Suelo, recurso clave para la soberanía alimentaria y calidad del ambiente

Transcripción

1 PRODUCCION Y CARACTERIZACION QUIMICA DE UN ABONO ORGANICO, PROVENIENTE DE LOS SUBPRODUCTOS DE LA CAÑA DE AZUCAR, (Saccharum sp.) *a Miguel A. Castillo A., b Manuel A. Henríquez R., b Betty J. Mendoza, b Elena M. Vera, b Leyda M. Almao M., c Jessica J. Infante A. a Azucarera Pío Tamayo, C.A, Av. José Trinidad Moran, Sector La Valvanera El Tocuyo Estado Lara, miguelcastillo_1610@hotmail.com, b Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de Agronomia Departamento de Química y suelos. Unidad de Investigación de Suelos y Nutrición Mineral de Plantas (UISNMP), Redoma de Agua Viva, Núcleo Tarabana, edificio La Colina, Cabudare estado Lara, hemanuel@ucla.edu.ve, bmendoza@ucla.edu.ve, evera@ucla.edu.ve, leydamarina@ucla.edu.ve, c Empresa Integral de Producción Agraria Socialista Valle de Quibor, Autopista El Tocuyo - Quibor, estado Lara, jessicainfante30@gmail.com. * Autor de contacto: Miguel A. Castillo A.: miguelcastillo_1610@hotmail.com : Urbanización El Bosque; Sector 2; Calle 20 # 5. El Tocuyo estado Lara; (0426) / (0253) RESUMEN Se caracterizaron químicamente seis combinaciones con subproductos de caña de azúcar. Los tratamientos fueron: T0: Cachaza + Bagazo (80 % - 20%), T1: Cachaza + Bagazo + Inóculo (73 % - 18 % - 9%), T2: Cachaza + Ceniza (80 % - 20 %), T3: Cachaza + Ceniza + Inóculo (73 % - 18 % - 9 %), T4: Cachaza + Bagazo + Ceniza (73 % - 18 % - 9 %) y T5: Cachaza + Bagazo + Ceniza + Inóculo (67 % - 17 % - 8 % - 8 %). El inóculo, un material previo elaborado con los mismos subproductos, enriqueció con P y Mn a T1, T3 y T5. El N, Mg, Fe y contenido de materia orgánica resultaron mayores en T0 y T1. La relación C/N en los tratamientos con bagazo y la conductividad eléctrica en T2 y T3, mostraron valores más adecuados según las normas establecidas internacionalmente. Palabras clave: Relación Bagazo; cachaza; ceniza. INTRODUCCION Luego del proceso de molienda de la caña, se genera una cantidad de residuos tales como: la cachaza, el bagazo y la ceniza. Sánchez (2009), señala que por cada tonelada de caña molida, se extraen 250 kg de bagazo, 6 kg de cenizas y 30 kg de cachaza. La Azucarera Pío Tamayo, ubicada en El Tocuyo Estado Lara, procesa diariamente un aproximado de 1200 toneladas de caña, durante los 7 meses de su zafra. Cabe destacar que de los residuos generados en el proceso de molienda de la empresa, el bagazo es usado como combustible en las calderas, obteniéndose, luego de su quema, la ceniza. La cachaza es depositada en los terrenos adyacentes a la empresa, quedando expuestos a los diferentes factores climáticos sin ningún control. El resultados es el incremento rápido de su temperatura, hasta el punto de incendiarse; lo que ocasiona innumerables problemas debido a la cantidad de gases liberados durante su quema. Es por ello que se hace necesaria la búsqueda de una alternativa que permita el manejo y aprovechamiento adecuado de estos subproductos.

