, Tlax. Febrero, 2012
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IMNC IMNC RSGC RSGC -- 247247
CERTIFICADO BAJO LA CERTIFICADO BAJO LA NORMA ISO 9001:2000NORMA ISO 9001:2000
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SECRETARA DE EDUCACIN PBLICA SUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR
DIRECCIN GENERAL DE EDUCACIN SUPERIOR
TECNOLGICA
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La presente memoria de residencia profesional denominada ANALISIS FISICO
Y QUIMICO DE FERTILIZANTE ORGANICO (BIOL) PRODUCIDO POR
BIODIGESTORES A PARTIR DE ESTIERCOL DE GANADO fue elaborada por
Jonatan de la Rosa Mndez, estudiante de la carrera de Ingeniera en
Agronoma como requisito para acreditar la residencia profesional, bajo la
revisin y aprobacin de los asesores que se indican:
________________________________
M.C. Samuel Tabe Roldan
ASESOR INTERNO
________________________________
Ing. Irene Snchez de la Rosa
ASESOR EXTERNO
________________________________
Ing. Eduardo Sanos Carrillo
REVISOR
________________________________
Ing. Ral Serrano Meza
REVISOR
__________________
Jonatan de la Rosa Mndez
RESIDENTE
Xocoyucan, Tlax. Febrero, 2012
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NDICE
Pag.
INDICE DE CUADROSiv
I INTRODUCCIN .................................................................................................................. 1
1.1 Justificacin ....................................................................................... 3
1.2 Objetivos ............................................................................................ 4
1.2.1 Objetivo general ............................................................................ 4
1.2.2 Objetivos especficos ..................................................................... 4
1.3 Problemas a Resolver .......................................................................... 5
1.4 Alcances y Limitaciones ...................................................................... 6
II REVISIN DE LITERATURA ...................................................................... 7
2.1 Manejo del Estircol ........................................................................... 7
2.1.1 Asuntos Medioambientales ........................................................... 7
2.1.2 Tcnicas ....................................................................................... 8
2.1.3 Sistema Ganadero Enfocado ......................................................... 9
2.2 Impacto .............................................................................................. 9
2.2.1 Impacto Medioambiental Positivo .................................................. 9
2.2.2 Impacto Medioambiental Negativo ................................................ 10
2.3 Los fertilizantes orgnicos .................................................................. 11
2.3.1 Los conceptos bsicos ................................................................. 11
2.3.2 Los fertilizantes ........................................................................... 11
2.3.3 Las categoras de los fertilizantes ................................................. 12
-
ii
2.4 Sobre los fertilizantes orgnicos ......................................................... 12
2.4.1 Definicin ................................................................................... 12
2.5 Riesgos respecto al estircol animal ................................................... 13
2.6 Tratamientos para disminuir los riesgos ............................................ 14
2.7 Los tipos de tratamiento .................................................................... 14
2.7.1 Los tratamientos pasivos ............................................................. 14
2.7.2 Los tratamientos activos .............................................................. 16
2.8 Propiedades de los fertilizantes (orgnicos) ......................................... 16
2.9 Introduccin de la fermentacin anaerbica para la produccin de
biogs y fertilizantes orgnicos ................................................................ 18
2.9.1 Datos sobre la calidad y composicin del biol y biosol .................. 18
2.10 Biol (fertilizante liquido) .................................................................. 19
2.10.1 Ventajas del uso del Biol como fertilizante ................................. 19
2.10.2 Biosol (fertilizante solido similar a la Compost) .......................... 20
2.10.3 Ventajas en el uso del biosol (fertilizante solido) ......................... 20
III METODOLOGA ..................................................................................... 21
3.1 Caracterizacin del rea .................................................................... 21
3.2 Muestreo y anlisis. ........................................................................... 21
3.3 Descripcin de las actividades a realizar ............................................ 22
3.3.1 pH ............................................................................................... 22
3.3.2 Conductividad elctrica ............................................................... 22
3.3.3 Determinacin de Nitrgeno del biol (micro-Kjeldahl) ................... 23
-
iii
3.3.4 Determinacin de Fosforo (mtodo de Olsen) ................................ 24
3.3.5 Determinacin de Potasio ............................................................ 25
IV RESULTADOS Y DISCUSIN ................................................................. 26
4.1 Propiedades fsicas del biol ................................................................ 26
4.1.1 pH ............................................................................................... 26
4.1.2 Conductividad elctrica (C.E.) ...................................................... 27
4.1.3 Nitrgeno .................................................................................... 28
4.1.4 Resultados de fosforo (P) .............................................................. 29
4.1.5 Resultados de potasio (K) ............................................................. 30
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 31
5.1 Conclusiones ..................................................................................... 31
5.2 Recomendaciones .............................................................................. 31
VI LITERATURA CITADA ............................................................................ 33
ANEXOS .................................................................................................... 35
-
INDICE DE CUADROS
iv
Cuadro 1. Resultados pH ........................................................................... 26
Cuadro 2. Valores de pH ............................................................................ 27
Cuadro 3. Resultados de C.E. .................................................................... 27
Cuadro 4. Valores de C.E. .......................................................................... 28
Cuadro 5. Resultados Nitrgeno. ................................................................ 28
Cuadro 6. Interpretacin de Nitrgeno total. .............................................. 29
Cuadro 7. Resultados fosforo. .................................................................... 29
Cuadro 8. Interpretacin de fosforo. ........................................................... 30
Cuadro 9. Resultados de Potasio. ............................................................... 30
Cuadro 10. Parmetros de interpretacin de potasio. ................................. 31
-
1
I INTRODUCCIN
Aunque a raz de la llamada Revolucin Verde algunos beneficios trados por
la mejora de los rendimientos agrcolas son innegables, tambin resulta
incuestionable la multiplicacin de los impactos negativos que en trminos
ambientales ha acarreado. Entre ellos, la contaminacin de ecosistemas
debido al uso indiscriminado de plaguicidas y fertilizantes, la deforestacin
de bosques y selvas, el agotamiento de mantos acuferos, la prdida de
biodiversidad gentica, la erosin del suelo, la salinizacin y anegamiento de
suelos muy irrigados, la extraccin excesiva de combustibles fsiles y la
liberacin de gases que producen el efecto invernadero, entre otros.
