NATRURALEZA DE MATERIALES ORGÁNICOS Y POBLACIÓN DE LOMBRICES EN EL VERMICOMPOSTEO

Alfredo Lara Herrera, Gustavo Alberto Dueñas González, Luis Humberto Zelaya de Santiago, Roberto Quintero Lizaola, J. Jesús Avelar Mejía y Jesús Llamas

INTRODUCCIÓN En 1994, la producción nacional de residuos orgánicos biodegradables fue de 20’500,000 t (Aguilar, 1997). El contenido medio de N en los materiales composteados es de 0.5% y contenido de materia orgánica promedio de 18% (Núñez, 1990; Xin et al., 1992). Estos datos sugieren que los agricultores (principalmente los de bajos recursos) pueden hacer uso de estos materiales con el propósito de obtener abono de bajo costo, por lo que sí los residuos orgánicos generados en México fueran composteados eficientemente, sin pérdidas de nitrógeno, aportarían 1'025,000 t de este nutrimento. Lo cual es equiparable a la cantidad de N aportado por los fertilizantes químicos, en ese mismo año (1994), la cantidad reportada por Soh e Ishewood (1996) es de 1'104,000 t. En el estado de Zacatecas se generan importantes cantidades de materiales orgánicos, provenientes principalmente de la agricultura, ganadería, agroindustria y en los hogares de las familias. Los materiales orgánicos generados en mayor cantidad, que provienen de la agricultura, en el estado de Zacatecas, son: pajas o residuos de las cosechas y residuos de la poda de árboles frutales. Los principales cultivos que generan estos residuos son: frijol, maíz, chile, cebada, trigo y jitomate. La cantidad total es variable, tomando en cuenta la

2

producción de grano o frutos, y el índice de cosecha, definido por la relación entre el peso producido del producto económico entre la masa total producida; en general se estima que la producción de residuos de estos cultivos es de aproximadamente 1.5 millones de toneladas al año en el estado de Zacatecas. Los residuos de poda son aproximadamente de 33,000 t, provenientes de los principales cultivos frutícolas (durazno, guayaba, manzana y vid). La cantidad de estiércol generado por cabeza de ganado bovino anualmente es de 6 t (Núñez, 1990). En el estado existen 1'018,714 cabezas de esta especie, por lo tanto, la producción anual de estiércol se estima en 6'112,284 t. En el estado de Zacatecas se procesan frutas que se producen en esta y otras entidades federativas, para la elaboración de jugos, néctares y bebidas fermentadas. La cantidad total procesada anualmente es mayor a 6,000 t y la cantidad de material orgánico (residuos) que se generan es mayor a 300 t. Los residuos de cosecha comúnmente son utilizados como forraje; los de poda se usan principalmente como combustible y los estiércoles son utilizados directamente como abono, pero manejados de manera muy ineficiente, por lo que en la mayoría de los casos son una fuente de contaminación al perder gran cantidad de sus componentes. El manejo ineficiente que hasta ahora se hace de esos materiales, representa un serio riesgo de contaminación del suelo, la atmósfera y el agua. Pero de ser usados adecuadamente, mediante la producción de compostas o preferentemente con vermicompostas, se obtendría un ahorro de fertilizantes químicos, debido a que podrían sustituir a más de 27,500 t de nitrógeno que proporcionan los fertilizantes, equivalentes a

3

59,000 toneladas de urea. Lo cual, además de ser un ahorro, tendría aportes importantes de los demás nutrimentos y mejoraría las propiedades de los suelos. Los suelos destinados a la producción agrícola han tenido serios problemas en la degradación de sus propiedades, derivadas en parte debido a pérdida del contenido de materia orgánica; lo cual exige que se tomen medidas que contrarresten esa grave tendencia, con el fin de evitar problemas en el deterioro del recurso suelo (erosión). Existen alternativas diversas para evitar este problema, entre ellas, se deben aprovechar eficientemente los materiales orgánicos que se generan en las diversas actividades productivas, de esta manera, además de evitar contaminación, se le dará un uso productivo y benéfico para el medio ambiente. Una de las formas de usar apropiadamente a los materiales orgánicos que se desechan, es reciclarlos al suelo previamente transformados mediante el composteo y vermicomposteo, lo cual consiste en modificar esos materiales a estructuras químicas más estables y complejas, conocida con el término genérico de humus (Compagnoni y Putzolu, 2001). El objetivo del presente trabajo es evaluar (a) tres materiales orgánicos que son abundantes en el estado de Zacatecas y (b) la combinación de éstos con cuatro densidades de población de lombrices. En la dinámica de las propiedades durante el proceso para producir vermicomposta.

4

REVISIÓN DE LITERATURA Composteo La producción de composta consiste en el proceso mediante el cual el material orgánico se somete a la transformación química activada por microorganismos en un medio aeróbico. La degradación microbiana es un proceso que pasa por una fase termofílica (Gómez, 1990). El proceso de degradación de la materia orgánica es un proceso complejo, donde ocurren reacciones bioquímicas e intervienen organismos vivos, en un ambiente cálido y húmedo. Las operaciones modernas de composteo difieren de las antiguas en la forma de lograr la aireación, en los tratamientos de trituración y cernido de materiales, uso de microorganismos para acelerar el proceso, exclusión de componentes indeseables previo al procesamiento, así como el control de metales pesados y otros contaminantes que pueden afectar a los vegetales cuando la composta se incorpora al sustrato (Porchas y Reyes, 1993; Trejo, 1994). Cuando no se cuenta con una mezcla adecuada de desechos orgánicos, el proceso de composteo es lento y el producto final es un material de baja calidad (Roig et al., 2001). Para evitar esto, se puede recurrir a la adición de otros materiales que mejoran la composición química y la estructura física del producto, los cuales pueden ser: (a) activadores, su función es estimular la descomposición mediante agentes biológicos; (b) inoculantes, son cultivos específicos de microorganismos o medios donde abundan grupos de estos microorganismos; y (c) enriquecedores, consiste en incorporar materiales que incrementan la calidad química o nutrimental del material para los cultivos (FAO, 1991).