2 El compostaje representa una alternativa viable para el procesamiento y aprovechamiento de los residuos generados de la industria azucarera. Negro et al., (2004), lo definen como un proceso biológico aerobio, que bajo condiciones de aireación, humedad y temperatura controladas transforma los residuos orgánicos, en un producto estable e higienizado, aplicable como abono o sustrato y que se denomina compost. De acuerdo con Castejón, 2008, el inóculo se utiliza para mejorar la calidad del compost y fue definido por ella como una porción de compost maduro realizado previamente, con el mismo material que será compostado en fases sucesivas. Dicho autor utilizó este material para el desarrollo y calibración de un compost a partir de cachaza y bagazo de caña de azúcar, influyendo de forma favorable en la disminución de la relación carbono nitrógeno, que debe ser menor a 20, según Soto (2003), para considerarse comercialmente aceptable. El objetivo de este estudio consistió en la producción y caracterización química de un abono orgánico proveniente de los subproductos de la caña de Azúcar, el cual a su vez, puede ser usado como enmienda o sustrato, a fin de lograr un mejor aprovechamiento de estos desechos, convirtiéndose en una oportunidad ecológica que contribuya con la conservación del medio ambiente y que permita a la empresa adecuarse a los principios de diversificación de la producción. MATERIALES Y METODOS Los materiales utilizados en el presente trabajo fueron los siguientes: Cachaza, Bagazo Ceniza y Urea. Se elaboró un inóculo inicial que sirvió de base para los tratamientos posteriores. Dicho inóculo se confeccionó a partir de 3 pilas de kg c/u compuestas por 4000 Kg de Cachaza, 500 Kg de Bagazo y 500 Kg Ceniza. Además se adicionó Urea, a razón de 10 kg por cada pila que corresponde al 0,2% del peso total y se sometió a un proceso de compostaje. Durante el proceso, cada pila se manejó como se describe a continuación: - A cada pila se agregó agua con la finalidad de garantizar la humedad. - Los volteos se hicieron cada 15 días. - Se realizaron mediciones periódicas de la temperatura de las pilas hasta constatar su similitud con la ambiental. Al finalizar el ensayo, tiempo en el que la temperatura de la pila se asemejara a la temperatura ambiente, se tomó de cada pila diez submuestras para luego formar una muestra compuesta por cada pila, dichas muestras fueron depositadas en bolsas plásticas y llevadas al laboratorio para la determinación de las siguientes características químicas: N, P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, Mn, ph, conductividad eléctrica (CE), materia orgánica (M.O) y Relación C/N. A dichas muestras se les aplico el método de digestión por incineración, (Brito y López, 1990), y las metodologías empleadas para la determinación de los valores fueron las siguientes: - El Nitrógeno se determino mediante la metodología de Kjeldahl, (Salinas y García 1985). - El Fosforo se determino mediante el método de formación de complejo Fosfovana Molibdato de Amonio, (Malavolta et all. 1997). - El Sodio y el Potasio se determinaron mediante fotometría de llama, (Norma Chilena 2007, para el análisis de tejidos vegetales). - El Calcio, Magnesio, Cobre, Hierro, Zinc y Manganeso se determinaron mediante Espectrofotometría de llama, (Norma Chilena 2007, para el análisis de tejidos vegetales). - La materia orgánica mediante la pérdida de peso por ignición, según la Norma Europea para la caracterización de muestras orgánicas.

