Ingeniería Agrícola Vol. 13, No. 4, octubre-diciembre, 2023, ISSN: 2227-8761
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ARTÍCULO ORIGINAL

Caracterización de la composición química del BIOL obtenido en la Isla de la Juventud

Characterization of the chemical composition of the BIOL obtained on the Isla de la Juventud

iDIván Luis Sánchez-Llevat*✉:ilsanchez@uij.edu.cu

iDReinaldo Ravelo-Ortega

iDMartha Moreno-Núñez

iDBárbara Vivian Covas-Constantin


Universidad Isla de la Juventud "Jesús Montané Oropesa", Nueva Gerona, Isla de la Juventud, Cuba.

 

*Autor para correspondencia: Iván Luis Sánchez-Llevat, e-mail: ilsanchez@uij.edu.cu

RESUMEN

La investigación se desarrolló en el Laboratorio de Sanidad Vegetal de la Isla de la Juventud en el año 2021. Se elaboró un abono foliar orgánico líquido BIOL, resultado de la biodigestión anaeróbica del estiércol y residuos de cosechas. A través de la fermentación anaerobia en tres tratamientos a los 30, 45 y 60 días y tres repeticiones. Con el objetivo de caracterizar la composición físico química y calidad del Biol obtenido; a partir de los análisis realizados por el laboratorio UCELAB del Instituto de Ciencia Animal (ICA). Los datos se procesaron con el programa Infostat 2012 y para valorar las diferencias significativas entre los tratamientos, se utilizó la prueba de Fischer y el test de rangos múltiples de Duncan para p<0,05 en la comparación de medias. Como resultado del análisis la composición físico-química del Biol presenta valores de materia seca (MS en %) 0,30- 0,31, pH 6,75- 7, manganeso (Mn en ppm) 41,19- 41,76, calcio (Ca en ppm) 4098,84- 4101,08, magnesio (Mg en ppm) 4505,84- 4507,45, potasio (K2O en ppm) 9125,10- 9125,95, sodio (Na en ppm) 10348,46- 10351,54 y zinc (Zn en ppm) 169,13- 172,17. Al comparar estos resultados con algunos patrones de calidad se determinó que el Biol obtenido se encuentra en los rangos adecuados y no existen diferencias significativas en cuanto a su composición entre los tratamientos. Se concluye que el Biol obtenido posee la calidad necesaria para ser utilizado en la agricultura y se escoge como tiempo de fermentación optimo 30 días.

Palabras clave
fermentación anaerobia, tiempo de obtención, calidad, agricultura
ABSTRACT

The research was carried out in the Plant Health Laboratory of the Isla de la Juventud in 2021. A BIOL liquid organic foliar fertilizer was prepared, the result of anaerobic biodigestion of manure and crop residues. Through anaerobic fermentation in three treatments at 30, 45 and 60 days and three repetitions. In order to characterize the physical chemical composition and quality of the Biol obtained; from the analyzes carried out by the UCELAB laboratory of the Institute of Animal Science (ICA). The data were processed with the Infostat 2012 program and to assess the significant differences between the treatments, the Fischer test and Duncan's multiple range test were used for p<0.05 in the comparison of means. As a result of the analysis, the physical-chemical composition of Biol presents values of dry matter (DM in %) 0.30-0.31, pH 6.75-7, manganese (Mn in ppm) 41.19-41.76, calcium (Ca in ppm) 4098.84- 4101.08, magnesium (Mg in ppm) 4505.84- 4507.45, potassium (K2O in ppm) 9125.10- 9125.95, sodium (Na in ppm) 10348, 46- 10351.54 and zinc (Zn in ppm) 169.13- 172.17. When comparing these results with some quality standards, it was determined that the Biol obtained is in the appropriate ranges and there are no significant differences in terms of its composition between the treatments. It is concluded that the Biol obtained has the necessary quality to be used in agriculture and 30 days is chosen as the optimal fermentation time.

Keywords
Anaerobic Fermentation, Production Time, Quality, Agriculture

Received: 17/10/2022; Accepted: 01/9/2023

Iván Luis Sánchez-Llevat, Ing., Profesor asistente, Universidad Isla de la Juventud "Jesús Montané Oropesa", Carretera aeropuerto km 3½, Nueva Gerona, Isla de la Juventud, Cuba, e-mail: ilsanchez@uij.edu.cu.

