Artículos

 

Propiedades químicas de tés de vermicompost*

 

Chemical properties of vermicompost "teas"

 

Karla Daniela González Solano¹, Ma. De Las Nieves Rodríguez Mendoza^1§, Libia Iris Trejo Téllez¹, Julio Sánchez Escudero² y José Luis García Cué³

 

¹ Área de Nutrición Vegetal. Colegio de Postgraduados Campus Montecillo. Postgrado en Edafología. Carretera México-Texcoco km 36.5, Montecillo, Texcoco, Estado de México. C. P. 56230. Tel. 595 95 101 98. Ext. 1262 (gonzalez.karla@colpos.mx), (marinie@colpos.rnx), (tlibia@colpos.mx).

² Postgrado en Agroecología. Colegio de Postgraduados Campus Montecillo. Ext. 1741 (sanchezej@colpos.mx)

³ Postgrado en Socioeconomía, Estadística e Informática. Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. Ext. 1414 (jlgcue@colpos.mx) § Autora para correspondencia: marinie@colpos.mx.

 

* Recibido: noviembre de 2012.
Aceptado: marzo de 2013.

 

Resumen

La investigación tuvo como objetivo relacionar algunas características químicas de los tés con el origen de vermicompost usado en la extracción, la relación agua:vermicompost y el tiempo de incubación. Como parámetros de evaluación se consideró la conductividad eléctrica (CE), el pH y la concentración nutrimental. El tipo u origen del vermicompost tuvo efecto significativo sobre pH, CE y la concentración de nutrientes; los tés extraídos del vermicompost de pasto y estiércoles de borrego y bovino presentaron los valores más altos de pH (7.74) y CE (4.58 ds m^-1), así como de macronutrimentos (excepto P y Mg) y micronutrimentos. A mayor relación vermicompost: agua se incrementó el pH, la CE y la concentración nutrimental. El tiempo de incubación modificó algunas variables, a las 8, 16 y 24 h el pH fue de 7.32, 7.72 y 7.79 respectivamente y la CE se incrementó hasta 7% a las 24 h (3.52, 3.68 y 3.77). La concentración nutrimental no presentó la misma tendencia.

Palabras clave: extracto acuoso de vermicompost, relación vermicompost: agua, tiempo de incubación, nutrientes.

 

Abstract

This research's objective intend to bound some chemical characteristics of "teas" with the source of vermicompost used in the extraction, the vermicompost- water relationship and incubation time. As for the evaluation parameters we considered the electrical conductivity (EC), pH and nutrient concentration. The brand or origin of vermicompost had significant effect on pH, EC and nutrient concentrations; the extracted teas from grazing vermicompost and sheep and cattle manures held the highest values of pH (7.74) and EC (4.58 ds m^-1) and macronutrients (except P and Mg) and micronutrients as well. The higher the vermicompost-water content, the pH, EC and nutrient concentration increases. The incubation time modified a few qualities, at 8, 16 and 24 h, pH was 7.32, 7.72 and 7.79 accordingly and, the EC was increased 7% at 24 h (3.52, 3.68 and 3.77.) Nutrient concentrations did not exhibit the same tenor.

Key words: watery vermicompost extract, vermicompost-water relationship, incubation time, nutrients.

 

Introducción

La utilización de materiales orgánicos líquidos es una alternativa para satisfacer la demanda nutrimental de los cultivos, disminuir los costos de producción y la dependencia de los fertilizantes minerales. La aplicación de efluentes vía foliar o adicionados al suelo aumenta el rendimiento y la calidad de los frutos, ornamentales y plantas aromáticas debido a que incrementa el estatus nutrimental de la planta, además favorece la sanidad vegetal debido principalmente a que contienen microrganismos benéficos capaces de suprimir enfermedades en los cultivos (Ingham, 2005; Pant et al., 2009).

El té de humus o vermicompost es un extracto acuoso de alta calidad biológica que se consigue por una fermentación aeróbica del vermicompost y es producido al mezclar vermicompost con agua (NOSB, 2004). Los nutrientes solubles en el té son absorbidos por la planta y al mismo tiempo favorecen el desarrollo de los microorganismos benéficos que permiten suprimir enfermedades en los cultivos, por lo que las plantas son más sanas y se reduce la aplicación de fertilizantes minerales.