3 - El Carbono Orgánico se obtuvo al dividir el porcentaje de materia orgánica entre el factor 1, La Relación C/N, se obtuvo al dividir el porcentaje de Carbono entre el porcentaje de Nitrógeno. - El ph y la Conductividad Eléctrica se obtuvieron mediante lectura en relación 1:5 (muestra: agua), según la Norma Europea Europea para la caracterización de muestras orgánicas. Seguidamente se establecieron diferentes combinaciones con el inóculo y con los sub productos, diseñándose seis (6) tratamientos con cuatro (4) repeticiones, en un diseño completamente aleatorizado y que también fueron sometidas a un proceso de compostaje, manejándose de igual forma como se hizo con el inóculo inicial. Los tratamientos a evaluados fueron los siguientes: T0: Cachaza + Bagazo: 80 % - 20 %. T1: Cachaza + Bagazo + Inóculo: 73 % - 18 % - 9 %. T2: Cachaza + Ceniza: 80% - 20%. T3: Cachaza + Ceniza +Inóculo: 73 % - 18 % - 9 %. T4: Cachaza + Bagazo + Ceniza: 73 % - 18 % - 9 %. T5: Cachaza + Bagazo + Ceniza + Inóculo: 67 % - 17 % - 8 % - 8 %. Las pilas de los tratamientos T0 y T2 tuvieron un peso aproximado de 3450 kg. En el caso de T1, T3 y T4 el peso fue de 3800 kg, esto por la cantidad de inóculo adicional que se le agregó a la pila T1 y T3 y la cantidad de ceniza adicional agregada a la pila en T4. Para T5, las pilas tuvieron un peso aproximado de 4150 kg, esto por la cantidad adicional tanto de ceniza como de inóculo que se le agregó a cada pila. La duración del ensayo también estuvo determinada por el seguimiento a las temperaturas de las pilas al igual que en el inóculo. De igual forma el muestreo se realizó siguiendo la misma metodología y determinando los mismos parámetros en el laboratorio. RESULTADOS Y DISCUSION El Nitrógeno obtenido en T0 y T1, (Cuadro 1), resultó superior al obtenido por Madrid y Castellanos (1998), quienes también compostaron cachaza y bagazo, obteniendo un 0,71 % de nitrógeno en dicha mezcla. El menor valor para el resto de los tratamientos pudiera atribuirse a un efecto de volatilización del nitrógeno en forma de amoniaco (NH 3) por efecto del ph, puesto que estos presentaron valores con tendencia alcalina (Cuadro 4). Cuadro 1. Concentración de macronutrientes en las mezclas de materiales orgánicos compostados. Trat. N P K Ca Mg Na (%) T0 0,80 C 0,62 A 0,23 A 2,95 AB 0,48 B 0,11 A T1 0,82 C 0,74 A 0,23 A 3,24 B 0,52 B 0,11 A T2 0,51 AB 0,63 A 0,24 A 2,72 AB 0,37 A 0,09 A T3 0,61 B 0,72 A 0,21 A 2,85 AB 0,37 A 0,08 A T4 0,47 A 0,52 A 0,23 A 2,64 A 0,35 A 0,11 A T5 0,56 AB 0,65 A 0,22 A 2,73 AB 0,38 A 0,10 A Valores en las columnas seguidos de la misma letra no presentan diferencias significativas para la prueba de Tukey (P<=0,05). T0: Cachaza 80% + Bagazo 20 %, T1: Cachaza 73% + Bagazo 18 % + Inóculo 9 %, T2: Cachaza 80 % + Ceniza 20 %, T3: Cachaza 73 % + Ceniza 18 % + Inóculo 9 %, T4: Cachaza 73 % + Bagazo 18% + Ceniza 9 %, T5: Cachaza 67 % + Bagazo 17% + Ceniza 8 % + Inóculo 8%.

4 El fósforo, el potasio y el sodio, no mostraron efecto de los tratamientos, dado que no se encontraron diferencias significativas entre sus valores. El contenido de Ca en T0, T2, T3 y T5 no presentó diferencias significativas, pero si entre T1 y T4. El valor Ca en T1 supera al de 2.52 % obtenido por Castejón (2008) en su investigación, bajo las mismas condiciones. Con referencia al magnesio, los tratamientos T0 y T1 muestran valores significativamente mayores, mientras que las concentraciones menores correspondientes a T2, T3, T4 y T5 coinciden de igual forma con Castejón (2008), quien obtuvo una concentración de 0.32 % de este elemento. Para el caso de los micronutrientes, (Cuadro 2), las concentraciones de cobre están por debajo de la máxima permitida para un compost clase A, de acuerdo al Manual de compost, clasificación y requisitos del Instituto Nacional de Normalización de Chile (2005), en donde señala que el máximo valor permitido es de 100 mg kg -1. En el zinc, los resultados bajos en T2 y T3 puede atribuírsele a la ausencia de bagazo en su composición, Cifuentes et al., (2011), al evaluar la producción de abono orgánico a partir de cachaza y tallos de caña de azúcar recuperados de las carreteras encontraron, en el compost de caña picada, valores de 58 mg kg -1 de zinc y en el compost de cachaza valores de 171 mg kg -1 de este mismo elemento, por lo