Reinaldo Ravelo-Ortega, MSc., Profesor Auxiliar, Universidad Isla de la Juventud "Jesús Montané Oropesa", Carretera aeropuerto km 3½, Nueva Gerona, Isla de la Juventud, Cuba, e-mail: rravelo@uij.edu.cu.

Martha Moreno-Nuñez, MSc., Profesora asistente, Universidad Isla de la Juventud "Jesús Montané Oropesa", Carretera aeropuerto km 3½, Nueva Gerona, Isla de la Juventud, Cuba, mmoreno@uij.edu.cu.

Bárbara Vivian Covas-Constantin, MSc., Profesora asistente, Universidad Isla de la Juventud "Jesús Montané Oropesa", Carretera aeropuerto km 3½, Nueva Gerona, Isla de la Juventud, Cuba e-mail: bvcovas@uij.edu.cu.

Los autores de este trabajo declaran no presentar conflicto de intereses.

CONTRIBUCIONES DE AUTOR: Conceptualización: I. L. Sánchez. Curación de datos: I. L. Sánchez, R. Ravelo. Análisis formal: I. L. Sánchez, R. Ravelo, M. Moreno, B. Covas. Investigación: I. L. Sánchez, R. Ravelo, M. Moreno, B. Covas. Metodología: I. L. Sánchez, R. Ravelo, M. Moreno, B. Covas. Supervisión: I. L. Sánchez. Validación: I. L. Sánchez, R. Ravelo. Redacción-borrador original: I. L. Sánchez. Redacción-revisión y edición: I. L. Sánchez, R. Ravelo, M. Moreno, B. Covas.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

 

Los suelos agrícolas presentan efectos nocivos que afectan su estructura y composición debido al uso indiscriminado de fertilizantes, lo que ha favorecido la presencia de suelos con alta salinidad y agotamiento de sus recursos minerales. Esto ocasiona una alta dependencia a los fertilizantes sintéticos por parte de los agricultores, debido a lo cual generalmente se puede observar que la degradación de los mismos ha aumentado de manera considerable, generando una amenaza a los suelos agrícolas de todo el mundo (Bednář & Šarapatka, 2018Bednář, M., & Šarapatka, B. (2018). Relationships between physical-geographical factors and soil degradation on agricultural land. Environmental research, 164, 660-668, ISSN: 0013-9351, Publisher: Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.envres.2018.03.042 ).

Los abonos orgánicos se han usado desde tiempos remotos y su influencia sobre la fertilidad de los suelos se ha demostrado, aunque su composición química, el aporte de nutrimentos a los cultivos y su efecto en el suelo varían según su procedencia, edad, manejo y contenido de humedad. En la actualidad, la estructura del suelo es el factor principal que condiciona la productividad de los suelos agrícolas; someter el terreno a un intenso laboreo y compresión mecánica tiende a deteriorar la estructura. Los abonos orgánicos (estiércoles, compostas y residuos de cosecha) se han recomendado en aquellas tierras sometidas a cultivo intenso para mantener y mejorar la estructura del suelo, aumentar la capacidad de retención de humedad y facilitar la disponibilidad de nutrimentos para las plantas (López-Mtz et al., 2018López-Mtz, J. D., Díaz-Estrada, A., Martínez-Rubin, E., & Valdez-Cepeda, R. D. (2018). Abonos orgánicos y su efecto en propiedades físicas y químicas del suelo y rendimiento en maíz. Terra latinoamericana, 19(4), 293-299, ISSN: 2395-8030, Publisher: Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo, AC.).

Uno de los retos que enfrenta la agricultura cubana es detener los procesos que degradan los suelos, que permita hacia lugares productivos, en el orden medio ambiental con la contaminación de las aguas, la extinción de las especies, el incremento de áreas desérticas y otros, sino además en el orden económico, ya que son necesarias inversiones cada vez mayores para mantener los niveles de producción (Pla-Sentís, 2002Pla-Sentís, I. (2002). Evaluación de impactos ambientales derivados de la degradación de suelos y su relación con Cambios Climáticos [Shagarodsky, T. 1998. Proyecto Territorial “Extensión y fomento del cultivo del garbanzo bajo las condiciones de Santi Spíritus” Ministerio de Ciencia Tecnología y Medio Ambiente, Santi Spíritus. INIFAT]. VI Escuela Latinoamericana de Física de Suelos (VI ELAFIS). Universidad de La Habana.; Riverol & Alvarado-Capó, 2015Riverol, M., & Alvarado-Capó, Y. (2015). Alternativas para reducir la degradación de los suelos en Cuba y el enfrentamiento al cambio climático (Sembrando en tierra viva. Manual de agroecología, La Habana, Cuba). Sembrando en tierra viva. Manual de agroecología La Habana, Cuba.).