Por tal motivo, en el mundo hay en este momento una tendencia creciente
para obtener y consumir productos inocuos generados sin emplear insumos
sintticos, como insecticidas, herbicidas o fertilizantes inorgnicos.
En consecuencia, el diseo e instrumentacin de sistemas agroecolgicos de
produccin sostenida, en los que la adaptacin y adopcin de alternativas
tecnolgicas a menudo facilita el dilogo entre los saberes tradicionales y los
modernos, beneficia tanto a los agricultores como a los consumidores. A los
primeros, en tanto que en sus propiedades se alarga la vida econmica y la
rentabilidad del suelo, del agua y del aire despus de reducir la
contaminacin de manera significativa; a los segundos, porque tienen la
seguridad de consumir productos naturales, libres de qumicos y con un alto
valor nutritivo.
Si bien es cierto que al conjunto de actividades agrcolas diversas se les
puede identificar en funcin del grado de alteracin que introducen en un
sistema de produccin y de la inocuidad del producto generado, en este caso
haremos alusin a diversos tpicos donde se procura el desarrollo de una
agricultura sostenible a travs de procesos que excluyen el uso de materiales
sintticos (Capistrn, F., Aranda, E. y Romero, J.C. 2001)
-
2
El Biodigestor (Sistema Biobolsa) est diseado para brindar al usuario, de
manera sencilla y econmica, una solucin para el tratamiento de sus
desechos orgnicos (incluyendo heces de animales y humanos), produciendo
energa renovable y, como producto adicional, un potente fertilizante
orgnico.
En los tiempos actuales es una preocupacin constante, para todos los
agricultores, el incrementar la calidad y cantidad de sus cosechas; as mismo
mejorar y aumentar su ingreso econmico.
Una de las posibilidades de desarrollo agrcola, es el uso de Biol, que por su
gran bondad bioestimulante, ayuda a mejorar el crecimiento y desarrollo de
las plantas, producido en forma natural y econmica. Para su preparacin se
utilizan insumos que se encuentran disponibles en la granja como: el
estircol fresco, ceniza y agua, enriqueciendo mediante la adicin de suero de
leche, orina animal, entre otros.
Los problemas actuales para implementar el esquema de desarrollo
sostenible en la agricultura se relacionan principalmente con las dificultades
conceptuales y con la falta de metodologas operacionales. La agricultura
sostenible abarca varios mbitos, como la preservacin de recursos
naturales, las tecnologas limpias, las tecnologas de bajo costo con el
mnimo uso de insumos industriales, cultivos orgnicos, etc.
-
3
1.1 Justificacin
La acumulacin del estircol del ganado en lugares donde no es protegido
por los elementos climticos, por un largo tiempo, provoca la perdida de
nutrientes esenciales para la produccin; buscando un mejor
aprovechamiento de los recursos; el uso de biodigestores es una alternativa
en la cual se disminuye la perdida de nutrientes ya que estos se encuentran
en la parte liquida del efluente, se disminuye tambin la acumulacin de
moscas en los montones de estircol, as como la reduccin del mal olor,
siendo una alternativa para el manejo del estircol del ganado.
La Produccin de Abono orgnico (Biol) es una tcnica utilizada con el
objetivo de incrementar la cantidad y calidad de las cosechas. Es fcil y
barato de preparar, ya que solo se utiliza el estircol de animales domsticos
en un tiempo corto (1 - 2 meses). Por ello es importante determinar cual es
el contenido de nutrientes (N, P, K), as como la concentracin de sales y pH,
para su aplicacin en los cultivos.
-
4
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo general
Determinar las propiedades fsicas y qumicas del biol de ganado bovino y
ovino, obtenido de biodigestores, para la recomendacin del uso y aplicacin
del biol.
1.2.2 Objetivos especficos
1.- Determinar el contenido de Nitrgeno, Fosforo y Potasio (N, P, K), as
como sus propiedades fsicas (pH y conductividad elctrica) del biol de
bovinos.
2.- Determinar el contenido de Nitrgeno, Fosforo y Potasio (N, P, K), as
como sus propiedades fsicas (pH y conductividad elctrica) del biol de ovino.
-
5
1.3 Problemas a Resolver
El uso de fertilizantes inorgnicos de forma irracional es una de las causas
del deterioro del suelo, ya que estos actan solo en la planta, es por ello que
se busca cambiar su uso por fertilizantes orgnicos que se obtienen por
transformacin de estircol animal, de restos de cosecha, o en general de
desechos orgnicos.
El uso de biodigestores es una alternativa para el manejo de los desechos
orgnicos (estircol), proveniente de las granjas de los pequeos productores,
de estos obtenemos un producto denominado biol, resultado de la
fermentacin del estierco.
El anlisis qumico del biol tiene como propsito determinar el contenido de
nutrientes (N, P, K) que son esenciales para el desarrollo de las plantas. El
principal motivo para la realizacin de estos anlisis, es la generacin de
informacin para su manejo y mejoramiento de la produccin, as como su
impacto en la reduccin de los costos de produccin. Mejorando las
condiciones y calidad de vida de los productores.