Los tés permiten la desintoxicación del suelo, hace más fácil el crecimiento de las plantas, no obstante existe una amplia gama de variantes en el método de producción de éstos, entre las que se encuentran. i) la relación de vermicompost: agua, con intervalos desde 1:3 hasta 1:200; ii) periodos de incubación de 12 h hasta tres semanas; iii) aireación o no aireación de la mezcla en el periodo de incubación; y iv) suplementación o no con fuentes de nutrimentos como melaza, polvos de algas o extractos de levaduras (Arancon et al., 2007). En base a lo antes planteado el objetivo fue relacionar algunas propiedades químicas de los tés de vermicompost en función del origen, las relaciones vermicompost: agua y el tiempo de incubación.

 

Materiales y métodos

Sitio de estudio

En el laboratorio de Nutrición Vegetal del Colegio de Postgraduados Campus Montecillo, se condujo un experimento bajo un diseño completamente al azar, con arreglo factorial 2 X 3 X 3, donde los factores de estudio fueron; el origen del vermicompost (pasto + estiércol de borrego y pasto+estiércoles de borrego y bovino), la relación vermicompost:agua (1:2, 1:4 y 1:6) y el tiempo de incubación (8, 16 y 24 h), con un total de 18 tratamientos con cuatro repeticiones cada uno (Cuadro 1).

Los residuos orgánicos utilizados se obtuvieron de la propia institución, el pasto se obtuvo de los restos de poda de los jardines y los estiércoles de la granja. El vermicompost de pasto y estiércol de borrego tenía las proporciones 40 y 60% respectivamente, mientras que el vermicompost de pasto y estiércoles de borrego y bovino 30, 35 y 35%.

Extracción de tés de vermicompost

Se prepararon paquetes de 50 g de las diferentes muestras de vermicompost que se depositaron en cuadros de organza de 15 x 15 cm, lo que permitió mayor solubilidad de los nutrientes y el paso de los microorganismos del vermicompost al agua. Los paquetes se sumergieron en agua en frascos de vidrio de 500 mL de acuerdo con la relación correspondiente en los tratamientos establecidos, la incubación se hizo durante 24 h en el laboratorio (temperatura máxima de 25 °C y mínima de 15 °C), durante este periodo se agitaron los frascos tres veces (cada 8 h) para propiciar intercambio de aire. Se hicieron tres muestreos como se indica en el Cuadro 1.

Después del periodo de incubación se midió en los tés resultantes la conductividad eléctrica (CE) y el pH con un el medidor CONDUCTRONIC modelo PC18, nitrógeno total por el método Kjeldahl, amonio y nitrato por arrastre de vapor. El contenido P, K, Ca, Mg, Fe, S, B, Mn, Cu, Mo, Zn, Na y Ni se determinó en un equipo de espectroscopía de emisión atómica de inducción por plasma ICP-VARIAN 725-ES.

Los resultados de pH y CE así como las concentraciones de nutrientes se sometieron a un análisis de varianza y comparación de medias através de la prueba de Tukey (α= 0.05) con el paquete estadístico SAS 9.3 (SAS Institute Inc., 2010).

 

Resultados y discusión

En el Cuadro 2 se muestran los niveles de significancia de las fuentes de variación evaluadas (origen del vermicompost, relación vemicompost: agua y tiempo de incubación) sobre los valores de CE, pH y nutrientes de los tés resultantes. El pH y la concentración de fósforo fueron influenciados por los factores de estudio, no así por las interacciones. La CE y la concentración de azufre fueron afectados por los factores y por la interacción O*R (origen del vermicompost* relación vermicompost: agua). La concentración de nitrógeno total y N-NO₃^- dependieron de los tres factores en estudio así como de sus interacciones. El N-NH₄+, P, K, Ca, Mg y S no presentaron una relación constante. El tiempo de incubación no influyó en la concentración de K, Ca y Mg.

