UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TABASCO

DIVISIÓN DE QUÍMICA:AREA TECNOLOGIA AMBIENTAL

NOMBRE DEL PROYECTO

“BIOFERTILIZANTE A BASE DE EXCREMENTO BOVINO”

ASIGNATURA

BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL

FACILITADOR:ING. JOSÉ FERNANDO CORDOVA GÓMEZ

ELABORADO POR:

ESPINOZA ROMERO DAVID GONZALO

MIRANDA VIDAL JOSÉ FRANCISCO

SOLIS AVALOS LUIS ERNESTO

ALVARADO LOPEZ FLAVIO

PEREZ MENDEZ DALIA

PARRILLA, CENTRO, TABASCO, AGOSTO DE 2012

0

ÍNDICE

Lista de figuras i

Lista de fotografías ii

Introducción 1

Capítulo I marco metodológico 3

1.1 Antecedentes del proyecto 3

1.2 Justificación 6

1.3 Objeto general y específico 7

1.3.1 Objetivo general 7

1.3.2 Objetivos específicos 7

1.4 Alcance del proyecto 8

1.5 Impacto del proyecto 8

1.6 Metodología para el desarrollo del proyecto 9

1.6.1 Trabajo de investigación documental 9

1.6.1.1 Recopilación de información 9

1.6.2 Trabajo de campo 9

1.6.2.1 Preparación de la mezcla para

el crecimiento de la bacteria fermentadora

Bacillus Subtilis 10

1.6.2.2 Adicción de nutrientes 10

1.6.2.3 Filtración de Bio-Fertilizante 10

1.6.3 Trabajo de Laboratorio 11

1.6.3.1 Identificación de la Bacteria Bacillus Subtilis 11

0

1.6.3.2 Monitoreo de parámetros de PH y Temperatura 12

1.6.3.3 Evaluación del funcionamiento del Biofertilizante 13

1.7 Cronograma de Actividades 15

II Marco Teórico 16

2.1 Biofertilizante 16

2.2 Componentes de un Biofertilizante 16

2.2.1 Leche o suero de vaca 16

2.2.1.1 Función de la Leche en el Biofertilizante 17

2.2.2 Melaza o jugo de Caña 17

2.2.2.1 Función de la Melaza o jugo de caña en el Biofertilizante 17

2.2.3 Ceniza 18

2.2.3.1 Función de la Ceniza en el Biofertilizante 18

2.2.4 Excremento 18

2.2.4.1 Función del Excremento en el Biofertilizante 19

2.2.5 Agua sin tratar no contaminada (De pozo profundo) 19

2.2.5.1 Función del Agua en el Biofertilizante 20

2.3 Utilidad de los Biofertilizantes 20

2.4 Funcionamiento de los Biofertilizantes 20

2.5 Verificación de la calidad de los Biofertilizantes 21

2.6 Aplicación de los Biofertilizantes en cultivos y suelo 21

2.7 Género Bacillus 22

2.7.1 Bacillus Subtillis 23

2.8 Medio de Cultivo 23

0

2.8.1 Tipos de Medios de Cultivo 23

2.9 Frijol 26

2.9.1 Frijol Común (Phaseolus vulgaris L.) 27

2.9.1.1 Adaptación en clima y suelo 27

III MARCO APLICATIVO 28

3.1 Trabajo de Campo 28

3.1.1 Preparación de la mezcla para el crecimiento de la bacteria

fermentadora Bacillus Subtillis. 28

3.1.2 Adición de nutrientes 29

3.1.3 Filtración del Biofertilizante 29

3.2 Trabajo de Laboratorio. 30

3.2.1 Identificación de la Bacteria Bacillus Subtillis 30

3.2.2 Monitoreo de parámetros de PH y Temperatura 33

3.2.3 Evaluación del funcionamiento del Biofertilizante 34

3.3 Análisis e interpretación de resultados. 35

Conclusión 37

Recomendaciones 38

Anexos 39

Bibliografía 40

0

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Estructura de la metodología propuesta………………………………………………………14

i

LISTA DE FOTOGRAFÍAS

Foto 1. Agregación de ingredientes y Mezclado…………………………………………………………26

Foto 2. Adición de nutrientes……………………………………………………………………………….27

Foto 3. Filtrado del biofertilizante…………………………………………………………………………..27

Foto 4. Mezcla del agar soya triptona con agua destilada……………………………………………...28

Foto 5. Disolución del agar de soya triptona……………………………………………………………..28

Foto 6. Matraz sellado con el tapón elaborado a base de algodón y papel estraza…………………29

Foto 7. Esterilización de matraces…………………………………………………………………………29

Foto 8. Segregación de la muestra del Biofertilizante…………………………………………………...29

Foto 9. Monitoreo de pH del Biofertilizante……………………………………………………………….30

Foto 10. Monitoreo de temperatura del Biofertilizante…………………………………………………..30

Foto 11. Medición de longitud y ancho de la hoja de frijol común……………………………………..31

Foto 12. Medición de longitud del tallo de la planta del frijol común…………………………………..31

Foto 13. Cálculo de los datos por medio de la técnica deT-student…………………………………...32

ii

INTRODUCCIÓN

Los biofertilizantes como biotecnología ambiental ofrecen una nueva forma de disminuir la contaminación

en los suelos, los cuales son dañados por el uso excesivo de fertilizantes químicos, los cuales son

utilizados para mejorar la producción del cultivo.

Los biofertilizantes o abonos líquidos fermentados (ALF) son el producto que se origina a partir de la

fermentación de materiales orgánicos. Popularmente se cree que los abonos líquidos fermentados

contienen sustancias que favorecen al crecimiento vegetal a la vez que contribuyen a mejorar la vida

microbiana del suelo. (Galindo et al. 2007).

Los fertilizantes biológicos, con base en bacterias y hongos benéficos tienen las siguientes funciones

principales: Fijadores de nitrógeno del medio ambiente para la alimentación de la planta, protectores de la

plantas ante microorganismos patógenos del suelo y estimulan el crecimiento del sistema radicular de la

planta, mejorando y regenerado el Suelo (www.biofabrica.com.mx).

Con el uso de los biofertilizantes se aspira a mejorar la productividad agrícola y disminuir los costos de

producción, al mismo tiempo que se pretende reducir la degradación de los sistemas agrícolas, causado

por el uso de agroquímicos y por las prácticas agrícolas que causan la erosión del suelo. Asegurando así

la vida productiva de las parcelas.

En el año 2007 Ingenieros Químicos de Colombia demostraron que la bacteria Bacillus Subtilis

proveniente del estiércol bovino, la cual es el primordial microorganismos que se encarga de digerir,

fermentar y colocar los elementos nutritivos que se encuentran en un Bio-fertilizante a base de estiércol

bovino (Restrepo, 2007).

La bacteria Bacillus Subtillis es un factor importante en la fabricación de biofertilizantes, evitando

enfermedades, ayudando al crecimiento de los cultivos y controlando plagas que puedan afectar a las

plantas.

Bacillus subtilis es una bacteria Gram positiva, Catalasa-positiva, aerobio facultativo1 comúnmente

encontrada en el suelo. Miembro del Género Bacillus, B. subtilis tiene la habilidad para formar una

1

resistente endospora protectora, que permite al organismo tolerar condiciones ambientalmente.

(www.bacillus8.blogspot.mx)

Es importante mencionar que este documento está conformado por tres capítulos; los cuales están

organizados de la siguiente manera:

Capítulo I, Marco Metodológico, en el cual se presenta las directrices para la elaboración del trabajo, los

antecedentes, los objetivos, la justificación, el impacto, el alcance, y la metodología que se desarrollo

para cumplir los objetivos establecidos al inicio de este capítulo.

En el capítulo II, Marco Teórico, se conforma el apoyo bibliográfico de este proyecto. Ahí se encuentra

toda la herramienta bibliográfica que respalda a este trabajo de investigación, teoría relacionada con el

proyecto como: que es un Biofertilizante, sus componentes, la bacteria que interviene en la fermentación

del Biofertilizante, la manera de como identificar la presencia de la bacteria, así como información de la

planta que se utilizará como muestra para la evaluación del Biofertilizante, etc.