-
6
1.4 Alcances y Limitaciones
La determinacin de los anlisis del biol dar un panorama de su potencial,
para la recomendacin de su aplicacin en los cultivos, y as lograr nutrir la
planta sin la necesidad de utilizar fertilizantes qumicos, mejorando el
rendimiento y rentabilidad.
No solo va a servir para nutrir la planta sino tambin para mejorar las
condiciones del suelo, mejorando su fertilidad y la retencin de nutrientes.
Una de las limitantes es que la calidad del biol depender notablemente de la
alimentacin de los animales del establo, ya que de la calidad del alimento
depender la calidad del biol.
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7
II REVISIN DE LITERATURA
2.1 Manejo del Estircol
2.1.1 Asuntos Medioambientales
El manejo del estircol animal se define como un proceso de toma de
decisiones que apunta a combinar la produccin agrcola rentable con
prdidas mnimas de nutrientes del estircol, tanto en el presente como en el
futuro. El buen manejo del estircol minimizar los efectos negativos y
estimular los efectos positivos sobre el medio ambiente. La emisin de gases
y el lavado de nutrientes, la materia orgnica y los olores tienen efectos
indeseables sobre el medio ambiente. La contribucin del estircol a la
nutricin de las plantas y a la acumulacin de materia orgnica en el suelo
es considerada como efecto positivo. Un efecto positivo indirecto es que el uso
del estircol puede ahorrar recursos no renovables usados en la produccin
de fertilizantes inorgnicos.
Los aspectos negativos y positivos del estircol estn estrechamente
relacionados entre s porque las emisiones en un estado temprano
inevitablemente tienen repercusiones en los efectos positivos sobre el suelo y
sobre las cosechas en etapas posteriores. Las cantidades de nutrientes tales
como N, P y K tomadas por el cultivo determinan el valor agrcola del
estircol y dependen de las cantidades de nutrientes emitidas durante el
traspaso desde el animal hasta el cultivo. Cuanto ms grande sea la prdida
de nutrientes, menor ser el valor agrcola del estircol.
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8
2.1.2 Tcnicas
Los sistemas de manejo del estircol son altamente diversos:
Pastoreo: distribucin natural de las heces en las pasturas. Prdidas
sustanciales a travs del lavado debido a la distribucin irregular de
las heces y la orina. Volatilizacin de parte del N.
Corrales (kraals): A menudo se usan como mecanismo de fertilizacin
in situ de la tierra arable al mover el corral regularmente. Los
nutrientes del suelo de una gran rea usada para el apacentamiento
son reciclados y se concentran en el rea de cultivo, permitiendo la
produccin en situaciones de pobreza de recursos.
Almacenamiento en lotes secos: La orina no se recolecta y la paja para
lechos es usada de manera muy escasa. Las prdidas de N y K son
altas ya que la mayor parte de la orina se pierde. Parte de los
nutrientes de las heces se pierden por lavado y escorrenta superficial
en el caso de altas precipitaciones y de montones de estircol
descubiertos. El uso de lechos puede capturar parte de la orina por
absorcin y reducir las prdidas.
Almacenamiento de heces lquidas: las heces y la orina se almacenan
juntas. Este mtodo se usa comnmente en sistemas ganaderos
intensivos en los pases OCDE (Organizacin para la Cooperacin y el
Desarrollo Econmicos). Las prdidas por volatilizacin dependen de la
profundidad y el tiempo de almacenamiento.
Lagunas: El estircol lquido, bien sea antes o despus de separar
parte de los slidos, es tratado en lagunas anaerbicas. El material
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9
orgnico es descompuesto, mineralizando por lo tanto parte de los
nutrientes. La fase lquida se descarga a las aguas superficiales o se
usa para riego.
Combustible: en varios pases en desarrollo, el estircol se recolecta y
seca para ser quemado como combustible domstico. La mayor parte
del N, el C y el S se pierden durante la combustin. Otros nutrientes
pueden ser reciclados a la tierra cultivable a travs del uso de las
cenizas.
Alimento: el estircol puede ser reciclado como forraje (ganado y peces),
pero este uso es limitado. nicamente el estircol de las aves de corral
es de una calidad razonable. El estircol animal es reciclado en la
produccin pisccola integrada en Asia.
2.1.3 Sistema Ganadero Enfocado
Concierne a todos los sistemas de produccin, pero los sistemas industriales
son los ms implicados en razn de la gran cantidad de estircol producida.
Los sistemas mixtos generalmente incluyen procesamiento y utilizacin del
estircol en los procedimientos agrcolas (FAO, 1999).
2.2 Impacto
2.2.1 Impacto Medioambiental Positivo
Fertilizacin del suelo por aplicacin de estircol: la descomposicin de
la materia orgnica por los microorganismos produce dixido de
carbono (CO2), agua y minerales de los nutrientes vegetales tales como
N, P, S y metales. La mineralizacin es la transformacin de elementos
-
10
con enlaces orgnicos en nutrientes disponibles para las plantas. La
aplicacin de estircol a los campos de cultivo o a las pasturas
reducir los requerimientos de fertilizante artificial
Mejoramiento de la fertilidad del suelo: se asume que la materia
orgnica que permanece en el suelo despus de un ao de la aplicacin
forma parte del mismo y se descompondr gradualmente con el paso
del tiempo, liberando nutrientes para las plantas.
Mejoramiento de la estabilidad estructural del suelo. La materia
orgnica tambin est involucrada en las propiedades fsicas del suelo,
tales como porosidad, aireacin y capacidad de retencin de agua. Por
lo tanto mejora la estructura del suelo y reduce la vulnerabilidad de
ste a la erosin.