5

Durante el proceso de composteo, existen tres fases: (a) latencia, (b) termofílica y (c) de maduración (Gómez, 1990). La primera consiste en la aclimatación de los microorganismos al nuevo medio y comienzan a multiplicarse, tiene una duración de dos a cuatro días y al final de ella la temperatura alcanza más de 50º C. En la fase termofílica, los microorganismos iniciales son sustituidos por otros que se desarrollan a temperaturas más elevadas (50 a 70º C), la mayor parte de la materia orgánica fermentable se transforma, por lo que la masa se estabiliza. La duración de esta fase depende de la naturaleza del material orgánico y de las condiciones ambientales, en general, dura entre una semana y dos meses. La fase de maduración, consiste en un proceso de maduración lenta, en la que los microorganismos termófilos disminuyen su actividad y aparecen otros que continúan el proceso de descomposición (Mathur et al., 1993; Olli y Herraen, 2001). La sucesión de comunidades microbianas que se presentan en el desarrollo de un ecosistema integrado por residuos orgánicos difiere en función de la naturaleza de los materiales orgánicos y del manejo durante la descomposición (Corlay et al., 1999; Quintero et al., 2000; Quintero et al., 2003; Klamer et al., 2001). En general, la población microbiana disminuye en la medida que avanza la fase de maduración de la composta (Santamaría-Romero et al., 2001).

Vermicomposteo A la utilización de la lombriz para favorecer la transformación de los materiales orgánicos, se le conoce como vermicomposteo o lombricomposteo. Edwards (1977) establece que los orígenes de la lombricultura son alrededor de los años 40's en los EEUU, de allí pasó a

6

Europa en los años 70's; principalmente es en Italia donde adquiere un desarrollo importante. También España, Chile, Brasil y especialmente Argentina desarrollaron esta tecnología. Existen en el mundo más de 1,800 especies de lombrices, de todas ellas, la lombriz roja (Eisenia foetida) es la especie más útil para la vermicultura. Está adaptada para vivir en diferentes tipos de temperaturas, y puede alimentarse de cualquier sustancia orgánica en descomposición. descomposición

Compagnoni y Putzolu (2001), reportan que E. foetida acelera la de

los

desechos

orgánicos,

estimula

el

desarrollo

de

los

microorganismos heteróficos, incrementa la mineralización del nitrógeno y disminuye la descomposición anaeróbia. Además de obtener humus producido por la lombriz a partir de desechos orgánicos, la lombriz es utilizada como fuente de proteína en la dieta de algunos animales (cerdos, peces y aves), ya que contiene más del 70% de proteína en base al peso seco (Compagnoni y Putzolu, 2001; Ferruzzi, 1994). Las células del paladar de la lombriz, son las encargadas de seleccionar el alimento que pasa posteriormente al esófago donde se localizan las glándulas calcíferas. Estas glándulas segregan iones de calcio, contribuyendo a la regulación del equilibrio ácido básico, tendiendo a neutralizar los valores de pH. Cuando la lombriz succiona o chupa el material orgánico con la faringe evaginada o bulbo musculoso. Digiere de ella las partículas vegetales o animales en descomposición y expulsa por el ano el material digerido, en gran parte transformado a humus (Compagnoni y Putzolu, 2001; Trejo, 1994).

7

Hernández (1996) reporta que los desechos procesados por las lombrices tienen más bajo el pH y más nitrógeno en forma de nitratos que las compostas ordinarias. Estos aspectos le confieren una buena condición como abono orgánico. Mediante el uso de la lombriz E. foetida, se favorece la descomposición de los materiales orgánicos, en menor tiempo; la calidad de los productos generados es más apropiada para ser usados como abonos orgánicos, mejoradores del suelo y como sustrato para generar plántulas (Hernández, 1996).

Factores del ambiente que determinan la actividad de la lombriz a) humedad Este factor influye en la fisiología y reproducción de la lombriz. La humedad óptima debe estar entre 70 y 80%, arriba del 85% hace que las lombrices entren en un período de latencia y se afecta la producción de lombricumpuesto y su reproducción. Debajo de 70% la humedad es una condición desfavorable. Contenido de humedad inferior al 55% es mortal para las lombrices (Santamaría -Romero et al., 2001). Las lombrices toman su alimento succionándolo, por lo tanto, la humedad es importante para facilitar la ingestión del alimento, si no existe la humedad necesaria dicha operación no se puede llevar a cabo, también es necesaria para el deslizamiento a través del material. b) temperatura

8

Este es otro de los factores que influyen en la reproducción, producción de vermicomposta y fecundidad de las cápsulas. Una temperatura entre 18 a 24° C es considerada como óptima, que conlleva el máximo rendimiento de las lombrices. A temperaturas inferiores de 16º C, las lombrices no se reproducen (Santamaría y Ferrera-Cerrato, 2002). Temperaturas superiores a 32º C, también son inapropiadas para E. foetida. Por tal razón es recomendable evitar que las lombrices estén en contacto con el material en la fase termofílica. Para lo cual se recomienda primeramente compostear hasta esa etapa y luego inocular las lombrices. c) pH Aunque la lombriz acepta sustratos con pH de 5.0 a 8.4, fuera de esta escala la lombriz entra en una etapa de latencia. Con pH ácido en el sustrato puede desarrollarse una plaga conocida como planaria. Uno de los principales riesgos para la lombriz al usar estiércol, es el pH alcalino. Santamaría y Ferrera-Cerrato (2002) reportan que E. foetida tiene la capacidad de soportar pH´s inferiores de 9.5, pero cuando éste es mayor o igual a 9.7 las lombrices mueren. d) Contenido de sales La cantidad de sales disueltas, representada por la conductividad eléctrica (CE), es otro factor que determina el desarrollo de las lombrices, en la medida que aumenta la CE las lombrices son afectadas, cuando la CE está entre 8 y 10 dS m-1, las lombrices detienen su desarrollo y arriba de esta CE mueren (Santamaría y Ferrera-Cerrato, 2002).