El uso reiterado e indiscriminado de estas prácticas han provocado que un 60 % de los suelos cubanos tengan contenidos de materia orgánica de bajo a muy bajo (Rodríguez, 2016Rodríguez, D. (2016). Avances del Programa Nacional de Conservación y Mejoramiento de Suelos. Instituto de Suelos, La Habana, Cuba.).

Por lo anterior y en correspondencia con las dificultades económicas que ha enfrentado el país, se han tenido que buscar alternativas para frenar este fenómeno, mantener los rendimientos de los cultivos, mejorar la calidad de los suelos y compensar además la falta de fertilizantes minerales. Entre estas alternativas se encuentran, la aplicación de medidas temporales y permanentes antierosivas, utilización de diferentes portadores de materia orgánica en los suelos, la búsqueda de una mayor eficiencia en el aprovechamiento de estos portadores, el empleo de los abonos verdes y el uso de los biofertilizantes (Fuentes & Martínez, 2015Fuentes, S., & Martínez, R. (2015). Indicaciones prácticas para la conservación, mejoramineto y fertilización de suelos. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, Cuba.).

Silva (2012)Silva, L. (2012). La importancia de los abonos orgánicos. La importancia de los abonos orgánicos. http://laimportanciadelosabonosorgnicos.blogspot.com , difunde que el abono orgánico es un fertilizante que proviene de animales, humanos, restos vegetales u otra fuente orgánica y natural. En cambio, los abonos inorgánicos están fabricados por medios industriales. Los abonos orgánicos garantizan un mejor desarrollo de la vida pues su uso en los cultivos no contamina como si se emplearan abonos inorgánicos. Por otro lado, hay siete tipos de abonos orgánicos como: estiércol, guano (estiércol de aves y murciélagos, gallinaza (estiércol de gallinas), BIOL (el líquido que se obtiene al producir biogás), dolomita (mineral, se encuentra en minas), compost y el humus (descomposición de lombrices). Estos tipos de abonos son muy fáciles de hallar pues no tienen ningún costo. Se ahorraría y se garantizará una mejor vida para futuras generaciones.

La importancia fundamental de su necesidad en las tierras obedece a que los abonos orgánicos son fuente de vida bacteriana del suelo sin la cual no se puede dar nutrición de las plantas. Él suelo no puede hacer el alimento para las plantas solo, ya que este se encuentra acabado por la implementación de abonos inorgánicos los cuales en vez de ayudar lo que hacen es deteriorar día tras día el suelo. En cambio, el abono orgánico es totalmente sano y natural, por eso son fuente de vida para las plantas ya que cuentan con millones de microorganismos que transforman a los minerales en elementos comestibles para las plantas (Silva, 2012Silva, L. (2012). La importancia de los abonos orgánicos. La importancia de los abonos orgánicos. http://laimportanciadelosabonosorgnicos.blogspot.com ).

Para Cervantes (2016)Cervantes, M. (2016). Abonos orgánicos. Infoagro. http://www.infoagro.com/abonos/abonos_organicos.htm , la necesidad de disminuir la dependencia de productos químicos artificiales en los distintos cultivos, está obligando a la búsqueda de alternativas fiables y sostenibles. En la agricultura ecológica, se le da gran importancia a este tipo de abonos, y cada vez más, se están utilizando en cultivos intensivos. Con estos abonos, se aumenta la capacidad que posee el suelo de absorber los distintos elementos nutritivos, los cuales se deben aportar posteriormente con los abonos minerales o inorgánicos. Actualmente, se están buscando nuevos productos en la agricultura, que sean totalmente naturales; como el BIOL obtenido en esta investigación.