El capítulo III Marco Aplicativo. Aquí se describen los pasos expuestos en la metodología para la

elaboración y evaluación del Biofertilizante, así como una conclusión en donde se exponen los resultados

obtenidos en el marco aplicativo en base a los objetivos expuestos en el marco metodológico, y las

recomendaciones en las que se describen sugerencias para la optimización de estudios futuros

relacionados al presente.

Por último, se presenta las referencias bibliográficas en donde se presenta un listado bibliográfico donde

se consulto toda la información necesaria para sustentar este trabajo teóricamente. Así como también, se

presentan los anexos en donde se incluyen material relevante del proyecto para mayor claridad y

profundidad de la investigación.

2

0

CAPÍTULO I MARCO METODOLOGICO

1.1 ANTECEDENTES DEL PROYECTO

Se conoce que desde la antigüedad es necesario el uso de los fertilizantes orgánicos para mantener y

mejorar la disponibilidad de nutrimientos en el suelo y obtener mayores rendimientos en el cultivo de las

cosechas (Trinidad, 2006).

Estos conocimientos fueron adquiridos de manera empírica en los tiempos primitivos, desarrollados y

descritos en la época clásica (Grecia y Roma). En el año 1800 en Europa se recogieron y desarrollaron

muchas de las experiencias de fertilización que aparecían en la literatura romana. Pero a pesar de todos

los esfuerzos, las cosechas permanecían bajas. La pérdida total de las cosechas causaba

frecuentemente empobrecimientos masivos y crisis de hambre.

Después de la primera guerra mundial el abono, experimenta un impulso considerable en Europa y pronto

ocurre lo mismo en otras muchas regiones del mundo. Las décadas de los 20 y 30 son en cierto sentido

la gran época de aprendizaje del abono. Se analiza y comprueba la eficacia de diferentes abonos en

muchos cultivos, sobre diversos suelos e incluso en relación con el clima. (Fink, 1998)

En la segunda guerra mundial empresas inglesas y alemanas desarrollaron los primeros fertilizantes

químicos, habiendo contado con el apoyo de empresas químicas, y petroleras norteamericanas, así como

la colaboración de las compañías químicas suizas y sus banqueros. (www.qcentro.org)

El uso excesivo de estos fertilizantes químicos junto a la quema de los rastrojos, mala rotación de

cultivos, uso inadecuado de las pendientes ha traído consigo la acidificación de estos suelos, así como

aumento del contenido de sales, a la vez que han disminuido los niveles de materia orgánica. Ante esta

situación disminuye drásticamente la microflora del suelo, haciendo difícil la concreción de los ciclos de

los principales elementos en el suelo, así como las asociaciones beneficiosas planta-microorganismo.

Este deterioro de las propiedades físicas y químicas del suelo, conjuntamente con la disminución de la

riqueza de la microflora han posibilitado la disminución de la diversidad biológica tanto de plantas

cultivadas como las no cultivadas de la zona. Muchos cultivos que antes eran tradicionales de la zona

ahora son solo recuerdo de los más viejos. Algunas especies tradicionales, e incluso endémicas están

casi desaparecidas como el ébano carbonero y algunas especies de orquídeas por tan solo citar dos

ejemplos.

3

La aplicación de biofertilizantes a partir de Hongos de Micorrizas Arbusculares en agroecosistemas

degradados como el Valle de San Andrés ha de conducir a una disminución significativa de los niveles de

fertilizantes químicos aplicados en los diferentes cultivos, lo cual redundará en la disminución de los

costos de producción de los mismos, a la vez que traerá efectos beneficiosos sobre el ecosistema local al

disminuir los procesos degradativos relacionados con la acidificación y salinización, y disminuirá la

contaminación de las aguas. (Toledo et al. 2010).

El uso indiscriminado de agroquímicos, en particular de los fertilizantes, como base de la producción

agrícola, ha resultado altamente costoso, ineficiente, depredador y contaminante del medio ambiente.

El uso y abuso de los fertilizantes químicos, ha significado deterioro de la capacidad productiva de los

suelos agrícolas, la contaminación de mantos freáticos y aguas superficiales, además de la atmósfera y

mares.

Hay que destacar que el insumo más caro de la producción agrícola en general, son los fertilizantes, que

cubren entre el 30 y 35% de los costos totales, con una tendencia creciente en el último periodo. Sin

embargo, éste es el insumo más desperdiciado, ya que su nivel de aprovechamiento es máximo del 40%;

es decir, de cada 100 kilos que se aplica al suelo, la planta aprovecha 40 kilos, el 60% restante se destina

a la contaminación.

Por lo anterior, a nivel internacional se ha iniciado una búsqueda de alternativas para la producción

agrícola, que sean económicas, productivas y ecológicamente viables y deseables. Y es aquí donde se

inscriben los Biofertilizantes.

La Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), cuenta con el Centro de Ciencia Genómicas

(Anteriormente, Centro de Investigación Sobre Fijación de Nitrógeno), que tiene más de 30 años

trabajando con bacterias fijadoras de nitrógeno: Azospirillum brasilense y Rhizobium etli, siendo pionera

en estos trabajos de investigación, y cuenta con un amplio reconocimiento a nivel mundial.

Los trabajos realizados por la UNAM han incluido evaluaciones en campo respecto a su uso agronómico

en la nutrición vegetal.

4

En el año de 1999 y 2000, la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y

Alimentación (SAGARPA), estableció un convenio con la UNAM para difundir el uso de los biofertilizantes

en base a estas bacterias. En los dos años se difundió el uso de estos productos en una superficie

cercana a los dos millones de hectáreas, en diversas regiones y cultivos. De manera conjunta, la UNAM y

el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), le dieron seguimiento

a una muestra de esta superficie para evaluar los resultados, siendo su impacto bastante significativo.

Con el cambio de gobierno, a finales del año 2000, desapareció el programa de difusión de los

biofertilizantes, y estos productos también desaparecieron, ya que no entraron al mercado, siendo su

producción exclusivamente para el programa oficial.

A finales del 2003, Biofabrica Siglo XXI, establece un convenio con la UNAM para adquirir la licencia

tecnológica para el uso de las bacterias (Azospirillum b. y Rhizobium e.), para la elaboración y

comercialización de biofertilizantes.

Una vez firmado el convenio con la UNAM, Biofabrica establece una serie de parcelas de validación en

diferentes cultivos y regiones; asimismo, se llevaron a cabo trabajos de investigación aplicada  para

contar con más elementos sobre el impacto de estos microorganismos para su uso agronómica. (Morales,

2011).

Actualmente en el estado de Tabasco no existe proyecto realizado o en curso con respecto a la

elaboración de biofertilizantes a base de componentes orgánicos, por lo tanto podemos decir que con la

realización de este proyecto se contribuiría como pioneros en la implementación de la metodología para

realización de Biofertilizantes y comprobar su funcionamiento y evaluación con respecto a su desarrollo

en las condiciones climatológicas y características del suelo del estado de Tabasco.

5

1.2JUSTIFICACIÓN

Los biofertilizantes como metodología biotecnológica ambiental son una alternativa que permiten en gran

medida disminuir los impactos ambientales generados al suelo por el uso de fertilizantes químicos, el cual

utiliza residuos orgánicos para su elaboración, Reduciendo así la contaminación por estos residuos, el

uso de fertilizantes químicos y la inversión en el cuidado de los cultivos, De tal manera que los

agricultores mejoren en la producción de sus cultivos, con una baja inversión económica y la

conservación de los nutrientes en el suelo.

El proyecto tiene como premisa la elaboración de un Biofertilizante a base de excremento bovino ya que

esta representa numerosos beneficios ambientales, económicos y sociales para nuestro país y en

particular para nuestro estado ya que es importante recalcar que aunque no existen datos de

elaboración de Biofertilizantes a base de ingredientes orgánicos en el Estado de Tabasco resulta aun

más relevante la ejecución del presente proyecto, siendo este el vinculo que formará parte de los

primeros antecedentes en la historia del Estado sobre el estudio, experimentación, desarrollo y aplicación

de esta novedosa Biotecnología que de ser llevada a gran escala será de gran utilidad principalmente

para contribuir a reducir la demanda de los Fertilizantes químicos que ocasionan un daño severo a los

suelos de la entidad. Aunado a esto resulta atractivo mencionar los beneficios que otorgará el proyecto en

los siguientes estratos: social, económico y ambiental.