9

Naturaleza del material orgánico Otros factores que no son del ambiente, también influyen en el desarrollo de las lombrices y en la actividad de éstas para transformar al material orgánico. Entre estos factores, uno de los más importantes es la naturaleza del material orgánico. En la medida que las propiedades de los materiales favorezcan el desarrollo de las lombrices, la efectividad de la formación de humus y la calidad de éste será mejor. Entre la diversidad de tipos de materiales orgánicos, en ciertos casos, un material sólo no representa las mejores condiciones, ya sea que tenga alta CE o pH, que el contenido de nutrimentos para los microorganismos sea pobre (principalmente el nitrógeno), por ejemplo cuando el material tiene alta relación C/N, o que la cantidad y diversidad de microorganismos

que

contenga

sea

limitada.

Para

favorecer

el

proceso

de

descomposición lo más recomendable es mezclar materiales que mejoren esas condiciones. Por ejemplo, los residuos de materiales orgánicos altamente lignificados, es más difícil su transformación química, debido a que los constituyentes son más complejos y resistentes a la degradación y a la alta relación C/N. Por otra parte, el vermicomposteo del estiércol en muchos casos tiene el problema de alto contenido de sales disueltas, las cuales se concentran aun más en la medida que el material orgánico se mineraliza, también puede ocurrir que el pH se incremente arriba de 9.5, además, cuando no está previamente composteado, puede incrementar la temperatura arriba de 60º C, lo cual es letal para las lombrices (Santamaría y Ferrera-Cerrato, 2002). El proceso puede ser favorecido cuando estos materiales son tratados en forma mezclada, de esta manera, las desventajas de cada uno se transforman en una ventaja

10

cuando se tratan combinados. Además, es así como pueden ser aprovechados en forma íntegra todos los materiales orgánicos que abunden en cada región. Cualquier material orgánico biodegradable puede ser usado para generar humus mediante el vermicomposteo (Manios et al., 1985; Penninck et al, 1985), entre algunos de los materiales más comúnmente usados, principalmente usando mezclas entre ellos, son:

-Estiércol de especies domésticas. -Desperdicios de animales sacrificados (rastros) -Restos de aserrín e industrias relacionadas con la madera. -Residuos vegetales procedentes de explotaciones agrícolas. -Frutas y tubérculos no aptos para el consumo humano o vegetal. -Basuras de materiales orgánicos.

Dimensión de las partículas del material orgánico En la medida que el material que se somete a la acción de las lombrices tenga dimensiones más pequeñas, se favorece la descomposición. Lo cual es debido a que las lombrices sólo pueden ingerir partículas pequeñas. Por tal razón es recomendable moler algunos de los materiales como pajas, aserrines, ramas, etc. Quintero et al. (2000) evaluaron paja molida y picada, encontraron que con la paja molida se estimuló la actividad de los microorganismos involucrados en el ciclo del nitrógeno mientras que inhibió a los del ciclo del carbono.

11

Densidad de lombrices La cantidad de lombrices que participan en la descomposición del material orgánico por cada unidad de volumen, es otro factor que determina la descomposición del material orgánico. En la medida que aumenta la población de estos anélidos, la descomposición del material es más rápida. Debido a que los factores previamente mencionados, influyen en forma simultanea con la densidad de población de lombrices, en la descomposición de los materiales orgánicos, es importante determinar la densidad óptima de lombrices en cada tipo de material y en cada condición ambiental. Santamaría et al. (1997) encontraron que la densidad óptima de lombrices para la transformación de paja desechada del cultivo de hongos comestibles (Pleurotus ostreaatus) fue de 20 individuos por litro, en función del porcentaje de conversión de la paja a humus; las otras densidades que evaluó fueron: 0, 5, 10 y 40 lombrices por litro, en la medida que aumentó la densidad, también aumentó el porcentaje de conversión, el modelo que mejor representó a este comportamiento fue cuadrático, el valor máximo se tuvo con 20 lombrices, pero con mayor cantidad la descomposición del material orgánico disminuyó. Reeh (1992) evaluó el efecto de la densidad de población de lombrices (Eisenia Andréu) desarrolladas en estiércol porcino, en el crecimiento y reproducción de lombrices; los tratamientos que evaluaron fueron 3, 6 y 12 individuos por litro de estiércol. Encontró que, después de 120 días, con las poblaciones más pequeñas se tuvo la mayor tasa reproductiva de lombrices adultas, jóvenes y de capullos, pero la biomasa producida fue ligeramente mayor en la medida que se incrementó la población; la ingestión de material orgánico por biomasa de lombriz, tuvo un comportamiento inverso con la población, es

12

decir, conforme aumentó la población disminuyó la ingestión, pero después de 120 días esas diferencias desaparecieron.