Mejoramiento del potencial del fertilizante inorgnico: la materia
orgnica en el suelo incrementa la capacidad de absorcin de
minerales, reduciendo la prdida de los elementos trados con los
fertilizantes. Los elementos absorbidos son liberados gradualmente
para la nutricin de las plantas.
2.2.2 Impacto Medioambiental Negativo
Emisiones de Amonaco: antes y durante el almacenamiento y durante la
aplicacin a los campos.
Emisin de NOx: ste se forma como un producto secundario del proceso de
desnitrificacin.
Emisin de metano: formado durante la descomposicin del estircol bajo
condiciones anaerbicas.
-
11
Escorrenta del estircol y de sus componentes hacia el agua superficial:
contribuyendo a la polucin acutica.
Lavado de nitratos y fsforo al agua subterrnea: contribuyendo a la
contaminacin de aguas subterrneas (FAO, 1999).
2.3 Los fertilizantes orgnicos
2.3.1 Los conceptos bsicos
El suelo necesita alimentarse para poder brindarle al hombre productos que
l a su vez necesita para nutrirse. El modo de enfrentar este requerimiento
parte de la forma en que se enfoque el suelo: como ser vivo que ambienta
vida, o slo como elemento inerte al que se le puede ir agregando los
componentes faltantes. En cualquiera de los casos, el suelo (o la propia
planta) recibe sustancias adicionales para la nutricin.
2.3.2 Los fertilizantes
En general, los terrenos empleados para la agricultura demandan de
complementos nutritivos que enriquezcan el suelo. Se hace a travs de
fertilizantes, naturales o sintticos que mejoran la calidad del suelo, y le
ayudan en su tarea de produccin.
La fertilizacin constituye una prctica comn en la agricultura, de ah que
es importante enfatizar en el tipo de la misma y sus correspondientes
implicancias.
-
12
2.3.3 Las categoras de los fertilizantes
Se distinguen dos: orgnicos e inorgnicos, dependiendo del material
empleado en su preparacin.
Los fertilizantes orgnicos provienen de materiales vegetales o animales, y
son objeto preferente de esta pgina del Curso.
Los fertilizantes inorgnicos se consiguen de procesos qumicos comerciales.
En su uso deben atenderse riesgos de contaminacin qumica, y
eventualmente microbiana al combinarse con agua o por el empleo de equipo
de aplicacin mal mantenido.
2.4 Sobre los fertilizantes orgnicos
2.4.1 Definicin
Los fertilizantes orgnicos se obtienen por transformacin de estircol
animal, de restos de cosecha, o en general de residuos orgnicos. Su
tratamiento conduce a la formacin de abono.
Estos materiales permiten obtener fertilizantes eficaces, y sern seguros si se
preparan adecuadamente. Incluso, cuando se aprovechan desechos
orgnicos, se contribuye a la salud pblica al evitar que se constituyan en
fuente de contaminacin.
La incorporacin del abono enriquece la capacidad del suelo para albergar
una gran actividad biolgica, la cual tiene varias implicancias favorables.
Ayuda a mejorar la estructura del suelo.
Permite la labor de las bacterias ayudando a sintetizar los nutrientes.
Otros elementos despiden antibiticos, y los hay que producen el tpico olor a
tierra mojada.
Tambin existen las auxinas que influyen en el desarrollo de las plantas
vecinas
-
13
En el intercambio suelo - planta, uno a dos centenares de millones de
bacterias en cada gramo de suelo, pueden vivir de las sustancias del suelo y
de excreciones radiculares entregando a su vez nutrientes.
2.5 Riesgos respecto al estircol animal
El uso sin tratar de materias fecales de origen animal (y humano) se
constituye en un riesgo de contaminacin de los productos, y un peligro en
caso de que estos estn destinados al consumo en fresco.
Los organismos patgenos asociados a estos riesgos pueden ocasionar
enfermedades gastrointestinales, siendo la escherichia coli una de las ms
infecciosas. Se encuentra con frecuencia en las vacas, ovejas y ciervos.
Otros como la salmonella y el cryptosporidium, pueden encontrarse en los
excrementos de origen humano y animal.
La tasa de supervivencia de estos contaminantes es muy elevada,
dependiendo de diferentes factores como el tipo de suelo, el volumen aplicado
de estircol, la acidez del suelo y el momento de la aplicacin.
Como es de esperarse, la aplicacin continua de estircol animal no tratado,
incrementa el riesgo de supervivencia de los patgenos, as como el de
contaminacin de las reas vecinas.
El estircol sin tratar no debe utilizarse como fertilizante por los riesgos
anotados. En la eventualidad de su uso, ser preferible emplearlo en la etapa
de preparacin del terreno y antes de la siembra, procurando que transcurra
el mayor tiempo posible. Se estima que algunas bacterias patgenas pueden
sobrevivir en el estircol por un periodo de un ao, o ms.
Hay tambin que tomar en cuenta que el producto que crece a poca
profundidad o en la superficie, es ms susceptible de contaminarse.
Eventualmente, el efecto del polvo puede contaminar productos a mayor
distancia de la superficie del terreno.
-
14
2.6 Tratamientos para disminuir los riesgos
Para reducir los riesgos en el uso del estircol, es necesario someterlo a un
proceso de degradacin y descomposicin. La accin de bacterias y hongos
fermenta el material orgnico y lo va estabilizando en la forma de humus.
Los microorganismos que contribuyen en la formacin del abono requieren
de oxgeno, el cual lo toman del existente en los propios desechos.
El alto calor que se genera por el proceso de fermentacin, reduce los riesgos
de contaminacin biolgica. El propio calor acelera el proceso de
descomposicin y deviene en la destruccin de los microorganismos
adversos.