Beneficio social: la elaboración de un Biofertilizante a base de excremento bovino en particular para la

población del Estado de Tabasco que actualmente es de 2 238 603 habitantes, correspondientes al 2.0%

del total del país, resulta benéfico por que ampliará el conocimiento y la cultura ambiental en la sociedad

sobre todo en el uso responsable de una nueva tecnología considerablemente menos contaminante que

la utilizada para los fertilizantes químicos comunes; En cierta manera la población mas beneficiada podría

resultar ser los agricultores y en general la gente dedicada al trabajo del campo, ya que pueden obtener

un recurso que es necesario utilizar en sus actividades y para mayor aporte, el obtenerlo con residuos

propios de sus actividades.

Beneficio económico: Elaborar un biofertilizante a base de excremento bovino en el Estado de Tabasco

contribuirá en el sector agrícola ya que en comparación con la producción convencional de fertilizantes

químicos resulta considerable el gasto en mano de obra y recursos. Básicamente beneficiara al sector

agrícola de la región al adquirir un fertilizante Orgánico de igual eficiencia a los químicos comercializados

y a un bajo costo con respecto a los materiales necesarios.

6

Ambiental: Los Biofertilizantes aseguran que los suelos cultivados permanecerán fértiles por cientos de

años, aumentan la fauna bacteriana en el suelo, mejoran la cantidad de Materia Orgánica y

características del suelo, disponibles para las plantas que lo requieren para su desarrollo, y aunado a la

contribución de disminuir las concentraciones de contaminantes químicos presentes en los suelos del

Estado de Tabasco causada por el uso de fertilizantes químicos comunes, debido a que su elaboración

requiere elementos orgánicos renovables.

Por último cabe mencionar que este proyecto aportará conocimientos sólidos a la comunidad estudiantil

de Ingeniería en Tecnología Ambiental interesados en desarrollar una técnica o metodología para la

producción de un Biofertilizante a base de excremento bovino siendo útil también como guía de apoyo o

referencia para futuros proyectos similares.

1.3 Objetivo general y específico

1.3.1 Objetivo general

Elaborar un Bio-Fertilizante a partir de estiércol bovino, para comprobar su funcionamiento en plantas de

Frijol Común (Phaseolus vulgaris), en la Universidad Tecnológica de Tabasco.

1.3.2 Objetivos específicos

Preparar la mezcla para el crecimiento de la bacteria fermentadora Bacillus Subtilis.

Identificar la bacteria Bacillus Subtillis durante la etapa de fermentación.

Monitorear las propiedades físicas de la mezcla. (pH y temperatura).

Evaluar el funcionamiento del biofertilizante mediante la aplicación foliar a plantas de frijol

común (Phaseolus vulgaris).

7

1.4 Alcance del proyecto

A continuación se presentan los aspectos de costo, tiempo y características que el proyecto contempla.

Tiempo: Del 20 de Mayo al 17 de agosto de 2012 (13 semanas).

Costo: El material que se utilizara será proporcionado por los alumnos y algunos serán proporcionados

por el laboratorio de microbiología de la Universidad Tecnológica de Tabasco, el costo total del proyecto

que incluye la compra de materiales y reactivos en general, el cual ascendió a un valor de: $ 3305.00 M/N

financiado por los interesados, mismos gastos que se encuentran reflejados en la tabla de gastos en

materiales e ingredientes (Ver tabla en anexos)

Características: Las actividades que el proyecto contempla son actividades de campo y de laboratorio

principalmente.

1.5 Impacto del proyecto

Ante la necesidad de erradicar el conocimiento empírico acerca de los abonos orgánicos y establecer

una metodología biotecnológica ambiental para la elaboración de un Bio-fertilizante, el proyecto tendrá

como impacto inmediato el conocimiento sobre las ventajas que puede ocasionar el uso de un Bio-

fertilizante elaborado a base de estiércol bovino en cultivos perennes (frutales) o de temporada (maíz y

frijol). De igual manera se pretende observar si es viable adoptar esta metodología como alternativa para

la disminución en el consumo de fertilizantes químicos en la agricultura del estado de Tabasco.

8

1.6 Metodología para el desarrollo del proyecto

La metodología que se utilizará para desarrollar el proyecto será la manejada por (Restrepo, 2009) en

combinación con (Gonzales, 2010) las cuales nos aportaron un gran apoyo para desarrollar el proyecto,

dicha metodología se divide en tres etapas:

1.6.1 Trabajo de investigación documental

Consiste en investigaciones que nos permitan obtener una gama más amplia de los temas relacionado

con biofertilizantes e identificación de la Bacteria B. subtilis, todo esto con la finalidad de obtener

información que enriquezca el marco teórico del proyecto y obtener más conocimiento acerca del tema.

1.6.1.1_Recopilación de información

En este punto se investiga en buscadores de artículos científicos como «Directory of Open Access

Journals (DOAJ)», «Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe (REDALYC)» la

información acerca de Biofertilizante a base de estiércol bovino, así como también Bio-fertilizantes

líquidos (BFL), también fue necesaria la información acerca de las generalidades de la bacteria Bacillus

Subtillis y de cómo identificarlas.

1.6.2_Trabajo de campo

En este punto se recolectan los materiales para elaborar la mezcla, también se ubican los materiales a

utilizar para comprobar que el producto final funciona y los materiales para identificación de la bacteria

Bacillus Subtilis.

9

1.6.2.1_Preparación de la mezcla para el crecimiento de la bacteria fermentadora Bacillus Subtillis

Para la preparación de la mescla para iniciar, es necesario agregar en el tanque con capacidad de 50 lts

solamente 10.5 kg de estiércol fresco de vaca y también agregar solamente 25 lts de agua no

contaminada (agua de pozo) en el mismo tanque, después mezclar con un bastón de madera hasta

obtener una mezcla homogénea. Después agregar los siguientes reactivos en el tanque de 50 lts:

• 350 ml de leche de vaca fresca

• 350 ml de melaza

• 220 g de ceniza de leña

• 500 g de cal hidratada (Ca(OH)2)

• 220 g de harina de cascará de huevo

Una vez de haber terminado de disolver y mezclar los elementos agregados en el tanque de 50 lts, se

procede a resguardar el tanque, como el proceso de fermentación es aerobio, el tanque se deja entre-

abierto para que tenga circulación de aire fresco y empiece el proceso de fermentación.

1.6.2.2 Adición de nutrientes

En este punto se adicionaran después de que se preparo la mezcla cada tercer día, los mismos

elementos agregados al momento de la preparación de la mezcla hasta completar la novena postura de

nutrimentos y se deja reposar por 10 días para completar el proceso de fermentación.

1.6.2.3 Filtración del Bio-fertilizante

En esta fase la mezcla terminada se filtra mediante un tamiz, para que el Biofertilizante quede libre de

cualquier tipo de solido (estiércol de vaca) y poder aplicarlo de manera foliar a las plantas de frijoles

común (Phaseolus vulgaris).

10

1.6.3Trabajo de Laboratorio

En este apartado es necesario tomar una muestra del biofertilizante para identificar que existe la

presencia de la bacteria fermentadora Bacillus Subtilis mediante el crecimiento en un medio específico.

Para ello son necesarios los siguientes materiales y equipos:

Material

• mecheros.

• 1 agitador.

• 1 matraz de 500 mL.

• 1 balanza.

• 1 espátula.

• 1 probeta de 250 mL.

• 6 cajas de Petri estériles desechables.