Luque (2015)Luque, A. (2015). ´ ¿Que es Biol? Paperblog. http://es.paperblog.com/que-esbiol-1537914 , manifiesta las ventajas BIOL: es un abono orgánico que no contamina el suelo, agua, aire ni los productos obtenidos de las plantas. Aumenta la fertilidad natural del suelo. Es un complemento nutricional para las plantas. Es de bajo costo, se produce en la misma parcela, en su elaboración se emplean los recursos locales. Mejora y logra incrementar la producción de los cultivos. Actúa como revitalizador de las plantas que han sufrido estrés, ya sea por plagas, enfermedades, sequias, heladas, granizadas o interrupción de los procesos normales de la planta, mediante una oportuna, sostenida y adecuada aplicación. Mejora la calidad de los productos dándoles una buena presentación en el mercado.

La introducción del BIOL y su aplicación como biofertilizante y bioestimulante en la agricultura en la Isla de la Juventud proporcionaría grandes beneficios debido a las ventajas que el mismo posee y ayudaría a reducir la aplicación de fertilizantes minerales a los suelos. Con el objetivo de caracterizar la composición físico química y calidad del Biol obtenido; a partir de los análisis realizados por el laboratorio UCELAB del Instituto de Ciencia Animal (ICA, de recursos locales en tres momentos en la Isla de la Juventud.

MATERIALES Y MÉTODOS

 

La investigación se realizó en el Laboratorio de Sanidad Vegetal de la Isla de la Juventud, en el período comprendido entre los meses de mayo- agosto de 2021. El espacio utilizado para la confección de los BIOLES fue de 12 m2, lugar donde se realizó el proceso fermentativo del BIOL a temperatura ambiente promedio de 29 oC.

En el montaje del ensayo experimental se utilizó lo siguiente:

  1. Para el biodigestor (Figura 1): Pomos de suero de cristal de 500 mL. Manguera de caucho color negro de 5 mm de diámetro Beakers de capacidad 500 mL como trampa de aire. Libreta de campo.

  2. Para la elaboración: Balanza digital de 300 g de capacidad, 0,01 g de precisión. Balanza analógica de 25 kg de capacidad, 1 g de precisión. Mezclador.

  3. Para lectura de datos: pH metro CRISON. Termómetros de alcohol. Beakers de 250 mL. Guantes. Cubre bocas.

  4. Materia prima. BIOL (Por cada 500 mL de capacidad del recipiente): Estiércol de bovino 28 g, hojas de Acacia mangium 31,5 g, suero de leche 12,5 mL. Agua para completar hasta 500 mL.

FIGURA 1.  Montaje del experimento.

Las materias primas para la confección de los de biopreparados por digestión anaerobia se recolectaron en tres áreas: Combinado lácteo de Santa Fe, Universidad Jesús Montané Oropesa y en la granja agropecuaria 14 de junio (Figura 2). Los experimentos se desarrollaron en el Laboratorio de Sanidad Vegetal de la Isla de la Juventud (MINAG). Este está ubicado en la ciudad de Nueva Gerona en 21o52´08,4´´ de latitud norte y 82o48´29,2´´ longitud oeste a 17 metros sobre el nivel del mar en la Isla de la Juventud (Figura 2).

FIGURA 2.  Localización de las áreas de estudio.

Diseño experimental

 

Se utilizó un diseño experimental Completamente Aleatorizado (DCA) con un BIOL (bovino-acacia) en tres períodos de fermentación (30, 45 y 60 días) y tres repeticiones. Los datos obtenidos se procesaron con el programa Infostat según Di Rienzo et al. (2012)Di Rienzo, J., Casanoves, F., Balzarini, M., González, L., Tablada, M., & Robledo, C. (2012). InfoStat. Version 2012,[Windows], Universidad Nacional de Córdoba, Argentina: Grupo InfoStat. Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina., donde se le hizo la prueba F de Fischer determinando si existen diferencias significativas entre los tratamientos y se le hizo el test de rangos múltiples de Duncan con p<0.05 para la comparación de medias. Los factores en estudio se muestran en la Tabla 1.

TABLA 1.  Factor en estudio.
Factor A Tiempo de fermentación (días)
A1 30
A2 45
A3 60
  • Número de tratamientos: 3

  • Número de repeticiones: 3

  • Unidad experimental: 9

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

 

Obtención del “Biol”

 

Como resultado de la biodigestión anaeróbica de la mezcla de desechos orgánicos locales; de 28 g estiércol de bovino, 31,25 g hojas de Acacia mangium, 12,5 ml suero de leche; completado a un volumen de 500 mL con agua, se logró un abono orgánico “BIOL” de calidad; validado por su caracterización físico- químico.