El humus de lombriz está compuesto por C, O₂, N, así como macro y micronutrimentos en diferentes proporciones, tales como Ca, K, Fe, Mn y Zn entre otros. Al igual que en la presente investigación Durán y Henríquez (2007) demuestran que las características finales de los vermicompost varía en función de la naturaleza de las fuentes orgánicas utilizadas para su elaboración.

En el contenido de micronutrimentos, la concentración de B, Mn, Fe y Zn estuvo influenciada por los factores en estudio y por la interacción O*R (origen del vermicompost* relación vermicompost: agua), lo mismo sucedió con el Mo además de ser afectada su concentración por la interacción O*T (origen del vermicompost*tiempo de incubación). El cobre, níquel y sodio no se modificaron por el tiempo de incubación (Cuadro 3).

Origen del vermicompost y su relación con pH, CE y concentración nutrimental

Los principales factores que afectan las características químicas de los tés de compost y vermicompost tienen que ver con las metodologías de preparación del té, que incluyen el origen del compost y vermicompost, la aireación, aditivos de fermentación, la duración de la fermentación, entre otros, que modifican las propiedades biológicas y químicas finales de los tés de compost y vermicompost (Scheuerell, 2004; Scheuerell and Mahaffee, 2006; Arancon et al., 2007; Fritz et al., 2012; Pant et al., 2012).

El té de vermicompost hecho de pasto y estiércoles de borrego y bovino incrementó la CE 67% en comparación con la de pasto y estiércol de borrego (Figura 1), éstos valores se reflejan con el mayor contenido de nutrientes (Cuadros 4 y 5). Éstas diferencias están relacionadas con el origen de los materiales utilizados para la producción del vermicompost (Ingham, 2005). Los resultados obtenidos en este trabajo indican que, el identificar los materiales con que se elabora el vermicompost da una idea del contenido nutrimental que tendrán los tés basado en la CE (mayor o menor a 2 ds m^-1). De ésta manera la CE puede establecerse como criterio.

El pH de los tés obtenido en función del origen del vermicompost mostró la misma tendencia que la conductividad eléctrica; el valor más alto se encontró en aquellos donde se uso el vermicompost que tiene como origen la mezcla de los dos estiércoles (7.74) y en los tés obtenidos de vermicompost de pasto y estiércol de borrego fue de 7.47. La información observó diferencias estadísticas significativas, entre los valores a pesar que la diferencia numérica es pequeña. Resultados similares obtuvieron Pant et al., (2009) al obtener pH de 7.5 y 7.8 en té de compost aireado y no aireado respectivamente. Sin embargo, para utilizarse como fuente nutrimental es necesario ajustar el pH a 5.5 para poder tener disponibilidad de todos los nutrientes. La misma observación es sugerida por Preciado et al., (2011) en la producción de tomate.

Las concentraciones más altas de micros y la mayoría de macronutrimentos, se obtuvieron en los tés hechos con el vermicompost de pasto y estiércoles de borrego y bovino, la concentración de NH₄+ y NO₃^- fue de 51.37 ppm y 387.57 y en el té del vermicompost de pasto y estiércol de borrego la concentración fue de 35.86 y 258.94 ppm con un incremento de 43 y 49% en el primer té. Hargreaves et al., (2009) encontraron concentraciones más bajas de NH₄+ (1.70 ppm) y NO₃^- (114 ppm), lo que se demuestra que es difícil estandarizar las concentraciones nutrimentales en los productos orgánicos.

En los tés de vermicompost de pasto y estiércol de borrego la concentración de P y Mg se incrementó 36 y 57% en comparación con los tés que contienen la mezcla de los estiércoles (Cuadros 4 y 5). Los tés de compost pueden servir como fuente de nutrientes para las plantas (Ingham, 2005); sin embargo, hay escasa información para estandarizar las concentraciones nutrimentales por la alta variabilidad de los materiales con que se hace el compost y vermicompost (Hargreaves et al., 2009).

