Fertilizantes orgánicos

Fertilizantes orgánicos
Lic. MSci Silvana I. Torri
Cátedra de Fertilidad y Fertilizantes
torri@agro.uba.ar
Los fertilizantes orgánicos se obtienen por transformación
de residuos orgánicos de distinto origen, como restos de
cosecha, estiércol animal, residuos agroindustriales y
residuos sólidos domiciliarios, entre otros.
El estiércol debe provenir de ganadería extensiva.
No está permitida la fertilización con biosólidos.
Lic. MSci Silvana Torri
Qué es el compostaje?
Es un proceso biológico aeróbico, mediante el cual los
microorganismos (bacterias, hongos y actinomicetes) actúan
sobre la materia orgánica fácilmente biodegradable (restos
de cosecha, excrementos de animales y residuos urbanos),
permitiendo obtener un producto final estable y libre de
patógenos (Costas et al., 1991).
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Ventajas de la técnica de compostaje
Medioambientales
Contribuye a la gestión de los residuos ( < peso y volumen )
Agrícolas
Se obtiene un material maduro, estable e higienizado, rico en
MO estable y elementos minerales
Técnicas
Es un proceso tecnológico industrializado, no complejo, poco
contaminante y con buena aceptación social
Lic. MSci Silvana Torri
Beneficios del compostaje respecto al
empleo de residuos frescos
La técnica de compostaje es efectiva para eliminar la
presencia de patógenos. También se registra una disminución
de contaminantes orgánicos (PAH, PCBs, PCDD/F y algunos
pesticidas) y una reducción en la biodisponibilidad de metales
pesados.
Un ejemplo de la importancia de esta técnica lo indica el
número de plantas de compostaje en Francia, que aumentó un
217 % entre 2000 y 2004.
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Temperatura y tiempo de exposición necesario para la
destrucción de los parásitos y patógenos más comunes
(Golueke, 1972)
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Ventajas del uso de compost
Mejora las propiedades físicas del suelo
Incrementa la fertilidad química del suelo
Aumenta la actividad biológica del suelo
Permite un uso más eficiente de recursos
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Desventajas del uso de compost
La disponibilidad de nutrientes se verifica
mediano – largo plazo
en el
La concentración de ciertos nutrientes es baja
Se requieren altas dosis
Costos elevados de aplicación
Se pueden generar malos olores
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Con qué materiales se puede elaborar el
compost?
Residuos vegetales
Residuos de fruta
Residuos madera
Residuos matadero
Residuos de pescado
Residuos de papel
Huesos de pollo
Estiércol de gallina
Estiércol de vaca
Estiércol ovino
Estiércol porcino
Purines
Basura (residuos alimentación)
Papel
Pulpa de papel
Lodos industria papelera
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El proceso de compostaje
T (ºC)
•
Temperatura
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Etapas del compostaje según la T
Etapa mesófila
Degradación de azúcares y aminoácidos por la acción de grupos
de bacterias (Bacillus y Thermus).
Etapa termófila
A partir de 40 °C actúan hongos termófilos. A partir de los 65°C
la degradación continua con bacterias formadoras de esporas y
actinomicetes (Micromonospora, Streptomyces y Actinomyces).
Se degradan ceras, hemicelulosas y proteínas.
Etapa mesófila 2 o de enfriamiento
La T baja a 40 °C. Reaparecen bacterias y hongos termófilos
(Aspergilus y Mucor) que descomponen celulosas y ligninas.
Etapa de maduración
la T se estabiliza. Se produce condensación y polimerización del
humus. Puede durar entre 5 ó 6 meses.
Evolución del pH durante el proceso de compostaje
Tiempo (días)
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Evolución de la CE durante el proceso de compostaje
Wong et al. 2001
Factores que condicionan el proceso
Humedad
En el proceso de compostaje es importante que la humedad
alcance niveles óptimos del 40-60 %. La actividad biológica
decrece cuando la humedad está por debajo del 30 %,
mientras que por encima de 70 % se producen condiciones
anaeróbicas.
pH
Influye en el proceso debido a su acción sobre los
microorganismos. En general los hongos toleran un margen de
pH entre 5-8, mientras que las bacterias tienen menor
capacidad de tolerancia (pH= 6-7,5)
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Factores que condicionan el proceso
Relación C/N equilibrada
C/N óptima ~ 25-35
> 35: el proceso de fermentación se alarga hasta que el
exceso de carbono es oxidado
< 35: se producen pérdidas considerables de nitrógeno en
forma de amoníaco
Lic. MSci Silvana Torri
Relación C:N y disponibilidad de
Nitrógeno
C:N
Disponibilidad de Nitrógeno
<10:1
Alto
10:1 - 20:1
Mediano - Bajo
20:1 - 30:1
Muy bajo
>30:1
Extremadamente bajo
Características de ciertos abonos orgánicos (datos en base fresca).
TIPO DE ABONO ORGÁNICO
A N Á L I S I S
HUMEDAD
%
RELACIÓN
M. O.
C/N
%
N
P2O5
K2O
%
%
%
ESTIÉRCOL DE VACUNO
80.00
20:1
11.50
0.33
0.23
0.72
ESTIÉRCOL DE CABALLO
67.40
30:1
17.93
0.34
0.13
0.35
ESTIÉRCOL DE CERDO
72.80
19:1
15.00
0.45
0.20
0.60
ESTIÉRCOL DE OVEJO
61.60
15:1
21.12
0.82
0.21
0.84
COMPOST
75.00
16:1
13.75
0.50
0.26
0.53
GALLINAZA
75.00
22:1
15.54
0.70
1.03
0.49
GUANO DE MURCIÉLAGO
23.00
8:1
13.20
0.96
12.00
0.40
TURBA
70.00
42:1
14.40
0.20
0.17
0.12
CACHAZA FRESCA
71.00
30:1
16.40
0.32
0.60
0.17
CACHAZA CURADA
54.50
15:1
28.90
1.11
1.11
0.15
La Tabla expresa valores medios que pueden servir de referencia, pero pueden variar según su
procedencia. Se requiere caracterizar el abono orgánico que aplique.
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Alto contenido de Nitrógeno