2.7 Los tipos de tratamiento
Para transformar los desechos orgnicos en abono, se dispone de dos tipos
de proceso: pasivos y activos.
En los procesos pasivos, se deja a la naturaleza y las condiciones
ambientales a que favorezcan el proceso de transformacin gradual en
abono.
En los procesos activos se brindan tratamientos para acelerar el proceso de
transformacin, activando justamente las condiciones que requieren los
microorganismos ms favorables para el abono.
2.7.1 Los tratamientos pasivos
El proceso natural de degradacin y descomposicin demanda de un tiempo
para ser efectivo. Ello depende de las propias condiciones naturales como
humedad, temperatura y radiacin solar.
Justamente tomando en cuenta que los microorganismos ms activos en la
formacin de abono, son aerobios (demandan oxgeno). Al no removerse el
-
15
material, se desarrollan condiciones anaerobias que demoran el proceso de
transformacin.
Justamente el mayor problema que se aduce de este tratamiento es el tiempo
que requiere para reducir significativamente la poblacin de patgenos. La
cantidad de tiempo que se necesita depende de las condiciones ambientales,
la estacin del ao, el origen y tipo de estircol as como de la materia
orgnica empleada.
Sin la remocin del material, las altas temperaturas se concentran en el
interior de la pila, mientras que en la periferia se mantienen temperaturas
ambientales.
De otra parte, los microorganismos que mejor actan en la formacin del
abono, demandan de un nivel adecuado de humedad (40 a 50 por ciento).
Sin remocin, las condiciones de humedad son desiguales y en general
tienden a disminuir, dependiendo de las condiciones ambientales.
Debido a ello, no se recomienda emplear estircol animal no tratado durante
el periodo de cultivo.
Otro factor a tomar en cuenta es el de la temperatura. Al interior de la pila es
recomendable contar con una temperatura del orden de los 54 a 66 grados
Centgrados. Esta temperatura favorece la constitucin y desarrollo de
bacterias termoflicas proclives a la digestin de materia orgnica. Cuando se
alienta el calor, tambin se acelera el proceso de descomposicin, y se
colabora en la eliminacin de microorganismos patgenos.
-
16
2.7.2 Los tratamientos activos
En estos tratamientos, las pilas del material son sometidas a condiciones que
agilizan los procesos de transformacin en abono. Se induce de manera
artificial su conversin en abono. Bsicamente comprenden las siguientes
actividades.
Remocin de las pilas para favorecer la aireacin.
Control de temperatura y humedad, y uso de aditivos para alcanzar los
niveles necesarios.
El proceso est completo cuando la pila deja de estar caliente. Es la alta
temperatura la que destruye los patgenos. Estrictamente, es recomendable
un anlisis microbiano del abono.
2.8 Propiedades de los fertilizantes (orgnicos)
Los principales fertilizantes con alto contenido de materia orgnica son
el estircol slido, el purn, el estircol semilquido, paja, compost y abono
verde. El estircol slido contiene N orgnico y amoniacal, fsforo, potasio y
micronutrientes como Cu, Zn, Fe, Mn. El lquido o purn tiene un mayor
componente lquido, y por su importante contenido en sales potsicas es
considerado como un abono N-K. Es de efecto rpido, ya que los nutrientes
que contiene se encuentran en su mayor parte en forma fcilmente
disponible.
La paja es pobre en nutrientes, pero suministra materia orgnica degradable,
por ejemplo celulosa, lo que constituye una fuente energtica importante.
Como su descomposicin es lenta, debe enterrarse con gran antelacin a la
siembra.
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El compost tiene una serie de ventajas con respecto a los materiales
primarios utilizados en su produccin, y es el ms amplio entre los abonos
orgnicos. Para su confeccin se utilizan restos vegetales, animales,
minerales y correctores de pH. En cuanto a estos ltimos si se prev una
reaccin cida, y principalmente si se va a incorporar a tierras cidas, lo
mejor son carbonato clcico o potsico en forma de roca pulverizada o ceniza
de madera. Cuando se tenga un suelo bsico puede incorporarse tierra.
Menos buena es la cal muerta, que es hidrxido de calcio Ca (OH)2, nunca
cal viva; xido de calcio CaO.
El xido de calcio reacciona violentamente con el agua, haciendo que sta
alcance los 90 C. Se forma entonces hidrxido de calcio.
Una materia orgnica humificada o compost de buena calidad tiene
elementos contenidos en cidos hmicos y flvicos, su estructura es
granulosa, esponjosa y se desmenuza con facilidad, es de color oscuro y olor
agradable.
Respecto a los abonos verdes, permiten recuperar los elementos libres,
evitando su prdida por lixiviacin, volatilizacin, etc. Proveen al suelo de
materia orgnica de descomposicin rpida que eleva la vida microbiana.
Estimulan el suelo, atacan la roca madre liberando nutrientes nuevos y
movilizando nutrientes de difcil asimilacin por otras plantas. Aportan N,
mejoran la estructura del suelo y su estabilidad, as como la capacidad de
retencin de agua y drenaje.
Se utiliza intercalado entre dos cultivos, como si fuese un cultivo ms de la
rotacin, asociado a un cultivo mediante todo su ciclo, o asociado a un
cultivo, sembrndolo una vez ya crecido, de forma que quede intercalado
(Villagra, 2000).
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2.9 Introduccin de la fermentacin anaerbica para la produccin de
biogs y fertilizantes orgnicos
La generacin del biogs es un proceso de fermentacin en ausencia de
oxigeno, en el cual se produce biogs (componente energtico) empleado para
la generacin de electricidad, calefaccin, etc., y bio-fertilizante, el que
presenta muy alta calidad agronmica ya que mejora la absorcin de
nutrientes, promueve el crecimiento de tallos, frutos y races (gracias a las
hormonas vegetales de crecimiento) entre otros beneficios.