Durán y Henríquez (2007), caracterizaron cinco vermicompost hechos a base de desechos domésticos, estiércol vacuno, residuo de banano, follaje de ornamentales y broza de café, el mayor contenido de fósforo lo encontraron en el vermicompost de estiércol vacuno (2%), potasio y magnesio (6.8 y 0.8% respectivamente) en el vermicompost de residuos del cultivo de banano y el mayor contenido de calcio (5.6%) en el vermicompost de residuos domésticos. La época del año, el alimento de los animales, los residuos del cultivo modifican la relación C/N de los materiales, que se refleja en las propiedades químicas y biológicas del compost y vermicompost, esto hace difícil estandarizar los tés; sin embargo, no quiere decir que no se puedan utilizar pues independientemente del origen, los materiales orgánicos contienen nutrientes y microorganismos benéficos.

Más que como una fuente nutrimental, la mayoría de los trabajos sobre tés de compost y vermicompost se enfocan a los beneficios para el control de enfermedades. Dionne et al., (2012) realizaron un trabajo in vitro con té de compost para control de los hongos que producen damping-off, encontraron que los tés preparados a partir de compost de algas marinas, polvo de camarón, estiércol vacuno y ovino, tenían la capacidad de reducir en gran medida el crecimiento del micelio de P. ultimum, R. solani, Fusarium oxysporum f. sp. Radicis-lycopersici y Verticillium dahliae.

Relación vermicompost agua y su relación con CE, pH y concentración nutrimental

La relación vermicompost: agua es directamente proporcional a la CE, a menor cantidad de agua, mayor concentración. Los valores más bajos de CE fueron registrados con la relación 1:6 de vermicompost: agua (Figura 2). La ventaja de obtener extractos concentrados da la posibilidad de realizar ajustes mediante diluciones para obtener soluciones nutritivas que se adecuen a los propósitos de producción. Haggag y Saber (2007) obtuvieron una CE de 1.66 en compost de estiércol de pollo utilizado para la extracción de tés, que se prepararon en una relación 1:5, mientras que los compost originados de paja de frijol y desechos vegetales mezclados con estiércol de pollo registraron CE de 2.43 y 2.36 respectivamente, lo cual indica que los tés hechos con materiales compostados provenientes de plantas también representan una buena alternativa.

El valor de pH de los tés mostró diferencias altamente significativas por la relación vermicompost: agua en 1:2 (7.66) y 1:6 (7.57). Existe una amplia variabilidad del pH en los tés, ésto depende del origen del compost o vermicompost con que se elaboren, más que de la relación. Hargreaves et al., (2009) hicieron tés de compost a base de desechos municipales en relación 1:5 y encontraron intervalos de pH de 7.68 a 8.35, mientras que Hendawy et al., (2010) obtuvieron un pH de 6.5.

Se obtuvieron diferencias altamente significativas en la concentración de macronutrimentos en función de la relación vermicompost: agua, a menor cantidad de agua, mayor concentración (Cuadro 6). Las concentraciones más bajas se registraron con la relación 1:6 de vermicompost: agua, resultado esperado dado que una menor cantidad de vermicompost respecto al agua, se traduce en la obtención de tés diluidos con bajas concentraciones nutrimentales (Ingham, 2005). Los micronutrimentos tuvieron la misma tendencia en función de la dilución.

Pant et al., (2011) obtuvieron tés de vermicompost de estiércol de pollo en relación 1:10 (vermicompost: agua) con menores concentraciones de N (81.7 ppm) y P (16.2 ppm); sin embargo, las concentraciones de K (180.4 ppm) Ca (49.0 ppm) y Mg (43.9 ppm) fueron superiores comparadas con la relación más diluida evaluada en éste experimento.