• Masking tape

• Papel aluminio

• Plumón indeleble

• Trapo o franela

• Reactivos para el medio de cultivo

Equipo

• Autoclave

1.6.3.1 Identificación de la Bacteria Bacillus Subtillis

Para cerciorarse de la presencia de la bacteria Bacillus Subtillis en estiércol bovino se identificara

implementando su crecimiento en un medio especifico, y con esto estar seguros de que la bacteria tendrá

intervención en el proceso de fermentación, a continuación se describen las instrucciones para las

acciones.

Preparación del Medio de Cultivo

11

• Colocar el medio de cultivo en un Matraz Erlenmeyer y agregar 40 g de medio en 950 ml de

agua destilada.

• Calentar en la parrilla de agitación a 37°c y agitar hasta disolución total.

• Tapar el matraz con un tapón elaborado a base de algodón y gasas. (debe quedar fijo pero no

apretado)

• Distribuir en el autoclave y esterilizar a 121°C durante 15 minutos.

• Dejar enfriar a 50°C u 60°C °.

• Distribuir en las cajas Petri dentro de un campo esteril, vaciar aproximadamente 30ml.

Empleo de la Muestra

• Cuando se deje enfriar a 50°C u 60°C °. (Parte de la preparación).

• Distribuir la muestra en un campo estéril con una asa de metal, la cual se calentara en un

mechero de bunsen el cual se introducirá en la muestra y luego en las cajas Petri donde ira la

muestra (repetir este paso en todas las cajas Petri).

• Dejar reposar en una cámara de incubación.

1.6.3.2 Monitoreo de parámetros de PH y Temperatura

Para el buen desarrollo del biofertilizante es necesario tomar en cuenta estos parámetros teniendo en

cuenta los rangos que debe tener la mezcla con respecto a la temperatura el rango oscila entre los 15ºC

y los 70ºC y el PH debe estar en el rango de 3 hasta un pH de 11.

El monitoreo del pH se realizara con el uso de tiras reactivas, cotejando con la tabla de colores como

indicativo, y la temperatura se obtendrá sumergiendo un termómetro dentro de la mezcla.

12

1.6.3.3 Evaluación del funcionamiento del Biofertilizante

En este punto se utilizara una población de semillas de frijol común (Phaseolus vulgaris) sembradas en

vasos de plásticos transparentes de 10 onzas, con algodón, dicha población se dividirá en 2 muestras

cada una con 15 semillas (muestra A y B).

En la muestra A de 15 semillas se comenzará a suministrar el Biofertilizante en la Etapa 0 (Germinación)

hasta llegar a la etapa 3 (Primera hoja Trifoliada), Esta aplicación de Biofertilizante se efectuara cada 2

días. Y la muestra B de 15 semillas será nuestro blanco y solamente se regara con 15 ml de agua no

contaminada (agua de pozo) cada 2 días desde la etapa de 0 (germinación) hasta la etapa 3 (primera

trifoliada). Todo lo anterior con el fin de observar si hay varianza en las muestras de las plantas con

respecto a la aplicación del biofertilizante.

13

A continuación se presenta la metodología de manera esquemática.

Figura 1: Estructura de la metodología propuesta

14

METODOLOGÍA PARA DESARROLLAR ELABORAR EL BIOFERTILIZANTE A BASE DE

ESTIERCOL BOVINO.

Trabajo de investigación documental

Recopilación de información

Trabajo de campo

Preparación de la mezcla para el

crecimiento de la bacteria fermentadora

B. Subtilis.

Adición de nutrimentos

Trabajo de laboratorio

Identificación de la bacteria B. subtilis.

Medición de parámetros de PH y

temperatura.

Evaluación del funcionamiento del

biofertilizante.

1.7 Cronograma de Actividades

A continuación se presenta el cronograma propuesto para la realización de las actividades, Mediante un diagrama de Gantt, donde se le

asigna un periodo de tiempo para la realización de cada actividad, para poder llevar a cabo el Biofertilizante.

15

D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 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 1 2 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

123456789

101112

DIAFECHA

ELABORACION DE UN BIOFERTILIZANTE A BASE DE ESTIERCOL DE VACA

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PARA DESARROLLAR EL PROYECTO

JULIO AGOSTOMAYO JUNIOMES

Entrega de resultados

Identificación de la bacteria B. Subtilis

Aplicación del biofertilizante

Evaluación del biofertilizante

Monitoreo de Ph y Temperatura

Fermentado de la mezcla

Filtrado del biofertilizante

Adicion de nutrientes

Siembra de semillas de frijol

ACTIVIDADESPresentación de la metodología biotecnológica

Recopilación de materilaes

Elaboración de la mezcla

II MARCO TEÓRICO

En este apartado se presenta la información técnica desde un punto de vista teórico para entender el

desarrollo del marco aplicativo, ya que este tiene como función sustentar teóricamente el marco de

aplicación. A continuación se mencionaran temas de vital importancia relacionados con el tema del

proyecto “Biofertilizante a base de estiercol Bovino”.

2.1 Biofertilizante

Los biofertilizantes son súper abonos líquidos con mucha energía equilibrada y en armonía mineral,

preparados a base de estiércol de vaca muy fresca, disuelta en agua y enriquecida con leche, melaza y

ceniza, que se ha colocado a fermentar por varios días en toneles o tanques de plástico, bajo un sistema

aeróbico (con la presencia de oxígeno) y muchas veces enriquecidos con harina de rocas molidas o

algunas sales minerales como son los sulfatos de magnesio, zinc, cobre, etc. (Restrepo, 2001)

Los Biofertilizantes, en su mayoría, son fabricados a partir de estiércol, melaza, microorganismos y agua,

para después ser sometidos a un proceso de fermentación antes de aplicarlos, vía foliar, en los cultivos

(Uribe et al., 2004). Por lo general, al preparar los ALF, se mezcla agua con alguna fuente de nitrógeno

como estiércol o leguminosas y una fuente energética como melaza o jugo de caña (Restrepo, 1996).

Dicha mezcla puede ser enriquecida con harinas de rocas molidas y sales minerales (Restrepo, 2001;

Restrepo 2002). Finalmente, para la fabricación de ALF es necesario adicionar alguna fuente de

microorganismos (levaduras, leche, suero) que se encargarán de la transformación de los materiales

orgánicos (Restrepo, 2001).

2.2 Componentes de un Biofertilizante

2.2.1 Leche o suero de vaca

La leche es una secreción nutritiva de color blanquecino opaco producida por las glándulas mamarias de

las hembras. Esta capacidad es una de las características que definen a los mamíferos. La principal

función de la leche es la de nutrir a los hijos hasta que son capaces de digerir otros alimentos. Además

cumple las funciones de proteger el tracto gastrointestinal de las crías

contra patógenos, toxinas e inflamación y contribuye a la salud metabólica regulando los procesos de

obtención de energía, en especial el metabolismo de la glucosa y la insulina. 

17

Es el único fluido que ingieren las crías de los mamíferos hasta el destete. La leche de los

mamíferos domésticos forma parte de la alimentación humana corriente en la inmensa mayoría de las

civilizaciones: de vaca, principalmente.

2.2.1.1 Función de la Leche en el Biofertilizante

Principalmente tiene la función de reavivar el biopreparado, de la misma forma que lo hace la melaza;

aporta proteínas, vitaminas, grasas y aminoácidos para la formación de otros compuestos orgánicos que

se generan durante el periodo dela fermentación del biofertilizante, al mismo tiempo les permite al medio

propicio para la reproducción de la microbiología de la fermentación.

2.2.2 Melaza o jugo de Caña

La melaza o miel de caña es un producto líquido espeso derivado de la caña de azúcar y en menor

medida de la remolacha azucarera, obtenido del residuo restante en las cubas de extracción de los

azúcares. Su aspecto es similar al de la miel aunque de color parduzco muy oscuro, prácticamente negro.

El sabor es dulce, ligeramente similar al del regaliz, con un pequeño regusto amargo.

Nutricionalmente presenta un altísimo contenido en hidratos de carbono además de vitaminas del grupo

B y abundantes minerales, entre los que destacan el hierro, cobre y magnesio. Su contenido de agua es

bajo.