Este fertilizante, que en proporcin del peso y el volumen con los residuos
entrantes es 0.9 a 1, es separado en su fase solida, conocida en el mercado
de abonos como biosol y su fase liquida conocida como biol. Ambos
componentes tienen extraordinarias cualidades agronmicas beneficiosas
para los cultivos. El valor de los nutrientes (P, K, N, etc.) del biofertilizante
en comparacin a los residuos entrados es casi 1:1.
2.9.1 Datos sobre la calidad y composicin del biol y biosol
Como resultado de la fermentacin de los residuos se obtiene un fango con
alta calidad fertilizante. Este fango es separado en 2 componentes: el
componente lquido conocido como Biol, el cual representa la mayor parte
del fango resultante y el componente solido conocido como Biosol.
Dependiendo de las caractersticas de los residuos a fermentar, se tiene que
en promedio el fango saliente del biodigestor representa aproximadamente
entre el 85-90% de la materia entrante. De esto, aproximadamente el 90%
corresponde al biol y el 10% al biosol. Estos porcentajes varan segn los
residuos a fermentar y del mtodo de separacin empleado.
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2.10 Biol (fertilizante liquido)
Es la fraccin liquida resultante del fango proveniente del fermentador o
biodigestor. Este fango es decantado o sedimentado obtenindose una parte
liquida a la cual se le llama Biol. Aproximadamente el 90% del materia que
ingresa al Biodigestor se transforma a Biol. Esto depende naturalmente del
tipo de material a fermentar y de las condiciones de fermentacin.
2.10.1 Ventajas del uso del Biol como fertilizante
El uso del Biol permite un mejor intercambio catinico en el suelo. Con
ello se ampla la disponibilidad de nutrientes del suelo. Tambin ayuda
a mantener la humedad del suelo y a la creacin de un microclima
adecuado para las planta.
El Biol se puede emplear como fertilizante lquido, es decir para la
aplicacin por rociado.
Tambin se puede aplicar junto con el agua de riego en sistemas
automticos de irrigacin.
Siendo el Biol una fuente orgnica de fitoreguladores en pequeas
cantidades es capaz de promover actividades fisiolgicas y estimular el
desarrollo de las plantas, sirviendo para enraizamiento (aumenta y
fortalece la base radicular), accin sobre el follaje (amplia la base
foliar), mejora la floracin y activa el vigor y poder germinativo de las
semillas, traducindose todo esto en un aumento significativo de las
cosechas.
Prueba realizadas con diferentes cultivos muestran que usar Biol solo
sera suficiente para lograr la misma o mayor productividad del cultivo
que empleando fertilizantes qumicos.
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2.10.2 Biosol (fertilizante solido similar a la Compost)
El biosol es el resultado de separar la parte solida del fango resultante
de la fermentacin anaerobia dentro del fermentador o biodigestor.
Dependiendo de la tecnologa a emplear, este Biosol tratado puede
alcanzar entre 25% a solo 10% de humedad. Su composicin depende
mucho de los residuos que se emplearon para su fabricacin.
2.10.3 Ventajas en el uso del biosol (fertilizante solido)
El uso de este abono hace posible regular la alimentacin de la
planta. Los cultivos son fortalecidos y ocurre una mejora del
rendimiento. El uso del Biosol permite el uso intensivo del suelo
mejorando a la vez la cantidad del mismo.
El Biosol confiere a los suelos arenosos una mayor cohesin
mejorando con ello la retencin de los nutrientes en el suelo.
El Biosol mejora la estructura del suelo y la capacidad de retencin
de la humedad del mismo, esto favorece la actividad biolgica en el
suelo. Mejora la porosidad, y por consiguiente la permeabilidad y
ventilacin (Aparcana S., 2008).
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III METODOLOGA
3.1 Caracterizacin del rea
Las muestras fueron extradas de diferentes biodigestores con los que cuenta
la empresa, que ascienden a ms de 30, distribuidos en la regin angelopolis
del estado de Puebla, que comprende alrededor de 13 municipios.
La Empresa Sistema Biobolsa es parte del Instituto Internacional de
Recursos Renovables (IRRI) en el programa de biogs y esta ubicada en calle
Amatlan, No. Ext. 37, Piso 1, Colonia Condesa, Mxico D.F. C.P. 06140
RFC: IRR050715O.
Las muestras fueron llevadas al laboratorio de suelos del Instituto
Tecnolgico del Altiplano de Tlaxcala, donde se tiene como objetivos
contribuir a la generacin de informacin a travs de proyectos de
investigacin para el uso y manejo del suelo, en apoyo a los sectores pblico
y privado, mediante la capacitacin y servicios orientados a mejorar las
condiciones del suelo.
3.2 Muestreo y anlisis.
Las muestras fueron tomadas como se muestra en la tabla siguiente.
Tabla 1. Muestras de biol y semana de recoleccin.
Muestra Descripcin Tipo de biol Mes de recoleccin N Productor Tipo de Muestra Bovinos Ovinos Agost. Sept. Oct.
M1 Hern Q. Biol fresco x x x x x M2 Hern Q. Biol 20 das x x x x x
M3 PRONIBAS Biol fresco X x M4 Hern Q. Biol 30 das x x x x
M5 Enrique V. Biol fresco x x x x x
M6 Enrique V. Biol 15 das x x x x x M7 Adn Biol fresco x x
M8 Adn Biol 10 das X x
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3.3 Descripcin de las actividades a realizar
3.3.1 pH
El pH es un indicador de la acidez de una sustancia. Est determinado por el
nmero de iones libres de hidrgeno (H+) en una sustancia.