Estiércol de aves de corral
Estiércol fresco de ganado lechero o de cabras
Contenido moderado de Nitrógeno



Lenta disponibilidad de nitrógeno
Se pueden utilizar altas dosis sin el riesgo de lixiviación
Compost
Bajo contenido de Nitrógeno (C:N > 30:1)


Inmovilización de nitrógeno
Paja, aserrín, deshechos de papel
kg de residuo A (S) necesarios para mezclar por cada kg de residuo
B para obtener una relación C/N determinada
Donde: S= kg de residuo A.
C= contenido en carbono.
N= contenido en nitrógeno
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Que proporción de estiércol ovino y paja de cereal es
necesario mezclar para obtener una relación C/N: 35?
estiércol ovino
C : 44.9 %
N : 2.6 %
paja de cereal
C : 47 %
N : 0.6 %
Respuesta:
mezclar estiércol : paja en una proporción 2:1 (P/P)
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Evolución del C total durante el proceso de compostaje
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Variación en la composición de sólidos volátiles durante
el compostaje
Wong et al. 2001
Evolución de la relación C/N durante el compostaje de
estiércol de ovino y paja
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Factores que condicionan el proceso
Oxígeno
Demanda de O 2
Curva teórica de requerimiento de oxígeno durante el compostaje
Resumen de las condiciones deseables para el
proceso de compostaje
Característica
Rango razonable
Rango preferido
Relación carbono/nitrógeno
20 - 40
25 - 30
Contenido en humedad
40 - 65%
50 - 60%
pH
5,5 - 9
6,5 - 8,5
Tamaño de la partícula
12.5 -50 mm
15 -30 mm
Temperatura
50-60 º C
53-57 º C
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Sistemas de compostaje
Abierto
Pilas estáticas
Pilas con volteo
Pilas con volteo y aireación forzada
Compostaje en superficie
Cerrado
Reactores verticales, continuos o discontinuos
Reactores horizontales, estáticos o con rotación
Sistemas abiertos: Compostaje en pilas
aire
Duración del compostaje:
1-3 meses + maduración
Perfil de Temperatura en una pila de Compost
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Volteo de las pilas de compost para su aireación
Pilas con aireación forzada: método Beltsville
compost
Compost
sin cribar
Material en
proceso
tubería
ventilador
Duración del compostaje: 21 días + maduración
Pilas con aireación forzada: método Rutgers
Sonda de Temperatura
Material
en
proceso
registrador
Tubería perforada
ventilador
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Sistemas semicerrados
Sistemas semicerrados
Sistemas cerrados
El producto fresco entra por un lado y sale procesado por el otro.
Objetivo: proveer una elevada tasa de transformación en
condiciones muy controladas.
Duración del compostaje:
8 días + maduración
Sistemas cerrados: reactores o contenedores
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Efectos de la aplicación de compost inmaduro