MATERIALES Y MÉTODOS Materiales utilizados a) Estiércol de ganado vacuno (ES), obtenido de un establo de engorda, el material se depositaba en el piso de tierra, periódicamente lo colectaban y acumulaban en un estercolero; durante todo el proceso el estiércol y los animales estaban expuestos a la intemperie. b) Paja de frijol Flor de Mayo (PA), molida hasta dimensión menor a 0.5 cm. c) Residuos de la poda de durazno (PO), la mayoría de las ramas fueron del ciclo anterior, por lo que el diámetro de las ramas fue menor a 1 cm; se sometieron a molienda hasta tener partículas menores a 0.5 cm. d) La lombriz utilizada fue Eisenia foetida. Se emplearon individuos adultos, en edad reproductiva, los cuales se identificaron por la presencia del clitelio

Tratamientos y unidad experimental Con el fin de evaluar el efecto de la naturaleza de los materiales orgánicos, se formularon tratamientos a base de: PA, PO y PA+PO (1:1, v:v). En todos los casos, cada material se mezcló con ES en una relación 1:1 (v:v). En el caso de la mezcla PA+PO, estos se mezclaron con un volumen equivalente de ES, para tener una relación 1:1:2 (v:v:v) de PA:PO:ES.

13

Para evaluar el efecto de la densidad de población de lombrices, la aplicación de éstas fue de: 10, 20 y 30 lombrices L-1 de material orgánico; además el tratamiento testigo al que no se le aplicó lombrices. El efecto de la interacción se evaluó mediante la combinación de cada densidad de población de lombrices con cada material orgánico, como resultado de la combinación de tres materiales orgánico y cuatro poblaciones de lombrices, resultaron por lo tanto, 3x4= 12 tratamientos, los cuales se presentan en el Cuadro 1. La unidad experimental estuvo constituida por 15 L de la mezcla de los materiales referidos en el Cuadro 1, contenidos en una caja de plástico de 30 x 37 x 27 cm de largo x ancho x alto, recubierta en sus paredes por una película plástica impermeable.

Cuadro 1. Tratamientos para evaluar el efecto de cuatro densidades de población de lombrices en tres materiales orgánicos, para la producción de vermicomposta. Tratamiento

Densidad de población

Material orgánico

(Lombrices L -1) 1

0

PA + ES

2

0

PO + ES

3

0

PA + PO + ES

4

10

PA + ES

5

10

PO + ES

6

10

PA + PO + ES

7

20

PA + ES

14

8

20

PO + ES

9

20

PA + PO + ES

10

30

PA + ES

11

30

PO + ES

12

30

PA + PO + ES

PA= Paja de frijol molida; PO= Residuos de poda de durazno; ES= Estiércol de ganado bovino

Con el fin de evaluar de una manera más precisa la dinámica de la población de las lombrices durante el proceso de vermicomposteo, en la parte central de la caja se instaló un recipiente cilíndrico de plástico de 1 L en el que se colocó material orgánico y el número de lombrices correspondientes al tratamiento respectivo.

Manejo del experimento Al uniformizar la mezcla de los materiales correspondientes a cada tratamiento, luego de haber sido colocados en su recipiente, se humedecieron mediante riegos por aspersión con una bomba (mochila) manual a un contenido de humedad de 75%, con riegos diarios se ajustó el nivel de humedad. Después de dos semanas, se aplicaron la cantidad de lombrices correspondientes a cada tratamiento. Los tratamientos fueron cubiertos por una malla plástica de 70% de sombreado y colocados a la intemperie, únicamente protegidos de la lluvia mediante una película plástica colocada a 2.5 m de altura; a los costados no tuvieron ninguna protección, más que una malla metálica para evitar el paso de personas ajenas al experimento. El control de la humedad se continuó de la forma antes indicada durante todo el proceso.

15

Evaluaciones realizadas Para evaluar la dinámica de la población de las lombrices, el material contenido en el recipiente de 1 L, se dividió en tres secciones: (a) superior, (b) media y (c) inferior. En cada sección, se contó mensualmente el número de: 0.0 Lombrices adultas (con clitelio), 1.0 Lombrices jóvenes (mayores de 1.5 cm pero sin clitelio), y 2.0 Capullos que depositan las lombrices y después de aproximadamente dos semanas de incubación generan de 2 a 21 lombrices. También mensualmente se determinó el pH y la conductividad eléctrica (CE) del material orgánico, para tal fin se tomó una muestra en el material de la caja, con un sacabocados de 2.5 cm de diámetro y 12 cm de largo. Las muestras fueron secadas a la sombra, hasta equilibrar la humedad con la del ambiente. Cada muestra fue pesada y se mezcló con agua destilada en una relación (1:2, p:v). Se agitó durante media hora, como lo recomienda Peech (1965) y después de media hora de reposo se determinó el pH en el sobrenadante, con un potenciómetro digital, de 0.01 unidades de precisión. Enseguida se filtro para obtener el extracto, en el que se determinó la CE con un conductivímetro digital, a una precisión de 0.01 dS m-1.