Se elabora mediante la cocción del jugo de la caña de azúcar hasta la evaporación parcial del agua que

éste contiene, formándose un producto meloso semicristalizado.

2.2.2.1 Función de la Melaza o jugo de caña en el Biofertilizante:

La principal función es aportar la energía necesaria para activar el metabolismo microbiológico, para que

el proceso de fermentación se potencialice, a demás de aportar elementos en menor escala como son

algunos minerales, entre ellos: calcio, potasio, fósforo, boro, hierro, azufre, manganeso, zinc y magnesio.

2.2.3 Ceniza

La ceniza es el producto de la combustión de algún material, compuesto por sustancias inorgánicas no

combustibles, como sales minerales. Parte queda como residuo en forma de polvo depositado en el lugar

donde se ha quemado el combustible (madera, basura, etc.) y parte puede ser expulsada al aire como

parte del humo.

La ceniza de plantas (madera, rastrojos, etc.) tiene un alto contenido de potasio, calcio, magnesio y otros

minerales esenciales para ellas. Puede utilizarse como fertilizante si no contiene metales pesados u otros

contaminantes. Como suele ser muy alcalina, se puede mezclar con agua y dejarla un tiempo al aire para

que se neutralice en parte combinándose con el CO2 ambiental. También se puede mezclar con

otro abono más ácido, como el humus. La descomposición en el humus, además hace a los minerales

más biodisponibles.

Las cenizas de animales contienen más sodio y principalmente el fosfato cálcico de los huesos. Las

cenizas de incineraciones humanas pueden contener restos de metales de empastes y otros implantes.

2.2.3.1 Función de la Ceniza en el Biofertilizante

Su principal función es proporcionar minerales y elementos trazas al biofertilizante para activar y

enriquecer la fermentación, las mejores cenizas son las que se originan a partir de las gramíneas,

cascaría de arroz o maíz.

2.2.4 Excremento

Excrementos, heces o materia fecal son el conjunto de los desperdicios generalmente sólidos o líquidos

producto final del proceso de la digestión. Las heces son los restos de los alimentos no absorbidos por

el aparato digestivo (como fibras y otros componentes que no son útiles para el ser en cuestión), y

también células del epitelio intestinal que se descaman en el proceso de absorción de nutrientes,

microorganismos, y otras sustancias que no logran atravesar el epitelio intestinal.

2.2.4.1 Función del Excremento en el Biofertilizante

Tiene principalmente la función de aportar los ingredientes vivos (microorganismos) para que ocurra la

fermentación del biofertilizante. Aporta especialmente “inóculos” o “semillas” de levadura, hongos,

protozoos y bacterias; los cuales son directamente los responsables de digerir, metabolizar y colocar de

forma disponible para las plantas y el suelo, todos los elementos nutritivos que se encuentran en el caldo

vivo que se esta fermentando en el tanque. Por otro lado, el excremento contiene una gran cantidad

diversificada de microorganismos muy importantes para dar inicio a la fermentación biopreparado, entre

los cuales se destaca el Bacillus subtilis.

Finalmente, otra gran ventaja que se presenta al trabajar los biofertilizantes con excremento es que su

microbiología tiene la característica facultativa de poder desarrollarse tanto anaeróbicamente (sin

presencia de oxigeno) como de forma aeróbica (en presencia de oxigeno), lo que facilita el manejo de la

fermentación por parte de los agricultores. (Restrepo, 2007).

2.2.5 Agua sin tratar no contaminada (De pozo profundo)

El agua de los pozos artesianos o fuentes naturales es normalmente fría y libre de contaminantes

orgánicos, lo cual la hace ideal para beber. La naturaleza geológica del suelo determina la composición

química de las aguas subterráneas. El agua esta en constante movimiento con el suelo donde se estanca

y recircula, y así se desarrolla un equilibrio entre la composición del suelo y la del agua.

El agua subterránea en circulación puede ser de gran variación en la composición con la apariencia de

contaminantes y varios contaminantes. Adicionalmente, las aguas subterráneas son bastante puras

desde un punto microbiológico.

2.2.5.1 Función del Agua en el Biofertilizante

Tiene la función de facilitar el medio líquido donde se multiplican todas las reacciones bioenergéticas y

químicas de la fermentación anaeróbica del biofertilizante. Es importante resaltar que muchos

microorganismos presentes en la fermentación, tales como levadura y bacterias, viven mas

uniformemente en la masa liquida, donde al mismo tiempo, los productos sintetizados como enzimas,

vitaminas, péptidos, promotores de crecimiento, etc., se transfieren más fácilmente.

2.3 Utilidad de los Biofertilizantes

Los Biofertilizantes sirven para nutrir, recuperar y reactivar la vida del suelo, fortalecer la fertilidad de las

plantas y la salud de los animales, al mismo tiempo que sirven para estimular la protección de los cultivos

contra el ataque de insectos y enfermedades. Por otro lado, sirven para sustituir los fertilizantes químicos

altamente solubles de la industria, los cuales son muy caros y vuelven dependientes a los campesinos,

haciéndolos cada vez más pobres (Restrepo, 2007).

2.4 Funcionamiento de los Biofertilizantes

Funcionan principalmente al interior de las plantas, activando el fortalecimiento del equilibrio nutricional

como un mecanismo de defensa de las mismas, a través de los ácidos orgánicos, las hormonas de

crecimiento, antibióticos, vitaminas, minerales,enzimas y co-enzimas, carbohidratos, aminoácidos y

azúcares complejas, entre otros,presentes en la complejidad de las relaciones biológicas, químicas,

físicas y energéticasque se establecen entre las plantas y la vida del suelo.

Los biofertilizantes enriquecidos con cenizas o sales minerales, o con harina de rocas molidas, después

de su periodo de fermentación (30 a 90 días), estarán listos y equilibrados en una solución tampón y

coloidal, donde sus efectos pueden ser superiores de 10 a 100.000 veces las cantidades de los

micronutrientes técnicamente recomendados porla agroindustria para ser aplicados foliarmente al suelo y

a los cultivos. (Restrepo, 2007)

2.5 Verificación de la calidad de los Biofertilizantes

Hay varios aspectos o parámetros que vale la pena observar para verificar la calidad de los

biofertilizantes fermentados a base de excremento fresco de vaca:

El olor: Al abrir el tanque fermentador no debe haber malos olores (putrefacción)

. La tendencia es que entre más dejemos fermentar y añejar el biofertilizante, éste será de mejor calidad y

desprenderá un olor agradable de fermentación alcohólica y se conservará por más tiempo.

El color: Al abrir el tanque fermentador, el biofertilizante puede presentar las siguientes

características o una de ellas:

Formación de una nata blanca en la superficie, entre más añejo el biofertilizante, más blanca será la nata,

el contenido líquido será de un color ámbar brillante y traslúcido y en el fondo se debe encontrar algún

sedimento. Cuando los biofertilizantes no están bien maduros o sea, que no se han dejado añejar por

mucho tiempo, la nata superficial, regularmente es de color verde espuma y el líquido es de color verde

turbio, esto no quiere decir que el biopreparado no sirva, sino que cuando lo comparamos con el más

añejo, este último (el añejo) es de mejor calidad, inclusive siendo más estable para su almacenamiento.

Los biofertilizantes serán de mala calidad cuando tengan un olor a putrefacto y la espuma que se forma

en la superficie tienda hacia un color verde azulado y oscuro, entonces es mejor descartarlo. (Restrepo,

2007).

2.6 Aplicación de los Biofertilizantes en cultivos y suelo

La aplicación de los biofertilizantes en los cultivos es foliar y los mejores horarios para hacer esta tarea

son las primeras horas de la mañana hasta más o menos las diez de la mañana y en las tardes, después

de las cuatro, para aprovechar que en estos horarios hay una mayor asimilación de los biofertilizantes por

que hay una mayor apertura de estómatos (es por donde las plantas comen vía foliar, equivale a nuestra

boca) en las hojas de las plantas. Se recomienda que su aplicación sea realizada preferiblemente de la

parte de abajo de las hojas, hacia arriba.