El resultado de una medicin de pH viene determinado por una
consideracin entre el nmero de protones (iones H+) y el nmero de iones
hidroxilo (OH-). Cuando el nmero de protones iguala al nmero de iones
hidroxilo, el agua es neutra. Tendr entonces un pH alrededor de 7.
Para la determinacin de pH de la muestras se utilizo un potencimetro,
marca HANNA HI255, previamente calibrado con 2 puntos correspondientes
a soluciones buffer de pH 4 y 7.
Se deben tomar 2 ml de biol y se agregan en un vaso de precipitados de 50
ml, a continuacin se agregan 20 ml de agua destilada, como es una solucin
acuosa no hay agitacin; y se mide. La medicin tambin puede ser directa.
3.3.2 Conductividad elctrica
La conductividad elctrica, se define como la capacidad que tienen las sales
inorgnicas en solucin (electrolitos) para conducir la corriente elctrica.
Se utilizo un conductimetro digital CL8. Se deben colocar 2ml de biol en un
vaso de precipitados de 10ml, se aaden 4ml de agua, se agita y se deja
reposar por 30 minutos. Se lava la celda despus de cada medicin con agua
destilada, se toma la temperatura de la solucin, las lecturas se corrigen por
el factor de temperatura que proporciona el mtodo a utilizar, y se expresa en
mmol o Ds.
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3.3.3 Determinacin de Nitrgeno del biol (micro-Kjeldahl)
Se extrae 0.5ml de la muestra de biol y se coloca en un matraz de micro-
Kjeldahl seco, se le adicionan 1.1 gr de mezcla de catalizador, 3 ml de cido
sulfrico concentrado, calentar en la unidad digestora a temperatura media
alta hasta que el digestado se tia a un color claro.
Ebullir la muestra por 1 hora a partir del momento en que se torne claro. La
temperatura en esta fase debe regularse de modo que los vapores de cido
sulfrico se condensen en el tercio interior del cuello del tubo de digestin.
Una vez completada esa fase se deja enfriar el frasco y agregar suficiente
agua para colocarla en suspensin, mediante agitacin.
Dejar decantar las partculas de slice evitando la precipitacin de cristales
de sulfato de amonio.
Pasar el contenido lquido a la cmara de destilacin del aparato, lavando el
matraz de digestin con pequeas porciones de agua.
Colocar en el tubo de salida del aparato de digestin un matraz Erlenmeyer
de 125ml que contenga 10ml de la solucin H3BO3 + indicadores.
Conectar el flujo de vapor e iniciar la destilacin. Destilar hasta que el
volumen alcance la marca de los 75ml en el frasco Erlenmeyer.
Determinar el nitrgeno amoniacal presente en el destilado, para ello se
titula con cido sulfrico al 0.01N. el cambio de color de la mezcla de
indicadores en el punto final de la titulacin es de verde a rosa fuerte. Se
prepara blanco siguiendo exactamente el mismo procedimiento que en las
muestras.
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3.3.4 Determinacin de Fosforo (mtodo de Olsen)
Se deben tomar 2.5 ml de Biol y se colocan en frascos de polietileno.
Se le adicionan 5ml de la solucin extractora y agitar la suspensin, se
recomienda que sea en agitadores de accin reciproca durante 30 minutos a
180 oscilaciones por minuto.
Se debe dejar filtrar a travs del papel filtro Whatman N. 42 u otro.
Preparar blanco a partir de alcuotas de solucin extractora y adicionar todos
los reactivos como en las muestras.
Tomar unas alcuota de 5ml (o 10ml si la concentracin de P es muy baja) del
filtrado y colocarla en un matraz aforado de 50ml.
Agregar 5ml de la solucin reductora, agitar y aforar. Leer despus de 30
minutos, pero antes de una hora a una longitud de onda de 882 nm.
Preparar una curva de calibracin con patrones de 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 y
1.0 mg L-1. De P.
Adicionar un volumen de solucin extractora de NaHCO3 .5 M igual a la
alcuota empleada para medir en las muestras desconocidas.
Llevar a aproximadamente 40ml con agua y adicionar 5ml de la solucin
reductora con cido ascrbico, aforar.
Agitar nuevamente. Leer despus de 30 minutos pero antes de una hora a
882nm.
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3.3.5 Determinacin de Potasio
Se deben colocar 4ml de extracto en un tubo de ensayo. Se agregan 12 gotas
de formol (formaldehido), se agita y se deja reposar por 5minutos.
Se aaden 2ml de cobaltinitrito de sodio, agitar bien.
Se deben adicionar 4ml de alcohol isopropilico, deslizar lentamente por las
paredes para formar una capa sobre la superficie, agitar durante 30-40
segundos con movimiento rotatorio con la mano. Dejar reposar durante
30minutos en bao mara a temperatura de 27 oC, comparar las muestras
con la curva. Leer a 650 mU (filtro rojo) entre densidades pticas 0.0 y 0.5.
Cada anlisis lleva alrededor de 2 das aproximadamente, estos se
especifican en el cronograma de actividades.
Los resultados obtenidos determinaron:
Alimentacin adecuada del ganado para la obtencin de un buen
biofertilizante.
Composicin del estircol fresco antes de la fermentacin anaerobia, para
saber que entra y que sale (biol). En el caso del biol, determinar una dosis
para su aplicacin en los cultivos.
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IV RESULTADOS Y DISCUSIN
De acuerdo a las muestras tomadas de los biodigestores de la regin que
fueron analizadas en el Instituto Tecnolgico del Altiplano de Tlaxcala
(Laboratorio de suelos), se obtuvieron los siguientes resultados.