Diseño experimental y análisis estadístico Se empleó un diseño experimental en bloques completos al azar con un diseño factorial de los 12 tratamientos; donde los factores evaluados fueron: (a) Materiales orgánicos (tres

16

materiales) y (b) Densidad de población de lombrices (0, 10, 20 y 30 lombrices L -1). Cada tratamiento tuvo cuatro repeticiones (48 unidades experimentales). Los resultados de las variables evaluadas fueron sometidas a una análisis de varianza, siguiendo el esquema de un experimento factorial. Donde se presentaron diferencias significativas, se procedió a realizar la separación estadística de las medias con la prueba de Tukey al 0.05. La herramienta estadística para realizar los análisis fue el paquete computacional SAS (Sistema para el análisis estadístico), desarrollado por SAS Institute INC (1985).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Naturaleza de los materiales orgánicos La población de lombrices adultas no fue modificada por efecto del tipo de material orgánico en las tres secciones, en ninguno de los cuatro muestreos. Únicamente en el segundo muestreo, en la parte superior y media de los tratamientos a base de residuos de poda y de poda + paja, el número de lombrices adultas fue mayor que en los tratamientos a base de paja de frijol. El número de lombrices jóvenes fue prácticamente nulo en los primeros dos meses, en cualquiera de los materiales, esto se debió a que ese tiempo no fue suficiente para que se alcanzaran a desarrollar. La etapa de huevo o capullo requiere de dos a tres semanas de incubación para que se generen nuevas pequeñas lombrices de color blanco (entre 2 y 21

17

por capullo). Después de dos semanas las lombrices miden entre 12 y 15 mm de largo y empiezan a tomar un color rosado; a los tres meses mide 3 cm y su coloración es ya la definitiva, es decir, un rojo oscuro. Cuando llega a los siete meses de vida, la lombriz mide entre 5 y 6 cm y alcanza la madurez sexual (Compagnoni y Putzolu, 2001). Por lo tanto, antes de seis meses es muy poco probable de que se inicie la población de la nueva generación de lombrices jóvenes. Por esa razón es que durante los dos primeros meses no hubo presencia de lombrices jóvenes. En el residuo de la poda de durazno se desarrolló el mayor número de lombrices jóvenes y la condición más desfavorable se tuvo con la paja de frijol (Cuadro 2). El número total de capullos fue importante desde el primer muestreo, debido a que sólo requieren de dos a tres semanas de incubación (Compagnoni y Putzolu, 2001); aunque el mayor número promedio se tuvo a los dos meses. La condición más favorable para el desarrollo de las lombrices se tuvo en los tratamientos con residuos de poda y la más adversa con paja de frijol. En los dos primeros muestreos, el menor número de capullos se tuvo en la sección inferior del material, pero este comportamiento se invirtió en los dos últimos muestreos (Cuadro 3). Ferruzzi (1994) reportan que la ovoposición la realizan aproximadamente en la parte media de la profundidad del material (10 a 15 cm); y la depositación del humus que se va generando, la realizan en la parte inferior. Esto último también se presentó en el presente experimento; pero el mayor número de capullos, en general, fue mayor en la parte media sólo en el primer muestreo, en el segundo, el mayor número se presentó en las partes media y superior; pero en los dos últimos muestreos la ovoposición se presentó principalmente en la parte inferior. La razón de este

18

comportamiento puede estar relacionado con que en estas últimas condiciones, la ovoposición se favorece donde hay mayor acumulación de humus (datos no reportados). Cuadro 2. Efecto de los residuos de la poda de durazno (PO), la paja de frijol (PA) y la mezcla de éstos (PO+PA), en el número de lombrices adultas y jóvenes, en la parte superior (SUP), media (MED) inferior (INF) y la parte total (TOTAL) del material en muestreos a los dos, tres o cuatro meses después de la aplicación. Material

Lombrices adultas

Orgánico SUP2 PO

2.1a

Lombrices jóvenes

MED2 SUP3

MED3

TOTAL3 MED4

INF4 TOTAL4

4.4ab

14.3a

35.1a

103.5a

35.0a

70.8a

123.1a

PO + PA 1.1ab

6.1a

1.9b

5.3b

14.9b

16.3b

31.2b

58.6b

PA

2.3b

0.3b

1.6b

3.6b

3.8b

4.6c

11.5c

0.4b

Cifras con la misma letra en cada columna, son estadísticamente iguales (Tukey 0.05)

Cuadro 3. Efecto de los residuos de la poda de durazno (PO), la paja de frijol (PA) y la mezcla de éstos (PO+PA), en el número de capullos en las secciones superior, media e inferior, y el total de las tres partes del material en cuatro muestreos mensuales. Material orgánico Superior

Media

- - - - - - - - - - - - - - Mes 13.4 a

Inferior

1 - - - - - - - - - - - - - - -

PO

8.6 a

PO + PA

5.0 ab

5.3 b

2.7 b

PA

0.3 b

1.3 b

0.4 b

x

4.6

7.7

3.5

- - - - - - - - - - - - - - Mes PO PO + PA

15.0 a 5.9 ab

14.0 a 5.8 b

Total

47.3 a

32.3 a 13.0 b 2.1

c

15.8

2 - - - - - - - - - - - - - - 8.1 a

37.3 a

3.2 b

14.9 b

19

PA

2.2 b

3.1 b

2.4 b

x

8.9

7.6

4.6

- - - - - - - - - - - - - - Mes PO

6.9 a

7.4 a

PO + PA

5.6 ab

PA x

7.7 b 20.0

3 - - - - - - - - - - - - - - 9.4 a

23.8 a

5.8 ab

12.4 a

23.8 a

1.2 b

2.6 b

4.5 a

4.6

5.3

8.8

- - - - - - - - - - - - - - Mes

8.3 b 18.6

4 - - - - - - - - - - - - - - -

PO

3.6 ab

6.1 a

9.3 ab

PO + PA

5.9 a

7.1 a

PA

1.7 b

2.6 a

3.9 b

x

3.7

5.3

8.6

12.6 a

19.0 a 25.5 a 8.1 b 17.5

Cifras con la misma letra en cada columna, son estadísticamente iguales (Tukey 0.05)

El mayor número de capullos y lombrices jóvenes en los tratamientos constituidos por residuos de la poda de durazno se puede atribuir a que en ese material las lombrices tuvieron las condiciones de pH y CE más favorables (Cuadro 4). Santamaría y FerreraCerrato, 2002) reportan que a pH>9.7 y CE>10 dS m-1 las lombrices mueren y en la medida que esas propiedades se acercan a los valores referidos, reducen su desarrollo.