Se realizó un análisis químico de las 9 unidades experimentales a los 30, 45 y 60 días en donde se detalla el contenido de los elementos contenidos en el BIOL descritos en la Tabla 2 y se compararon con los indicadores de calidad relacionados en la Tabla 3 para determinar la pertinencia del uso del BIOL como biofertilizante.

TABLA 2.  Métodos de análisis de los indicadores físico químicos del BIOL
Análisis Método
Macronutrientes primarios (ppm)
Óxido de potasio (K2O) Espectrometría de absorción atómica (Walsh, 1955Walsh, A. (1955). The application of atomic absorption spectra to chemical analysis. Spectrochimica Acta, 7, 108-117, ISSN: 0371-1951, Publisher: Elsevier.)
Macronutrientes secundarios (ppm)
Espectrometría de absorción atómica (Walsh, 1955Walsh, A. (1955). The application of atomic absorption spectra to chemical analysis. Spectrochimica Acta, 7, 108-117, ISSN: 0371-1951, Publisher: Elsevier.)
Calcio (CaO)
Magnesio (MgO)
Micronutrientes disponibles (ppm)
Sodio (Na) Espectrometría de absorción atómica (Walsh, 1955Walsh, A. (1955). The application of atomic absorption spectra to chemical analysis. Spectrochimica Acta, 7, 108-117, ISSN: 0371-1951, Publisher: Elsevier.)
Zinc (Zn)
Manganeso (Mn)
pH (rango asegurado) pH metro digital PHSJ-3F
Materia seca (%) Gravimetría SM 2540 (Rice & Bridgewater, 2012Rice, E. W., & Bridgewater, L. (2012). Standard methods for the examination of water and wastewater (American Public Health Association, Vol. 10). American Public Health Association Washington, DC.).
TABLA 3.  Indicadores de calidad
Indicador Valores Fuente
pH 5,5- 7,0 (Brinton, 2000Brinton, W. (2000). Compost Quality Standards & Guidelines-Final Report by Woods end Research Laboratory. New York State Association of Recyclers, New York, USA.)
Potasio (K2O) >1300 mg/L (Suárez-Segura, 2009Suárez-Segura, D. (2009). Caracterización de un compuesto orgánico producido en forma artesanal por pequeños agricultores en el departamento del Magdalena. [Tesis de Maestría en Ciencias Agrarias con Énfasis en Suelos, UNAL]. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/3270 )
Calcio (CaO) >1800 mg/L

Materia seca

 

El análisis de laboratorio del “Biol” obtenido en los tres tratamientos, como puede apreciarse en la Figura 3 presentan valores de materia seca entre el 0,30 y 0,31 %; con valores inferiores al 1 %; valor fuera del rango según lo planteado por Aparcana-Robles & Jansen (2008)Aparcana-Robles, S., & Jansen, A. (2008). Estudio sobre el valor fertilizante de los productos del proceso" Fermentación anaeróbica" para producción de biogás (German Prof EC GmbH, Lima, Perú, BM-4-00-1108, Vol. 1239)., quienes afirman que el BIOL presenta en lo común, una baja presencia de materia seca (sólidos totales) entre 1 - 5%.

FIGURA 3.  Comportamiento de la materia seca a los 30, 45 y 60 días.

pH

 

Los valores de pH obtenidos no muestran diferencias significativas a los 30, 45 y 60 días de obtención del BIOL comportándose en todos los casos muy cerca de la neutralidad como se muestra en la Figura 4.

FIGURA 4.  Comportamiento del pH a los 30, 45 y 60 días.

Aparcana-Robles & Jansen (2008)Aparcana-Robles, S., & Jansen, A. (2008). Estudio sobre el valor fertilizante de los productos del proceso" Fermentación anaeróbica" para producción de biogás (German Prof EC GmbH, Lima, Perú, BM-4-00-1108, Vol. 1239)., en un estudio sobre el valor fertilizante de cuatro tipos de BIOL producidos a partir de estiércol vacuno reportaron valores de pH de 7,96; 8,1 y de 6,7 a 7,9. Como se observa los valores de pH medidos en el presente trabajo se encuentran cerca de la neutralidad (6,75- 7) bastante similares a estos valores, ligeramente superiores a los reportados por Guanopatín-Chicaiza (2012)Guanopatín-Chicaiza, M. R. (2012). Aplicación de biol en el cultivo establecido de alfalfa (Medicago sativa) [Tesis de pregrado]. Universidad Técnica de Ambato, Ecuador., la que encontró valores de pH de 5,8 y 6,5 en dos tipos de BIOL.