4.1 Propiedades fsicas del biol
4.1.1 pH
De acuerdo a lo adquirido en la determinacin de pH del biol, se obtuvo que
las muestras M2, M5 y M7 mostrar un pH medianamente bsico, y las dems
muestras presentan un pH neutro.
Cuadro 1. Resultados pH Muestra Resultado
M1 7.38
M2 7.52
M3 7.13
M4 7.12
M5 7.4
M6 7.32
M7 7.5
M8 7.21
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Cuadro 2. Valores de pH Valor pH. Interpretacin
10.0 Fuertemente alcalino
4.1.2 Conductividad elctrica (C.E.)
De acuerdo a la interpretacin del cuadro las muestras analizadas tienen de
1.1 a 2.0, mostrando un efecto muy ligeramente salino.
Cuadro 3. Resultados de C.E. Muestra Resultado
M1 1.32
M2 1.3
M3 1.12
M4 1.14
M5 1.25
M6 1.26
M7 1.08
M8 1.03
-
28
Cuadro 4. Valores de C.E. C.E. ds*m-1 Efecto
16.0 Muy fuertemente salino
4.1.3 Nitrgeno
De acuerdo al cuadro la concentracin de nitrgeno en las muestras de biol
se encuentran en un rango muy alto, cabe recalcar que los resultados de las
muestras estn determinados en base seca.
Cuadro 5. Resultados Nitrgeno. Muestra (DBS %)*
M1 0.478
M2 0.957
M3 0.239
M4 0.365
M5 0.304
M6 0.478
M7 0.413
M8 0.326
* Determinacin en Base seca
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29
Cuadro 6. Interpretacin de Nitrgeno total. Clase Nitrgeno total %
Muy bajo 0.25
4.1.4 Resultados de fosforo (P)
De acuerdo al cuadro siguiente la muestra M4 y M8, tienen un porcentaje alto de fosforo, seguidas de las muestras M1 y M7, los resultados muestran
que a mayor tiempo de almacenamiento hay un incremento de fosforo.
Cuadro 7. Resultados fosforo.
Muestra (DBS %)*
M1 12.72
M2 9.91
M3 9.13
M4 18.57
M5 4.83
M6 4.33
M7 10.43
M8 15.00
* Determinacin en base seca.
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30
Cuadro 8. Interpretacin de fosforo. Clase Mg Kg-1 de P
Bajo 11
4.1.5 Resultados de potasio (K)
De acuerdo a los anlisis efectuados respecto a potasio son altas las
concentraciones, nuevamente hay que recalcar que los resultados se
reportan en base a materia seca.
Cuadro 9. Resultados de Potasio. Muestra (K) mg/l
M1 230
M2 457
M3 261
M4 391
M5 226
M6 348
M7 243
M8 304
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31
Cuadro 10. Parmetros de interpretacin de potasio. K Interpretacin
300 Alto
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32
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones
Se puede concluir que el trabajo realizado en el laboratorio de suelos del
Instituto Tecnolgico del Altiplano de Tlaxcala, da una amplia representacin
del contenido de nutrientes en el biol obtenido de los biodigestores.
El anlisis de biol es una prctica que permite calcular una buena
dosificacin del uso de biol en el cultivo, de acuerdo a sus necesidades, sin
hacer un uso irracional del producto. La cantidad y forma de aplicar el biol
vara en funcin del cultivo, tipo y calidad del suelo.
La alimentacin del ganado en las granjas es muy variada de acuerdo a la
regin y poca; por ello la composicin del biol no siempre ser la misma.
El aprovechamiento de los desechos orgnicos (estircol), en los biodigestores
(sistema biobolsa), trae consigo muchos beneficios no solo en la economa del
productor, sino tambin para el medio ambiente y la salud humana, pues
permite un mejor manejo de los residuos.
5.2 Recomendaciones
Para dar una buena recomendacin para el uso del fertilizante orgnico debe
tomarse en cuenta que hay que hacer un anlisis de suelo para saber el
contenido de nutrientes del mismo y recomendar una dosis de aplicacin.
Se recomienda profundizar en las investigaciones sobre el uso de los
fertilizantes orgnicos ya que hay evidencias de que no contaminan ni
degradan la capacidad productiva del suelo, y que son regeneradoras de su
poblacin microbiana; hay estudios que muestran una funcin protectora
del sistema radicular de la planta contra microorganismos patgenos.
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33
Se deben hacer ms estudios acerca de los componentes de este tipo de
efluentes que permitan conocer sus propiedades y beneficios para los
cultivos y el suelo.
El desarrollo de esta tecnologa incluye una amplia investigacin, creando
lazos con instituciones interesadas en el fomento de nuevas alternativas para
la produccin de los cultivos.
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34
VI LITERATURA CITADA
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Proceso Fermentacin Anaerbica para produccin de Biogs.
German ProfEc GmbH. Alemania.
Bizzozero, F. (2006). Biofertilizantes. Nutriendo cultivos sanos. CEUTA
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Casa Blanca (finca de produccin, investigacin y capacitacin en
agricultura ecolgica y agroecoturismo. Lote 20-Parcelacion Casa
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Monroyh, O.; Viniegra G. (1990). Biotecnologas. Para el aprovechamiento de
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sustentable. [Articulo de internet] [www.pa.gob.mx/publica
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Navarro, G. (2000). Qumica agrcola. El suelo y los elementos qumicos
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Fuente electrnica
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[http://www.motril.es/fileadmin/areas/medioambiente/ae/presentaci
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s/cap%20de%20int%20cat.htm (visitado 26/08/2011).
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ANEXOS
Imagen 1. Biobolsa de 12m3
Imagen 2. Muestras de biol