Cuadro 4. Efecto de los residuos de la poda de durazno (PO), la paja de frijol (PA) y la mezcla de éstos (PO+PA), en el pH y conductividad eléctrica (CE) después de uno y dos meses de haber iniciado el experimento. Material Orgánico

pH a 1 mes

pH a 2 meses

CE a 1 mes

CE a 2 meses

---------------- (dS m-1) ---------------

20

PO

8.34 b

8.18 b

3.29

c

3.38

c

PO + PA

9.00 a

8.57 ab

4.06 b

4.16 b

PA

9.27 a

8.82 a

5.31 a

4.96 a

x

8.87

8.52

4.22

4.17

Cifras con la misma letra en cada columna, son estadísticamente iguales (Tukey 0.05)

Número de lombrices aplicadas Por efecto del factor “número de lombrices aplicadas”, se encontró que al aumentar éste, la población de lombrices adultas fue mayor, sin embargo, la diferencia estadística se presentó fundamentalmente entre los tratamientos que tuvieron lombrices, respecto a los que no tuvieron (Cuadro 5). En los dos primeros muestreos, en general, el número de lombrices adultas fue igual o mayor al número originalmente aplicado, pero a partir del tercer mes, se redujo ligeramente la población en todos los tratamientos (Cuadro 5). El número de estas lombrices no se incrementó debido a que el tiempo requerido para que logren esta condición es mayor a siete meses (Compagnoni y Putzolu, 2001). Santamaría et al. (2001) reportan reducción drástica en la población de lombrices adultas pero hasta después del tercer mes.

El número de lombrices jóvenes sólo fue mayor estadísticamente, respecto a los tratamientos que no se les aplicaron lombrices, esta diferencia se manifestó fundamentalmente en el cuarto muestreo (Cuadro 6). Aunque entre los tratamientos con 10, 20 y 30 lombrices L-1 no hubo diferencias, con el mayor número de lombrices (30

21

lombrices L-1) la tendencia en la producción de lombrices jóvenes fue desfavorable; al respecto, Reeh (1992) encontró los mismos resultados, es decir, con las menores densidades se tuvieron las mayores poblaciones de lombrices.

El número de capullos fue mayor entre los tratamientos a los que se les aplicaron lombrices, respecto a los que no tuvieron (Cuadro 7). Entre los tratamientos a los que se les aplicaron lombrices, no obstante que no tuvieron diferencias, el número de capullos tendió a ser mayor al aumentar el número de lombrices aplicadas. La cantidad de lombrices aplicadas no influyó en el pH ni en la CE del material orgánico.

Cuadro 5. Efecto del número de lombrices aplicadas a los materiales orgánicos, en el número de lombrices adultas, en las secciones superior, media e inferior, y el total de las tres partes de los materiales en cuatro muestreos mensuales.

Densidad

de Superior

Media

Inferior

Total

población (Lombrices L -1) - - - - - - - - - - - - - - Mes

1 - - - - - - - - - - - - - - -

30

3.3 a

7.6 ab

16.7 a

27.5 a

20

3.8 a

9.3 a

13.9 a

27.0 a

10

1.7 ab

5.6 bc

12.8 a

18.1 a

0

0.0 b

0.0 c

2.2

5.6

x

- - - - - - - - - - - - - - Mes

0.0 b 10.9

0.0 b 18.2

2 - - - - - - - - - - - - - - -

22

30

2.4 a

8.3 a

27.1 a

37.9 a

20

1.7 ab

5.8 ab

13.2 a

21.1 ab

10

0.7 bc

3.2 b

12.0 a

16.4 ab

0.0

0.0

0.0 a

0.0 b

0 x

c

1.2

c

4.3

- - - - - - - - - - - - - - Mes

13.1

18.9

3 - - - - - - - - - - - - - - -

30

0.6 a

2.3 a

20

0.6 a

2.3 a

8.5 ab

11.3 ab

10

0.0 a

1.5 ab

4.9 bc

6.4 b

0

0.0 a

0.0 b

0.0

0.0

0.3

1.5

6.5

x

- - - - - - - - - - - - - - Mes

12.5 a

15.3 a

c

c

8.3

4 - - - - - - - - - - - - - - -

30

0.3 a

1.9 a

8.7 a

10.9 a

20

0.5 a

0.7 b

10.8 a

11.9 a

10

0.0 a

0.7 b

5.0 ab

5.7 ab

0

0.0 a

0.0 b

0.0 b

0.0 b

0.2

0.9

6.1

7.1

x

Cifras con la misma letra en cada columna, son estadísticamente iguales (Tukey 0.05)

Cuadro 6. Efecto del número de lombrices aplicadas a los materiales orgánicos, en el número de lombrices jóvenes, en las secciones superior, media e inferior, y el total de las tres partes de los materiales a los cuatro meses después de aplicar las lombrices.