Otra recomendación importante para la aplicación de los biofertilizantes, es la de poderles agregar un

adherente para maximizar su aplicación. Como adherentes recomendamos sábila, tuna, goma laca o cola

pez de madera, ceniza, jabón y harina de trigo, entre otros.

Las aplicaciones de los biofertilizantes sobre el suelo, se deben hacer sobre la cobertura verde del mismo

o sobre la propia superficie del suelo después de haber realizado una limpieza o chapia de las buenazas

(mal llamadas malezas) lo que estimulará la ecoevolución mineral y biológica de la formación de suelos

fértiles, nutritivamente diversificados y más profundos. La aplicación del biofertilizante sobre la superficie

de los suelos se debe hacer de forma simultánea, cuando se están tratando los cultivos. (Restrepo,

2007).

2.7 Género Bacillus

El género Bacillus pertenece a la familia Bacilliaceae, es un género que hoy en día incluye más de 60

especies de bacilos. Este género está formado por microorganismos bacilares Gram positivos,

formadores de endosporas, quimiheterotrofos que normalmente son móviles y rodeados de flagelos

periticos. Son anaerobios o aerobios facultativos son catalasa positivos. Las células bacterianas de este

género tienen un amplio tamaño que varia 0,5 a 2,5 μm x 1,2-10 μm. Este género se encuentra

comúnmente en suelos y plantas donde tienen un papel importante en ciclo del carbono y el nitrógeno.

Son habitantes comunes de aguas frescas y estancadas, son particularmente activos en sedimentos.

(Koneman, 2001).

El género Bacillus pertenece a la familia I Bacilliaceae, del orden I Bacillales de clase tres Bacilli, del

fillum BXIII firmicutes del Dominio bacteria. En la primera edición del género es claramente diverso desde

el punto de vista fenotípico y genotípico. La diferenciación entre especies del género Bacillus se centro en

los resultados en la fermentación de lactosa, sorbitol, manitol, melobiosis, hidrólisis de la urea, y

descarboxilacion de la lisina.(Anderson et al.,2003).

2.7.1 Bacillus Subtillis

Es una bacteria Gram positiva, produce endospora las que son termorresistentes y también resiste

factores físicos perjudiciales como la desecación la radiación los ácidos y los desinfectantes químicos,

produce enzimas hidrofilicas extracelulares que descomponen polisacáridos, ácidos nucleicos

permitiendo que el organismo emplee estos productos como fuente de carbono y electrones, producen

antibióticos como la bacitricina, polimixina, gramicidina y circulina, fermentan la caseína y el almidón, vive

dentro de los limites de 55 a 70ºC.

Es un gran controlador biológico, Bacillus subtilis promueve el desarrollo de las plantas y previene las

enfermedades del suelo.

2.8 Medio de Cultivo

Un medio de cultivo consiste en un gel o una solución que cuenta con los nutrientes necesarios para

permitir (bajo condiciones favorables de pH y temperatura) el crecimiento

de virus, microorganismos, células, tejidos vegetales o incluso pequeñas plantas. Según qué se quiera

hacer crecer, el medio requerirá unas u otras condiciones. Generalmente se presentan desecados en

forma de polvo fino o granular antes de ser preparados, al prepararse podemos encontrarlos en estado

sólido, semisólido y líquido. El objetivo último del cultivo es variado: antibiograma, identificación,

multiplicación.

Los Virus, por ejemplo, son obligados parásitos intracelulares por eso necesitan de un medio que

contenga células vivas.

2.8.1 Tipos de Medios de Cultivo

Medios comunes: Son aquellos que poseen los componentes mínimos para que pueda producirse el

crecimiento de bacterias que no necesiten requerimientos especiales. El medio más conocido de este

grupo es el agar nutritivo o agar común, que resulta de la adición de agar al caldo nutritivo. Otros

representantes de este grupo son el agar tripticase de soja, el agar Columbia, etc.

Medios de enriquecimiento: Son aquellos que, además de las sustancias nutritivas normales,

incorporan una serie de factores indispensables para el crecimiento de microorganismos exigentes. Este

enriquecimiento se hace por adición de sangre u otros productos biológicos (sangre, suero, leche, huevo,

bilis, etc.) que aportan dichos factores. En ocasiones es posible añadir suplementos artificiales a los

medios para producir un enriquecimiento del mismo (p. ej. Polivitex, Isovitalex, etc) El gonococo, por

ejemplo, necesita cistina y cisteína para su crecimiento. Estas sustancias son aportadas por la sangre

calentada adicionada al medio de cultivo (agar chocolate).

Medios selectivos: Son medios utilizados para favorecer el crecimiento de ciertas bacterias contenidas

en una población polimicrobiana. El fundamento de estos medios consiste en facilitar nutricionalmente el

crecimiento de una población microbiana específica. Un ejemplo de medio selectivo es el caldo selenito,

que se utiliza para favorecer el crecimiento de salmonellas y frenar el del resto de enterobacterias.

Medios inhibidores: Cuando las sustancias añadidas a un medio selectivo impiden totalmente el

crecimiento de una población microbiana, se denomina inhibidor. Los medios inhibidores podrían

considerarse como una variante más restrictiva de los medios selectivos. Los medios inhibidores se

consiguen habitualmente por adición de sustancias antimicrobianas o de cualquier otra que inhiba

completamente el desarrollo de una población determinada. Un medio inhibidor es el MacConkey que

permite el crecimiento de los gérmenes Gram negativos e impide el crecimiento de los Gram positivos.

Medios diferenciales: Se utilizan para poner en evidencia características bioquímicas que ayuden a

diferenciar géneros o especies. La adición de un azúcar fermentable o un sustrato metabolizable se

utilizan para este fin. El medio MacConkey es un medio diferencial porque permite distinguir los gérmenes

que fermentan la lactosa de aquellos que no lo hacen. También lo son el C.L.E.D. (lactosa +/lactosa -), el

agar sangre (tipo de hemólisis), el SS (que es doblemente diferencial), etc.

Medios de identificación: Son los destinados a comprobar alguna cualidad específica que puede

servirnos para reconocer la identidad de un microorganismo. Estos medios han de poseer los elementos

necesarios para asegurar el crecimiento de los microorganismos, el sustrato específico que vaya a ser

metabolizado y el indicador que nos muestre el resultado.

El agar Kligler, el medio de Simmons y en general, cualquier medio al que se le haya añadido un

elemento diferencial de un microorganismo, son medios utilizados en identificación. Actualmente están

apareciendo en el mercado una gran cantidad de medios específicos de identificación para ciertos

microorganismos, con lo cual se consigue simultáneamente abaratar el costo y reducir el tiempo de

identificación. Son ejemplos de esto último los medios CPS ID3 o Uriline ID(Biomerieux), utilizados para

identificar los gérmenes urinarios más importantes a partir de la placa de cultivo gracias a la utilización de

sustratos cromogénicos específicos.

Medios de multiplicación: Sirven para obtener una gran cantidad de células a partir de un

microorganismo ya aislado. Seemplean en la obtención de vacunas, en la investigación y en la industria.

Los medios más adecuados para la multiplicación suelen ser líquidos. El caldo-infusión cerebro-corazón

(BHI), es un ejemplo típico de estos medios.

Medios de conservación: Se utilizan para conservar una cepa que, por diversas razones nos interese

mantener. Fundamentalmente se utilizan como controles de calidad de las pruebas y reactivos utilizados

en el Laboratorio de Microbiología. En el laboratorio se pueden conservar las cepas de tres formas:

haciendo pases periódicos de placa a placa,

mediante liofilización de una suspensión bacteriana, y

congelando las cepas en leche descremada estéril al 0,1%.

Medios de transporte: Se usan para el transporte de muestras clínicas que no pueden sembrarse

inmediatamente. Su utilización debe hacerse introduciendo la torunda con la que se obtuvo la muestra en

el interior delmedio (generalmente en un tubo). Son ejemplos típicos de este grupo los medios de Stuart-

Amies,Cary-Blair, etc.