De la Rosa (2012)De la Rosa, J. (2012). Análisis físico y químico de fertilizante orgánico (biol) producido por biodigestores a partir de estiércol de ganado [Tesis en opción al título de Ingeniero Agrónomo, Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala, Xocoyucan, Tlax., MX]. https://es.scribd.com/document/272243144/Analisis-Fisico-y-Quimico-de-Fertilizante-Organico-Biol-Jonatan-de-La-Rosa-Mendez., reportó para tres tipos de BIOLES un pH medianamente básico y para otras cinco muestras de productos un pH neutro, lo cual es similar a los valores obtenidos en este trabajo.

Al comparar los valores de pH obtenidos en esta investigación con el patrón de calidad según Brinton (2000)Brinton, W. (2000). Compost Quality Standards & Guidelines-Final Report by Woods end Research Laboratory. New York State Association of Recyclers, New York, USA., se muestra que el BIOL obtenido en la Isla de la Juventud posee la calidad necesaria para ser empleado como biofertilizante ya que se encuentra en el rango permisible para ello, que es entre 5,5 y 7; y el BIOL analizado en la presente investigación tiene un rango de pH de (6,75- 7) como se observa en la Figura 5.

FIGURA 5.  Comparación del pH del BIOL elaborado con el patrón de calidad.

Manganeso (Mn)

 

El contenido de manganeso (Figura 6) en las muestras analizadas se comportó entre los 41,19 y 41,76 ppm, muy superior a lo obtenido por Clavijo-Pari et al. (2018)Clavijo-Pari, E. J., Ruiz-Huanca, P., Pérez-Limache, C., Acevedo-Darias, M., & TiconaGuanto, O. (2018). Desarrollo vegetativo de la espina de mar (Hippophae rhamnoides L.), bajo la aplicación de niveles de biol bovino en el municipio de Viacha. Revista de Investigación e Innovación Agropecuaria y de Recursos Naturales, 5(2), 43-49, ISSN: 2409-1618, Publisher: Universidad Mayor de San Andrés. con 1,20 ppm de manganeso; también a Fernández & Seghezzo (2015)Fernández, P., & Seghezzo, L. (2015). Diseño de Reactores (pp. 23-47). Universidad Nacional de Salta. Buenos Aires, Argentina. con 19,34 ppm y similar a Guanopatín-Chicaiza (2012)Guanopatín-Chicaiza, M. R. (2012). Aplicación de biol en el cultivo establecido de alfalfa (Medicago sativa) [Tesis de pregrado]. Universidad Técnica de Ambato, Ecuador., quien obtuvo un valor de 89,0 ppm. No existieron diferencias significativas a los 30, 45 y 60 días en cuanto al contenido de este elemento en el BIOL analizado.

FIGURA 6.  Contenido de manganeso (Mn) a los 30, 45 y 60 días.

Calcio (Ca)

 

El contenido de calcio (Figura 7) en las muestras analizadas se comportó entre los 4 000 y 4 100 ppm muy superior a lo obtenido por Potsch et al. (2004)Potsch, E., Pfundtner, E., Resch, R., & Much, P. (2004). Stoffliche Zusammensetzung und Ausbringung Eigenschaften von Gärrückständen aus Biogasanlagen (Composición y características de uso de los restos fermentados de las plantas de biogás). Alpenlandisches Expertenforum, 18, 19. con 1 050 ppm; Haraldsen et al. (2011)Haraldsen, T. K., Andersen, U., Krogstad, T., & Sørheim, R. (2011). Liquid digestate from anaerobic treatment of source-separated household waste as fertilizer to barley. Waste Management & Research, 29(12), 1271-1276, ISSN: 0734-242X, Publisher: Sage Publications Sage UK: London, England. https://doi.org/10.1177/0734242X11411975 con 310 y 730 ppm en dos tipos de BIOLES; e ITINTEC-Perú (1980)ITINTEC-Perú. (1980). Producción de biol a partir de estiércol de vacuno utilizando la digestión anaeróbica mediante el uso de biodigestores [Informe Técnico]. Instituto Nacional de Investigación Tecnológica y Normas Técnicas, Lima, Perú., con 2 100 ppm pero inferior a lo reportado por Sanes et al. (2015)Sanes, F. S. M., Strassburger, A. S., Araújo, F. B., & Medeiros, C. A. B. (2015). Compostagem e fermentação de resíduos de pescado para produção de fertilizantes orgânico. Semina: Ciências Agrárias, 36(3), 1241-1251, ISSN: 1676-546X, Publisher: Universidade Estadual de Londrina. https://dx.doi.org/10.5433/1679-0359.2015v36n3p1241 con 5 030 ppm; No existieron diferencias significativas a los 30, 45 y 60 días en cuanto al contenido de este elemento en el BIOL analizado.