Tiempo de incubación del vermicompost y su relación con CE, pH y concentración nutrimental

El análisis estadístico mostró deferencias significativas en la CE y pH. A mayor tiempo de incubación (8, 16 y 24 h) se observa incremento en la CE (3.52, 3.68 y 3.77). A las 8 h, se obtuvo un valor de pH de 7.32, que aumentó a 7.72 a las 16 h de incubación y aumentó ligeramente a las 24 h (7.79). Los resultados muestran que en periodos de 24 h el pH tiende a la alcalinidad (7.8). Scheuerell (2003) reporta que en la producción de tés en condiciones de anaerobiosis el tiempo ideal es de 2 semanas. La modificación en el pH se relaciona con la actividad microbiana que se da en los tés (Atiyeh etal., 2002; Ingham, 2005; Pant et al., 2009), además de la volatilización de compuestos que contienen hidrógeno, como el amoniaco (Korner y Stegmann, 1998). Pant et al., (2012) reportaron que la adición de té de vermicomposta al suelo, aumentó la respiración y la actividad deshidrogenasa (DHA), indicador de la actividad microbiana en el suelo (Bloñska, 2010).

El tiempo de incubación, influyó significativamente en la concentración de nutrientes. A las 8 h se obtuvo la mayor concentración de Nt, N-NH₄+ y N-NO₃^- (Figura 3); estos resultados confirman que este tiempo es suficiente para la extracción de los tés, ya que se obtienen las mayores concentraciones de nitrógeno. Este elemento está involucrado directamente en el proceso de la fotosíntesis, la carencia de él no permite que la planta utilice la luz solar como fuente de energía en el proceso de la fotosíntesis y la planta pierde la habilidad de ejecutar funciones esenciales como la absorción de nutrientes (Mengel y Kirkby, 1987; Alcántar et al., 2009).

El mayor contenido de N-NO₃^- respecto a N-NH₄+ (7 veces mayor), se debe a que el NH₄+ se oxida a NO₃^- al final de proceso de vermicompostaje (García et al., 1991; Velasco-Velasco et al., 2004). Por otro lado tiempos de incubación muy prolongados pueden favorecer la inmovilización de los nutrientes (Ingham, 2005). El número de los microorganismos en los tés aumenta durante el proceso de extracción (Fritz et al., 2012), por lo que el nivel de N-NO₃^-cae gradualmente debido a que los microorganismos lo inmovilizan al consumirlo y almacenanarlo (Ingham, 2005; Lubke y Lubke, 2013).

Las concentraciones de K, Ca, Mg, Cu y Ni se mantuvieron iguales en los tres periodos de muestreo. A las 24 h se registraron las mayores concentraciones de P, S, Fe, B, Mn, Mo y Zn (Cuadro 7 y 8).

Las concentraciones de Nt, P, K y Ca fueron altas en relación a las obtenidas Ochoa et al., (2009) en la extracción de tés aireados incubados por 24 h. Con respecto a Mg, Zn y Cu, se obtuvieron concentraciones menores a las reportadas por tales autores.

En los últimos años, los agricultores que producen en la modalidad de agricultura orgánica y otros que desean minimizar el uso de fertilizantes y pesticidas buscan alternativas para la producción como el uso de extractos acuosos de compost y vermicompost. Éstos líquidos denominados tés, son mucho más fáciles de transportar y aplicar a los cultivos que los materiales sólidos (Arancon et al., 2007). Puesto que la eficiencia de los tés dependen de la preparación, la manipulación del proceso de producción de los tés de compost y vermicompost y el uso de nuevas técnicas para la caracterización de la materia orgánica y el perfil de la comunidad microbiana puede mejorar la eficacia y la fiabilidad del control de una determinada enfermedad (St. Martin y Brathwaite, 2012). Además el tener información de las concentraciones nutrimentales de los extractos, posibilitan su empleo para la nutrición de cultivos.

 

Conclusiones

El origen del vermicompost utilizado en la elaboración de los tés muestra alta correlación con el contenido nutrimental, pH y CE. Los tés elaborados a partir del vermicompost de pasto y la mezcla de estiércol de borrego y bovino presentaron mayor pH así como CE más alta reflejada en mayor concentración de nutrientes.

La relación 1:2 (vermicompost: agua) ofrece la ventaja de obtener tés concentrados con valores más altos de pH, CE y concentración de nutrientes, lo que representa una alternativa para su uso en la elaboración de soluciones nutritivas más diluidas.

De acuerdo con lo realizado en el presente experimento el tiempo de incubación más adecuado para la extracción de tés es de ocho horas.

 

Literatura citada

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