Densidad

de Superior

población (Lombrices

L-1)

Media

Inferior

Total

23

30

16.2 a

22.8 a

36.4 a

75.4 a

20

14.2 a

25.7 a

55.0 a

94.9 a

10

11.5 a

22.8 a

50.8 a

87.3 a

0

0.0 a

x

10.5

0.0 b 17.8

0.0 b 35.6

0.0 b 64.4

Cifras con la misma letra en cada columna, son estadísticamente iguales (Tukey 0.05)

Cuadro 7. Efecto del número de lombrices aplicadas a los materiales orgánicos, en el número de capullos, en las secciones superior, media e inferior el total de las tres partes de los materiales en cuatro muestreos mensuales. Densidad

de Superior

Media

Inferior

Total

población (Lombrices L -1) - - - - - - - - - - - - - - Mes 30

10.1 a

12.8 a

1 - - - - - - - - - - - - - - 4.3 ab

27.2 a

20

7.2 ab

9.7 ab

3.8 ab

20.7 a

10

1.3 bc

8.3 ab

5.8 a

15.3 a

24

0 x

0.0

c

4.7

0.0 b 7.7

- - - - - - - - - - - - - - Mes 30

13.0 a

8.6 a

0.0 b 3.5

0.0 b 15.8

2 - - - - - - - - - - - - - - 5.2 ab

26.8 a

20

9.3 ab

10.3 a

7.2 a

26.7 a

10

8.6 ab

11.7 a

6.3 a

26.5 a

0

0.0 b

0.0 b

0.0 b

4.8

7.7

4.7

x

- - - - - - - - - - - - - - Mes

0.0 b 20.0

3 - - - - - - - - - - - - - - -

30

7.1 a

8.2 a

13.4 a

28.7 a

20

4.2 ab

5.3 ab

10.3 ab

19.8 a

10

7.1 a

7.5 a

11.3 a

25.9 a

0

0.0 a

0.0 b

4.6

5.3

x

- - - - - - - - - - - - - - Mes

0.0 b 87.5

0.0 b 18.6

4 - - - - - - - - - - - - - - -

30

6.6 a

8.3 a

12.5 a

27.4 a

20

6.0 a

6.5 a

12.0 a

24.5 a

10

2.3 ab

6.2 a

9.8 a

18.3 a

0

0.0 b

0.0 b

0.0 b

0.0 b

3.7

5.3

8.6

17.6

x

Cifras con la misma letra en cada columna, son estadísticamente iguales (Tukey 0.05)

Interacción entre el material orgánico y el número de lombrices El número de lombrices adultas no tuvo efecto con la interacción de los factores evaluados, en ninguno de los muestreos realizados.

25

En el número de lombrices jóvenes tuvo efecto significativo por la combinación del tipo de material orgánico y el número de lombrices aplicadas, este efecto se manifestó en la parte inferior (Figura 1a) y en la cantidad total de lombrices jóvenes del cuarto muestreo (Figura 1b). La interacción consiste en que para el residuo de poda de durazno, con 10 y 20 lombrices L-1 su tuvo el mayor número de lombrices jóvenes, pero al aumentar el número hasta 30 lombrices L-1 esta variable disminuyó; la condición más desfavorable se presentó con la poda de durazno sin lombrices y con 10 lombrices L -1, para este material, la densidad más favorable se tuvo con 20 y 30 lombrices L -1. El número de capullos tuvo efecto significativo en el primero y tercer mes después de aplicar las lombrices, en ambos casos el mayor número de capullos se presentó con la poda de durazno y 30 lombrices L-1, la combinación de este mismo material pero con 20 lombrices L-1 representó una condición desfavorable en el tercer muestreo (Figura 2b). Con la paja de frijol se tuvo el menor número de capullos, en el primer muestreo esta variable se favoreció cuando se combinó con 10 lombrices L-1 (Figura 2a), en el tercer muestreo cuando se combinó con 20 ó 30 lombrices L-1 (Figura 2b) y la condición más desfavorable fue con paja de frijol y la mayor o menor densidades de lombrices (Figura 2a y b). El pH y la CE no presentaron efecto con la interacción entre estos factores.

Lombrices jóvenes

26

120

PA PO PA+PO

80

a 40 0 0

10

20

Lombrices L

30

-1

Lombrices jóvenes

200

PA PO

150

PA+PO

100

b 50 0 0

10

20

30

-1

Lombrices L

Figura 1. Número de lombrices jóvenes por efecto de la densidad de población de lombrices aplicadas y la fuente de materiales orgánicos [Residuos de poda de durazno (PO), paja de frijol (PA) y la mezcla de ambos (PO+PA)]. (a) en la sección inferior, y (b) en todo el material orgánico, a los cuatro meses después de iniciado el vermicomposteo.

27

75

PA

Capullos

PO PA+PO

50

a 25

0 0

10

20

30

Lombrices L-1

60 PA

Capullos

PO PA+PO

40

b 20 0 0

10

20

30

Lombrices L-1 Figura 2. Número de capullos por efecto de la densidad de población de lombrices y la fuente de materiales orgánicos [Residuos de poda de durazno (PO), paja de frijol (PA) y la mezcla de ambos (PO+PA)]. Después de (a) un mes, y (b) tres meses de iniciado el proceso de vermicomposteo.

28

CONCLUSIONES El material orgánico que presentó mayor ventaja en las propiedades evaluadas fue el residuo de poda de durazno; le siguió la mezcla del residuo de la poda + paja de frijol; la paja de frijol presentó más desventajas para la elaboración de vermicomposta. El número de lombrices aplicadas no tuvo efecto en las propiedades del material orgánico (pH y CE). El aplicar diferente población de lombrices no influyó en el número de nuevas lombrices desarrolladas. La interacción entre los factores evaluados no tuvo un comportamiento definido, debido a que para el número de lombrices jóvenes, la mejor combinación fue la poda de durazno con 10 lombrices L-1; pero para el número de capullos fue el mismo material orgánico con 30 lombrices L -1.