que la combinación de ambos da como resultado valores más altos de Zn, tal como sucede con los resultados de la presente investigación. Los valores de hierro en T2, T3, T3, T4 y T5 se deben al ph obtenido en dichos tratamientos, la solubilidad del hierro es inversamente proporcional al ph, mientras que en el Manganeso, los tratamientos con valores mayores puede atribuírsele a la presencia del inóculo inicial en su composición. Cuadro 2. Concentración de micronutrientes en las mezclas de materiales orgánicos compostados. Cu Zn Fe Mn Tratamientos (mg kg -1 ) T0 81B C 210 CD B 219,5 BC T1 87C 194,25 BC 14472,5 B 319 E T2 68 AB B 11067,25 A 182,75 AB T3 73,5 ABC 132 A 9717,5 A 262,75 D T4 T5 66 A 66,5 A 235 D 167 B 9858 A 10215,75 A 160,75 A 243,25 CD Valores en las columnas seguidos de la misma letra no presentan diferencias significativas para la prueba de Tukey (P<=0,05). T0: Cachaza 80% + Bagazo 20 %, T1: Cachaza 73% + Bagazo 18 % + Inóculo 9 %, T2: Cachaza 80 % + Ceniza 20 %, T3: Cachaza 73 % + Ceniza 18 % + Inóculo 9 %, T4: Cachaza 73 % + Bagazo 18% + Ceniza 9 %, T5: Cachaza 67 % + Bagazo 17% + Ceniza 8 % + Inóculo 8%. Los valores altos de materia orgánica obtenidos en T0 y T1, (Cuadro 3), coinciden con Pérez et al., (2011), quienes compostaron cachaza y bagazo solos y combinados, observando que los tratamientos que contenían bagazo en su composición obtuvieron valores más altos de materia orgánica en comparación a los tratamientos que no lo contenían, afirmando que este compuesto tiene como característica principal la riqueza de varios compuestos orgánicos. De igual forma, los valores mayores de C/N se obtuvieron en los tratamientos con presencia de bagazo.

5 Cuadro 3. Valores medios de Materia Orgánica, relación Carbono Nitrógeno Conductividad Eléctrica en las mezclas de materiales orgánicos compostados. y M.O C/N C.E Tratamientos (%) (ds- m -1 ) T0 24,14 B 17,55 B 0,28 A T1 21,42 B 15,13 AB 0,27 A T2 12,31 A 13,99 AB 0,51 B T3 T4 T5 12,91 A 13,05 A 14,35 A 12,32 A 16,31 B 14,86 B 0,45 B 0,24 A 0,29 A Valores en las columnas seguidos de la misma letra no presentan diferencias significativas para la prueba de Tukey (P<=0,05). T0: Cachaza 80% + Bagazo 20 %, T1: Cachaza 73% + Bagazo 18 % + Inóculo 9 %, T2: Cachaza 80 % + Ceniza 20 %, T3: Cachaza 73 % + Ceniza 18 % + Inóculo 9 %, T4: Cachaza 73 % + Bagazo 18% + Ceniza 9 %, T5: Cachaza 67 % + Bagazo 17% + Ceniza 8 % + Inóculo 8%. Por su parte la C.E (Cuadro 3) puede considerarse aceptable en todos los tratamientos, lo cual es beneficioso pues no representaría una limitante para ser utilizados como enmienda, abono o sustrato, para el suelo y los cultivos. El Manual de compost, clasificación y requisitos del Instituto Nacional de Normalización de Chile (2005), considera un compost Clase A, a aquel que posea un valor de Relación C/N mayor a 10 y menor a 25 y un valor de C.E menor a 3 ds/m en relación 1:5. Los valores de ph (Cuadro 4), en general son alcalinos. No obstante, resultaron con menores valores los tratamientos T0 y T1. Los valores más altos, del resto de los tratamientos, se atribuyen a su contenido de cenizas. Así, podemos asumir que la presencia de las cenizas, alcalinizó los tratamientos. Cuadro 4. Valores promedio de ph para cada uno de los tratamientos. Tratamientos ph (Reacción) T0 7,6 T1 7,8 T2 8 T3 8 T4 8,1 T5 7,9 T0: Cachaza 80% + Bagazo 20 %, T1: Cachaza 73% + Bagazo 18 % + Inóculo 9 %, T2: Cachaza 80 % + Ceniza 20 %, T3: Cachaza 73 % + Ceniza 18 % + Inóculo 9 %, T4: Cachaza 73 % + Bagazo 18% + Ceniza 9 %, T5: Cachaza 67 % + Bagazo 17% + Ceniza 8 % + Inóculo 8%. El tratamiento T0 resultó el más adecuado como abono orgánico, porque no necesitó de inóculo y presentó valores de N, Ca, Mg, M.O, C.O similares al T1 y mayores significativamente al resto de los tratamientos. Además posee una C.E muy baja y una C/N adecuada la cual es similar a los valores reportados en la literatura.