FIGURA 7.  Contenido de calcio (Ca) a los 30, 45 y 60 días.

Magnesio (Mg)

 

El contenido de magnesio (Figura 8) en las muestras analizadas se comportó entre los 4 505 y 4 507 ppm muy superior a lo obtenido por Potsch et al. (2004)Potsch, E., Pfundtner, E., Resch, R., & Much, P. (2004). Stoffliche Zusammensetzung und Ausbringung Eigenschaften von Gärrückständen aus Biogasanlagen (Composición y características de uso de los restos fermentados de las plantas de biogás). Alpenlandisches Expertenforum, 18, 19., con 3 800 ppm; Haraldsen et al. (2011)Haraldsen, T. K., Andersen, U., Krogstad, T., & Sørheim, R. (2011). Liquid digestate from anaerobic treatment of source-separated household waste as fertilizer to barley. Waste Management & Research, 29(12), 1271-1276, ISSN: 0734-242X, Publisher: Sage Publications Sage UK: London, England. https://doi.org/10.1177/0734242X11411975 , con 520 ppm y Sanes et al. (2015)Sanes, F. S. M., Strassburger, A. S., Araújo, F. B., & Medeiros, C. A. B. (2015). Compostagem e fermentação de resíduos de pescado para produção de fertilizantes orgânico. Semina: Ciências Agrárias, 36(3), 1241-1251, ISSN: 1676-546X, Publisher: Universidade Estadual de Londrina. https://dx.doi.org/10.5433/1679-0359.2015v36n3p1241 , con 520 ppm. No existieron diferencias significativas a los 30, 45 y 60 días en cuanto al contenido de este elemento en el BIOL analizado.

FIGURA 8.  Contenido de magnesio (Mg) a los 30, 45 y 60 días.

Potasio (K2O)

 

Los valores de potasio (Figura 9) obtenidos en el BIOL en la presente investigación fueron muy superiores a 2 000 ppm según Pérez-Pérez et al. (2016)Pérez-Pérez, T., Pereda-Reyes, I., Oliva-Merencio, D., & Zaiat, M. (2016). Anaerobic digestion technologies for the treatment of pig wastes. Cuban Journal of Agricultural Science, 50(3), 343-354, ISSN: 0864-0408, Publisher: Instituto de Ciencia Animal., llegando a alcanzar los 9 000 ppm.

FIGURA 9.  Contenido de potasio (K2O) a los 30, 45 y 60 días.

Al comparar los valores de K2O obtenidos en esta investigación con el patrón de calidad según Suárez-Segura (2009)Suárez-Segura, D. (2009). Caracterización de un compuesto orgánico producido en forma artesanal por pequeños agricultores en el departamento del Magdalena. [Tesis de Maestría en Ciencias Agrarias con Énfasis en Suelos, UNAL]. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/3270 , se muestra que el BIOL obtenido en la Isla de la Juventud posee la calidad necesaria para ser empleado como biofertilizante ya que se encuentra en el rango permisible para ello que es superior a los 1 300 ppm; y el BIOL analizado en la presente investigación se encuentra por encima de los 9 000 ppm como lo muestra la Figura 10.

FIGURA 10.  Comparación del contenido de potasio (K2O) del BIOL elaborado con el patrón de calidad.

Estos resultados determinan un valor práctico considerable por la respuesta que puede obtenerse en cultivos de importancia económica que emplean el potasio para su normal funcionamiento en cantidades superiores al nitrógeno y el fosforo como el tomate, el pimiento, la col, lechuga etc.