LITERATURA CITADA Aguilar B., G. 1997. Uso potencial de la lombriz de tierra Eisenia foetida en la transformación de desechos orgánicos en Chapingo, México. Tesis de licenciatura. Universidad Autónoma Chapingo. México. 93 p. Compagnoni, L. y G. Putzolu. 2001. Cría moderna de las lombrices y utilización rentable del humus. Editorial De Vecchi, S.A.U. Barcelona, España. 126 p. Corlay C., L., R. Ferrera-Cerrato, J.D. Etchevers B., A. Echegaray A. y J.A. Santizo R. 1999. Cinética de grupos microbianos en el proceso de producción de composta y vermicomposta. Agrociencia 33(4):375-380.

29

Edwards, C.A. 1977. Biology of earthwords. 2nd edition. London Chapman and Hall, N.Y., USA. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). 1991. Manejo del suelo: Producción y uso del composteo en ambientes tropicales y subtropicales: Boletín de suelos 56. Dirección de Fomento de Tierras y Agua. Italia, Roma. 176 p. Ferruzzi, C. 1994. Manual de lombricultura. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. 138 p. Gómez H., J. 1990. Bioquímica de las fermentaciones. pp.: 33-45. In: Biotecnología para el aprovechamiento de los desperdicios orgánicos. Monroy, O. Y G. Viniegra (editores). AGT Editor, S.A. México, DF. Hernández V., J.E. 1996. Tratamiento de residuos sólidos orgánicos urbanos utilizando lombriz de tierra Eisenia foetida. Tesis profesional, Ingeniero Agrónomo. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, Edo. de México Klamer, M., A.M. Lind and W. Gams. 2001. Fungal succession during composting of misacnthus straw and pig slurry. Acta Horticulturae 549: 37-45. Manios, V.I., P.E. Tsikalas and O. Verdonck. 1985. Decomposition of vine-canes in heap and evaluation of the produced compost. Acta Horticulturae 172:39-53. Mathur, S.P., G. Owen, and M. Schnitzer. 1993 Determination of compost biomaduturity, Review. Biological Agriculture 10(1):65-895. Núñez E., R. 1990. Principios de fertilización agrícola con abonos orgánicos. pp.: 57-64. In: Biotecnología para el aprovechamiento de los desperdicios orgánicos. Monroy, O. Y G. Viniegra (editores). AGT Editor, S.A. México, DF.

30

Olli R., and M. Herraen. 2001. Different methods for meaduring compost stability and maturity. Acta Horticulturae 549:99-104. Peech, M. 1965. Hydrogen ion activity. pp: 914-926. In: Black, C.A. (ed.) Methods of soil analysis. Agronomy 9, part 2. ASA. Madison, Wisconsin, USA. Penninck, R., O. Verdonck and M. de Boodt. 1985. Different materials which can be used in composts. Acta Horticulturae. 172:31-38. Porchas M., J.C y O. Reyes B. 1993. Utilización de diferentes sustratos en la producción de lombriz roja california (Eisenia foetida). Tesis de licenciatura. Universidad Autónoma Chapingo. México. 57 p. Quintero L., R., R. Ferrera-Cerrato, J.D. Etchevers B., N.E. García C., R. RodríguezKabana, G. Alcantar G. y A. Aguilar S. 2000. Vermicomposteo, composteo y su dinámica microbiana. pp.: 417-428. In: La edafología y sus perspectivas al siglo XXI, Tomo I. Quintero-Lizaola, R., T. Reyna-Trujillo, L. Corlay-Chee, A. Ibáñez-Huerta y N.E. García-Calderón (eds.). Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas, Universidad Autónoma de México, Universidad Autónoma Chapingo, México. Quintero L., R., R. Ferrera-Cerrato, J.D. Etchevers B., N.E. García C., R. Rodríguez K., G. Alcántar G. y A. Aguilar S. 2003. Enzimas que participan en el proceso de vermicompostaje. Terra 21(1): 73-80. Reeh, U. 1992. Influence of population densities on growth and reproduction of the earthworm Eisenia andrei on pig manure. Soil Biol. Biochem. 24(12): 1327-1332. Roig, A., A. García G., P. Bernal and J. Cegarra. 2001. Composting of the solid fraction of olive mill wastewater. Acta Horticulturae 549: 19-35.

31

Santamaría R., S, R. Ferrera-Cerrato y J. Velasco V. 1997. Densidad óptima de lombrices para el composteo de paja. p 139. In: Memorias del Congreso Nacional de la Ciencia del Suelo. Ordaz, C. (ed.). Villa Hermosa, Tab., México. Santamaría R., S. y R Ferrera-Cerrato. 2002. Dinámica poblacional de Eisenia andrei (Bouché 1972) en diferentes residuos orgánicos. Terra 20(3): 303-310. Santamaría-Romero, S., R. Ferrera-Cerrato, J.J. Almaraz-Suárez, A. Galvis-Spinola e I. Barrios-Boullard. 2001. Dinámica y relación de microorganismos, C-orgánico y N-total durante el composteo y vermicomposteo. Agrociencia 35(4): 377-384. SAS Institute Inc. 1985. SAS user’s guide: statistics. Version 5. SAS Institute Inc. Cary, N.C., USA. 956 p. Soh, K.G and K.F. Ishewood. 1996. Short term prospects use. International Fertilizer Industry Association England Council Meeting. Marrakech (Morocco). 18 p. Trejo T., L.I. 1994. Establecimiento del cultivo de lombriz de tierra (Eisenia foetida) sobre estiércol de bovino. Tesis profesional. Universidad Autónoma Chapingo. México. 96 p. Xin, T.H., S.J. Traina and T.J. Logan. 1992. Chemical properties of municipal solid waste compost. J. Environ. Qual. 21: 318-329.