2.9 Frijol

El frijol es una planta originaria de Mesoamérica (que incluye México), la cual se viene cultivando desde

hace alrededor de 8 mil años, desarrollándose durante ese tiempo una diversidad de tipos y calidades de

frijoles. Se considera que en total existen alrededor de 150 especies, aunque en México estas ascienden

a 50, destacando las cuatro especies que el hombre ha domesticado, como son el Phaseolus vulgaris L.

(frijol común), Phaseolus coccineus L. (frijol ayocote), Phaseolus lunatus L. (frijol comba) y Phaseolus

acutifolius Gray (frijol tepari). En nuestro país las especies más importantes en cuanto a superficie

sembrada y producción son las dos primeras.

Actualmente las variedades más comunes de frijoles y las regiones donde se utilizan, se describen a

continuación: Blanco 157 (Bajío), Canocel (Bajío), Pinto 133 y Durango 225 (Bajío y regiones semiáridas),

Durango 664 (Durango, Zacatecas y Chihuahua), Durango 222 (Regiones semiáridas), Canario 72

(Sinaloa, Nayarit, Jalisco y Bajío),Ojo de Cabra 73 (Chihuahua, Zacatecas, Durango), Río Grande

(Durango y Zacatecas), Bayo Calera (Zacatecas), Bayo Durango (Durango, Chihuahua, Zacatecas,

Aguascalientes), Negro Perla, Bayo Macentral, Flor de Mayo M38, Flor de Junio Marcela, Flor de Mayo

RMC, Flor de Mayo Bajío, Negro 150, Bayo INIFAP, Negro 8025, Flor de Durazno; éstas para zonas con

clima templado subhúmedo. Pinto Mestizo, Pinto Bayacora, Negro Altiplano, Negro Sahuatoba, Pinto

Villa, Bayo Victoria, Negro Durango, Negro Querétaro, Negro San Luis, (Altiplano Semiárido).

Por su gran importancia económica y social, el frijol es un producto estratégico dentro del desarrollo rural

de México, ya que ocupa el segundo lugar en cuanto a superficie sembrada nacional y representa

además la segunda actividad agrícola más importante en el país por el número de productores dedicados

al cultivo. Es así, que como generador de empleo es relevante dentro de la economía del sector rural.

Así mismo, es un alimento fundamental en la dieta de la población mexicana, sobre todo para las clases

más desprotegidas del país, ya que constituye la fuente principal de proteínas para dicho sector, siendo

un alimento que no puede sustituirse con el consumo de algún otro. Adicionalmente, la importancia

ancestral de su cultivo en el campo mexicano radica también en que forma parte de la cultura

gastronómica de México, de ahí la amplia aceptación del producto en la cocina mexicana, por lo que

posee una gran demanda a nivel nacional.

Actualmente esta leguminosa se enfrenta a modificaciones importantes ante una sociedad cambiante,

incluidos los hábitos alimenticios, a consecuencia del urbanismo, la migración y el empleo; así como el

paso de una economía cerrada a una economía global, todo lo cual está ejerciendo presiones en diversas

etapas de la cadena de producción, comercialización, transformación y consumo.

2.9.1 Frijol Común (Phaseolus vulgaris L.)

Dentro del grupo de las especies leguminosas, el frijol común es una de las más importantes. Es una

planta anual, herbácea intensamente cultivada desde la zona tropical hasta las templadas. Es originario

de América y se le conoce con diferentes nombres: poroto, haricot, caraota, judía, aluvia, habichuela y

otros.

El frijol es uno de los alimentos básicos en la dieta del ser humano y es la principal fuente de proteína; es

rico en lisina pero deficiente en los aminoácidos azufrados metionina, cistina y triptófano; por lo cual una

dieta adecuada en aminoácidos esenciales se logra al combinar frijol con cereales (arroz, maíz, otros).

2.9.1.1 Adaptación en clima y suelo

El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) se adapta bien desde 200 hasta 1.500 msnm. El cultivo necesita

entre 300 a 400 mm de lluvia. La falta de agua durante las etapas de floración, formación y llenado de

vainas afecta seriamente el rendimiento. El exceso de humedad afecta el desarrollo de la planta y

favorece el ataque de gran número de enfermedades.

Se recomienda que los suelos para el cultivo de frijol sean profundos, fértiles, preferiblemente de origen

volcánico con no menos de 1,5% de materia orgánica en la capa arable y de textura liviana con no más

de 40% de arcilla como los de textura franco, franco limosos y franco arcilloso ya que el buen drenaje y la

aereación son fundamentales para un buen rendimiento de este cultivo.

Se debe evitar sembrar en suelos ácidos, con contenidos altos en manganeso y aluminio y bajos en

elementos menores. El pH óptimo para frijol está comprendido entre 6,5 y 7,5 aunque es tolerante a pH

entre 4,5 y 8,2.

III MARCO APLICATIVO

En este capitulo se concluye con la presentación de resultados sobre la metodología propuesta para la

realización de un “Biofertilizante a base de excremento Bovino”, se detalla paso a paso la obtención

de resultados para el trabajo de campo y laboratorio.

3.1 Trabajo de Campo

.

3.1.1 Preparación de la mezcla para el crecimiento de la bacteria fermentadora Bacillus Subtillis.

Para iniciar con la creación del Biofertilizante fue necesario que se vertieran todos los ingredientes como

lo son: el estiércol fresco de vaca, melaza, cal hidratada, cenizas, leche fresca de vaca, cascara de huevo

molida y 25 litros de agua no contaminada sin tratamiento (de Pozo) en el tanque con capacidad para 50

litros, posteriormente agregados, se mezclaron hasta homogenizar con la ayuda de la paleta de Madera,

al finalizar se dejo reposar el tanque sin taparlo por completo.

Foto 1. Agregación de ingredientes y mezclado

3.1.2 Adición de nutrientes

Una vez agregada la primera dosis de ingredientes por primera vez, se continuaron agregando, las

mismas cantidades de los mismos ingredientes exceptuando el estiércol y el agua no contaminada sin

tratamiento (de Pozo), cada tercer día durante un periodo de 31 días, alcanzando un total de nueve

agregados de nutrimentos, una vez que se concluyó la etapa de adición de nutrientes se dejó reposar el

tanque con la mezcla durante diez días sin taparlo completamente.

Foto 2. Adición de nutrientes

3.1.3 Filtración del Biofertilizante

Una vez cumplido el periodo de reposo y fermentación de la mezcla preparada, se procedió a filtrar la

mezcla con la ayuda de tamices con diferente espesor de malla, con el fin de eliminar los restos sólidos

no degradados y obtener únicamente el líquido de la mezcla, para poder almacenarlo en el aspersor que

se utilizó para su prueba y evaluación.

Foto 3. Filtrado del Biofertilizante

3.2 Trabajo de Laboratorio.

A continuación se describen los procedimientos que se llevaron a cabo en el laboratorio para la

identificación de la Bacteria Bacillus Subtillis, la cual se encuentra en el excremento bovino y se encargó

de la fermentación del biofertilizante.

3.2.1 Identificación de la Bacteria Bacillus Subtillis

De acuerdo a la metodología del biofertilizante a base de excremento bovino, se realizó el medio de

cultivo selectivo Agar de Soya Triptona para la identificación de la bacteria Bacillus Subtillis. A

continuación se describen los pasos para la preparación del medio selectivo.

Preparación del Medio de Cultivo

Se colocó el medio de cultivo en un vaso de precipitado con 40 g de medio y 950 ml de agua

destilada.

El medio de cultivo se calentó y agito en la parrilla de agitación a 37°c hasta una disolución total.

Para evitar la contaminación en el cultivo se elaboró un tapón a base de algodón y gasas para el

matraz donde se depositó el medio de cultivo selectivo.

Foto 4. Mezcla del Agar de soya triptona con Agua destilada

Foto 5. Disolución del Agar de soya triptona.

En este punto se esterilizó el matraz con el medio de cultivo y los materiales de laboratorio a

utilizar a 121°C durante 15 minutos en el autoclave.

Se procedió a insertar la muestra de Biofertilizante en las cajas Petri con los medios de cultivo.

Foto 6. Matraz sellado con el Tapón elaborado a base de algodón y papel

estraza.