No existieron diferencias significativas a los 30, 45 y 60 días en cuanto al contenido de este elemento en el BIOL analizado.

Sodio (Na)

 

El contenido de sodio (Figura 11) en las muestras analizadas se comportó entre los 10 350 y 10 351 ppm, muy superior a lo obtenido por Potsch et al. (2004)Potsch, E., Pfundtner, E., Resch, R., & Much, P. (2004). Stoffliche Zusammensetzung und Ausbringung Eigenschaften von Gärrückständen aus Biogasanlagen (Composición y características de uso de los restos fermentados de las plantas de biogás). Alpenlandisches Expertenforum, 18, 19., con 4 040 ppm y Haraldsen et al. (2011)Haraldsen, T. K., Andersen, U., Krogstad, T., & Sørheim, R. (2011). Liquid digestate from anaerobic treatment of source-separated household waste as fertilizer to barley. Waste Management & Research, 29(12), 1271-1276, ISSN: 0734-242X, Publisher: Sage Publications Sage UK: London, England. https://doi.org/10.1177/0734242X11411975 , con 9 600 ppm. No existieron diferencias significativas a los 30, 45 y 60 días en cuanto al contenido de este elemento en el BIOL analizado.

FIGURA 11.  Contenido de sodio (Na) a los 30, 45 y 60 días.

Zinc (Zn)

 

El contenido de zinc (Figura 12) en las muestras analizadas se comportó entre los 169 y 172 ppm, ligeramente superior a lo obtenido por Haraldsen et al. (2011)Haraldsen, T. K., Andersen, U., Krogstad, T., & Sørheim, R. (2011). Liquid digestate from anaerobic treatment of source-separated household waste as fertilizer to barley. Waste Management & Research, 29(12), 1271-1276, ISSN: 0734-242X, Publisher: Sage Publications Sage UK: London, England. https://doi.org/10.1177/0734242X11411975 , con 158 y 115 ppm en dos bioles y similar a Kim et al. (2010)Kim, J. K., Kong, I. S., & Lee, H. H. (2010). Identification and characterization of microorganisms from earthworm viscera for the conversion of fish wastes into liquid fertilizer. Bioresource technology, 101(14), 5131-5136, ISSN: 0960-8524, Publisher: Elsevier. quienes obtuvieron valores de 172 ppm y muy por debajo de los valores obtenidos por Sahu et al. (2017)Sahu, B., Sahu, U., Tripathy, U., Barik, N., Agnibesh, A., Paikaray, A., Mohapatra, S., Senapati, S., & Sundaray, J. (2017). Fusion of sugar industry and fish processing industry waste products in developing high value organic fertilizer and feed supplement. International Journal of Fisheries and Aquatic Research, 2(4), 6-18., y Aranganathan & Rajasree (2016)Aranganathan, L., & Rajasree, S. (2016). Bioconversion of marine trash fish (MTF) to organic liquid fertilizer for effective solid waste management and its efficacy on Tomato growth. Management of Environmental Quality: An International Journal, 27(1), 93-103, ISSN: 1477-7835, Publisher: Emerald Group Publishing Limited. https://doi.org/10.1108/MEQ-05-2015-007 , con 525 y 566 ppm respectivamente. No existieron diferencias significativas a los 30, 45 y 60 días en cuanto al contenido de este elemento en el BIOL analizado.

FIGURA 12.  Contenido de zinc (Zn) a los 30, 45 y 60 días.

Selección del tiempo óptimo de fermentación en la elaboración del BIOL

 

Como puede apreciarse en el análisis de cada uno de los elementos estudiados en los tres tratamientos; no existen diferencias significativas entre los mismos. Lo que nos permiten escoger como tiempo óptimo de fermentación en el proceso estudiado de 30 días de fermentación; suficiente para la producción de BIOL; como menor tiempo posible de obtención del producto y con la calidad requerida.

CONCLUSIONES

 
  • La caracterización físico químico del “Biol” obtenido muestran que en cuanto a su composición cada uno de los elementos se encuentra en los rangos adecuados y no existen diferencias significativas entre los tratamientos.

  • Se escoge como tiempo óptimo de fermentación 30 días; como menor tiempo posible de obtención del producto y con la calidad requerida.

  • Se demostró que el “BIOL” logrado a partir de la biodigestión anaeróbica de desechos orgánicos locales posee la calidad necesaria para ser empleado como biofertilizante.

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