inmovilización del nitrógeno mineral del suelo
descenso del contenido de oxígeno y del potencial de
oxidoreducción
presencia de sustancias fitotóxicas, que pueden inhibir la
germinación y el crecimiento de las plántulas, como
amoníaco, etileno y ácidos acético, propiónico y butírico.
aumento de la solubilidad de los metales pesados
Estos efectos se evidencian aún mas cuando las temperaturas
son bajas, pudiendo no apreciarse en suelos con alto nivel de
MO y temperaturas superiores a 15º C.
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Variación en el índice de germinación durante el
compostaje
Wong et al. 2001
Concentraciones permitidas de metales pesados en el
compost según distintas legislaciones
Elemento
Cadmio
Plomo
Níquel
Cobre
Cromo
Mercurio
Zinc
Norma EPA
39
300
420
1500
1200
17
2.800
Unión Europea Francia
1.0
1.5
100
100
50
100
100
600
100
300
1.0
1.0
300
1500
España
10
300
120
450
400
7
1100
Italia
1.5
140
50
150
*
1.5
500
Lombricompuesto
Qué es el lombricompostaje?
Es un proceso de bioxidación y estabilización de la materia
orgánica, a través de la acción combinada de lombrices
y
microorganismos, obteniéndose un producto denominado
“lombricompost” (Elvira et al., 1995)
Lic. MSci Silvana Torri
Por qué se utiliza comercialmente la lombriz roja
californiana ?
 corto ciclo reproductivo (4 veces por año)
 elevada frecuencia de apareamiento (1 cocón cada 7-10
días)
 mayor longevidad (15-16 años)
 docilidad para la cría en ambientes reducidos
 elevada voracidad
 mayor velocidad y volumen en la producción de
lombricompuesto.
Proceso de elaboración de humus en el cuerpo de la lombriz
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Temperaturas y condiciones óptimas para el
vermicompostaje
*
* T ideal para el crecimiento: 20-25°C
T ideal para la formación de cocones e incubación: 12-15°C.
Características de material fresco, compost y
vermicompost de diferente origen
Estiércol
Cama
de Pollo
Vaca
Caballo
Cerdo
Crudo
Compostado
Vermicompostado
Crudo
Compostado
Vermicompostado
Crudo
Compostado
Vermicompostado
Crudo
Compostado
Vermicompostado
pH
CE
9.11
8
7.7
5.58
3.7
1.2
9.28
1.5
0.7
4.87
1.7
0.8
5.69
2.5
1.6
6
6.7
8.5
8
7
7.3
MO
(%)
59.8
44.2
31.5
26.2
22.5
20.4
53.6
23.0
31.0
47.3
28.3
29.9
Nt
(%)
2.4
1.74
1.19
1.17
1.08
0.93
1.53
1.21
0.85
2.25
1.45
1.05
K
(%)
2.30
3.24
0.43
0.45
1.30
0.40
1.81
3.06
0.52
1.17
1.22
0.23
C:N
15:1
11
10:1
14:1
11:1
Referencias
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
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Forma de Aplicación y
dosificación
Composición de compost proveniente de
diferentes residuos (g/kg)
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Mineralización de nutrientes
La tasa de liberación de nutrientes del compost es
función de

el material que se utilizó para elaborar el compost

la textura del suelo

las características climáticas
Propiedades de 4 tipos de vermicompost, antes de su
incorporación al suelo y pesos medios de plantas de
lechuga a cosecha.
Vermicompost
pocedencia
NT (Kjeldhal)
%
NO3
extracto
saturación
(ppm)
NO3
solución
1:3 (ppm)
CE
(pasta
saturación)
mS/cm
CE
1:5
(dS/m)
Peso medio
de plantas
(g)
Equinos
1.10
450
350 c
4.871
1.14 d
271 ab
Aves
1.10
390
130 e
5.58
0.55 f
283 a
Porcinos
1.05
410
258 d
5.69
0.93 e
264 b
Bovinos
0.98
380
512 ab
9.283
2.32 a
236 c
sin vermicompost
212 d
Ullé et al, 2004
Fertilización de lechuga cv Winter Density con
residuos frescos y compostados
PAN: N potencialmente disponible
Griffin, Hutchinson 2008
Cómo se realizó el ensayo?
Se trasplantaron plántulas de lechuga con 3 hojas para
cada tratamiento
Se utilizaron macetas sin planta para monitorear
mineralización de N (NH4+ y NO3-)
Las plantas de lechuga se cosecharon a los 45 días
Se sembró raigrás para evaluar residualidad.
Se efectuaron cortes de biomasa aérea de raigrás a los
28 y 56 días
Rendimiento y %N foliar de lechuga cv Winter
Density
Mineralización de N
Mineralización de N
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Ubicación del compost
1. Cultivos extensivos: aplicación superficial o incorporado.
2. Cultivos perennes: en superficie, debajo de la línea de
plantación o incorporado.
3. Puede aplicarse en el hoyo de plantación
4. En cultivos en maceta, se homogeiniza con el sustrato.
Consideraciones finales




Los fertilizantes orgánicos permiten un uso más eficiente
de los recursos
Los nutrientes no están disponibles en forma inmediata
La velocidad con que liberan los nutrientes depende de la
naturaleza de las enmiendas y las condiciones ambientales.
Si bien la dosis de aplicación se calcula teniendo en cuenta
el contenido de N, es necesario conocer la tasa de
liberación de nutrientes para sincronizar la oferta del suelo
con la demanda del cultivo, evitando así problemas de
contaminación