Foto 7. Esterilización de matraces.

Foto 8. Segregación de la muestra del Biofertilizante.

Se dejó reposar las cajas Petri en la incubadora a una temperatura de 36°C durante 48 horas y

se procedió a verificar el medio de cultivo

.

3.2.2 Monitoreo de parámetros de PH y Temperatura

Para el buen desarrollo del Biofertilizante se realizó un monitoreo de pH y temperatura como parámetros

físico-químicos, esto con el objetivo de mantener un estado óptimo en el biofertilizante para el adecuado

crecimiento de la bacteria Bacillus Subtillis, El procesos realizado para el monitoreo de los parámetros

físico-químicos son descritos a continuación:

PH: Se realizó el monitoreo con tiras reactivas, dando este un pH promedio de 9.25, lo cual

quiere decir que nuestro Biofertilizante está en un rango apropiado para el crecimiento de

Bacterias.

Foto 9. Monitoreo de PH del Biofertilizante.

Temperatura: Se realizó el monitoreo con un termómetro de mercurio, obteniendo un dato

promedio de 29.6°C, apropiado para la fermentación y la elaboración del Biofertilizante.

3.2.3 Evaluación del funcionamiento del Biofertilizante

Se evaluó la eficiencia de Biofertilizante obtenido, el cual fue suministrado a plantas germinadas de frijol

común (Phaseolus vulgaris) que fueron sembradas en vasos. A continuación se describe los pasos que

se realizaron para dicha evaluación.

Área foliar del (Phaseolus vulgaris): Se tomaron 15 plantas de frijol a las cual se le aplico el

Biofertilizante y 15 más a las cuales no se les aplico Biofertilizante (blanco), los datos obtenidos

donde fueron medidos longitud y ancho de la hoja de la planta, se calcularon según la

metodología, dando como resultado que las plantas con biofertilizante obtuvieron un crecimiento

significativo en el área foliar.

Foto 10. Monitoreo de temperatura del Biofertilizante.

Foto 11. Medición de longitud y ancho de la hoja de frijol común (Phaseolus vulgaris).

Altura de la planta: De las plantas anteriormente medidas, También se obtuvieron datos de

longitud del tamaño del tallo de la planta. En la cual se obtuvieron datos de mayo crecimiento de

las plantas de frijol.

Cálculos estadísticos: Con los datos obtenidos se procedió a realizar las técnicas

estadísticas, en este caso se utilizó T-student para 2 muestras independientes, en el cual ayudo

a interpretación de los resultados.

3.3 Análisis e interpretación de resultados.

La eficiencia del Biofertilizante fue evaluada mediante los datos obtenidos en el laboratorio, los

parámetro anteriormente mencionados arrojaron los siguientes resultados.

Foto 12. Medición de longitud del tallo de la planta de frijol común (Phaseolus vulgaris).

Foto 13. Cálculo de los datos por medio de la técnica T-student.

T-Student Area foliar. El crecimiento de las plantas con Biofertilizante obtuvo un valor de 0.1553 de

diferencia, al respecto con las plantas a las que no se le agrego Biofertilizante. Lo cual nos indica que el

biopreparado acelero el crecimiento de la planta significativamente.

t=x1+x2

√ σ12n1 + σ22

n2

= 403.821+232.616

√ 3167.84810+ 10900.236

10

=.1553

T-student Longitud del tallo: El valor obtenido fue de 3.2974 de diferencia, al respecto con las plantas

a las que no se le agrego Biofertilizante. Lo cual nos indica el acelerado crecimiento de las plantas de

frijol.

t=x1+x2

√ σ12n1 + σ22

n2

= 17.0352+11.8322

√ 6.872110+ 7.4898

10

=3.2974

CONCLUSIÓN

Una vez que se realizó el Biofertilizante y su estudio para determinar su efectividad como nutriente para

las plantas, Se utilizó la metodología implementada anteriormente mencionada la cual permitió controlar

las variables de manera exitosa, para realizar del Biopreparado y así poder evaluarlo.

Posteriormente el biofertilizante obtenido fue evaluado mediante las medidas de las plantas de frijol,

obteniendo así variables que señalaron un incremento en el crecimiento en las plantas a comparación

con las plantas a las cuales no se les suministro el Biopreparado.

Es importante mencionar que el Biofertilizante es una buena alternativa para reducir el uso de fertilizantes

químicos, ya que sus características le permiten tener un buen rendimiento como nutriente para las

plantas, adquiriendo así un producto sustentable que contribuye con el sector agrícola del Estado de

Tabasco.

RECOMENDACIONES

Antes de iniciar con todo el proceso de preparación o adición de nutrientes a la mezcla es

necesario contar con todos los ingredientes a la mano, ya que se requieren frescos para su

aplicación, siendo el caso del excremento y leche de vaca.

El biopreparado se debe almacenar y resguardar en un área donde no reciba un impacto directo

del sol o lluvia, de igual manera libre de insectos que puedan caer dentro de la mezcla al

encontrarse destapado.

Se recomienda filtrar el biofertilizante de dos a tres veces antes de aspersarse en las plantas

como muestras, con el fin de eliminar todo sólido presente, y únicamente evaluar el líquido

preparado.

ANEXOS

Como contribución para mayor claridad y profundidad de la investigación, se anexan los artículos

consultados, para la conformación del Capítulo II, Marco teórico.

BIBLIOGRAFIA

• La transferencia de tecnología como opción de agronegocios; el caso de los biofertilizantes. Dirección URL: www.biofebrica.com.mx/blog?=p635 (Autor: Marcel Morales Ibarra, Junio, 2011) [consulta: 23 de Julio de 2012].

•Los biofertilizantes a base de hongos, una alternativa para un modelo agrícola conservacionista. Dirección URL: <www.ecoportal.net/temas_especiales/suelos.htm> (Autores: Lic. Luisa E. Toledo P. y la ING. Katiuska Ravelo P. 07/ Marzo/2010). [consulta: 20 de Julio de 2012].

•SAGARPA. 6to Abonos Orgánicos. Dr. Antonio Trinidad Santos. 2006. Dirección URL:http://www.sagarpa.gob.mx/desarrolloRural/Documents/fichasCOUSSA/Abonos%20organicos.pdf. Consultado: 26/07/2012

•Fertilizantes y fertilización. Arnold Fink. 1998. Dirección URL: http://books.google.com.mx/books?id=llL8KcUQAQ0C&pg=PA20&lpg=PA20&dq=los+fertilizantes+en+la+antiguedad&source=bl&ots=VVFMFoFg5&sig=LaD_ARQZndWNN_pcRo2Ut5xrT8&hl=es&sa=X&ei=zl8RUMC4BvS60QHNyIHgDA&ved=0CF4Q6AEwBg#v=onepage&q&f=false Consultado: 26/07/2012

•Fabricación de Abonos Quelatados, Caldos y Extractos Insectistáticos y Fungistáticos, Bocashis. Jairo Restrepo. 2000. Dirección URL:https://sites.google.com/site/helviobh/biofertilizantesConsultado:_26/07/2012

• Los biofertilizantes microbianos alternativa para la agricultura en México. Juan Francisco Aguirre medina. 2009. Dirección URL:http://www.redsicta.org/rhizobium_Pdf/BIOFERTILIZANTES%20MICROBIANOS.pdf  Consultado: 26/07/2012

• Biofabrica Siglo XXI. Funciones de los biofertilizantes. Dirección URL:http://biofabrica.com.mx/site/content/view/19/35/. Consultado: 30/07/2012

•BACILLUS SUBTILIS. Dirección URL:http://bacillus8.blogspot.mx/2010/04/bacillus-subtilis-clasificacion.html. Consultado: 30/07/2012

• Biofertilizantes preparados y fermentados a base de mierda de vaca. Jairo restrepo Rivera Cali, 2007. PDF. Manual práctica. Dirección URL:www.agriculturafamiliar.org/index.php?option=com. Consultado:_30/07/2012.

• Manual para la presentacion de anteproyectos e informes de investigación, Schmelkes Corina, Segunda edición.