6 CONCLUSIONES El Inóculo no aceleró el proceso de compostaje en ninguno de los tratamientos, y enriqueció con P y Mn a todos los compost que lo contenían. Los valores de P, K y Na fueron similares para todos los tratamientos. Las concentraciones de N, Fe y Mg resultaron más altas en T0, (Cachaza (80 %) + Bagazo (20 %)) y T1, (Cachaza (73 %) + Bagazo (18 %) + Inóculo (9%)), porque sus phs se ubicaron en rangos neutros, mientras que en los demás tratamientos el ph fue > 7,8. Las características químicas de los diferentes compost, variaron según sus componentes, es decir, no hubo uniformidad en el contenido de los diferentes elementos evaluados. El tratamiento T0, (Cachaza (80 %) + Bagazo (20 %)), resultó con los mayores contenidos de N y Mn, y resultados de N, Ca, Mg, M.O, C.O, similares a T1, (Cachaza (73 %) + Bagazo (18 %) + Inóculo (9%)) y mayores al resto de los tratamientos. La ceniza incrementó la C.E y alcalinizó la mezcla en los tratamientos que la contenían. Por sus características químicas, el tratamiento T0, obtenido a partir de la combinación de Cachaza (80 %) + Bagazo (20 %), correspondiente al tratamiento T0, resultó ser el más adecuado para ser utilizado como abono orgánico. BIBLIOGRAFIA BRITO, G. y J. LOPEZ, (1990). Manual de métodos y procedimientos de referencia. CASTEJÓN, I. (2008). Desarrollo y calibración de Compost a partir de cachaza y bagazo de caña de azúcar. Tesis doctoral no publicada. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. Madrid, España. CIFUENTES, R., L. R. de LEON y C. A. PORRES (2011). Producción de abono orgánico a partir de cachaza y tallos de caña de azúcar recuperados de las carreteras. Revista de la Universidad del Valle de Guatemala, Número 23: INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS, (2007). Métodos de análisis de tejidos vegetales. Segunda Edición. Santiago de Chile. INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN DE CHILE, (2005).Manual de compost, clasificación y requisitos. Norma Chilena Oficial. MADRID, C., y Y. CASTELLANOS. (1998). Efecto de activadores sobre la calidad de composts elaborados con cachaza y bagazo de la caña de azúcar. Revista Venesuelos, Números 1 y 2: MALAVOLTA E., G. VITTI y S. OLIVIERA, (1997). Avaliação do estado nutricional das plantas: principios e aplicações. Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato. Piracicaba, Brasil. NEGRO M. J., F. VILLA, J. AIBAR, R. ALARCÓN, P. CIRIA, C. CRISTÓBAL, A. de BENITO, M. GARCÍA, G. GARCÍA, C. LABRADOR, C. LACASTA, J. LEZAÚN, R. MECO, G. PARDO, M. SOLANO, C. TORNER y Y. ZARAGOZA. (2004). Producción Y Gestión De Compost. Centro De Técnicas Agrarias. Zaragoza. España. NORMA EUROPEA, (1999). Mejoradores de suelos y sustratos de cultivo. Comité Europeo de Normalización. PEREZ M. A., R. SANCHEZ, D. J. PALMA, y S. SALGADO. (2011). Caracterización química del compostaje de residuos de caña de azúcar en el sureste de Mexico. Revista Interciencia, Número 1: SÁNCHEZ, T. (2009). Caracterización microbiológica del proceso de compostaje a partir de residuos azucareros. Revista Agronomía Tropical, Número 59:

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