UNIVERSIDAD EARTH

EVALUACIÓN DE MANEJO DE DESECHOS ORGÁNICOS DOMÉSTICOS EN LA EARTH

Mauricio Baltodano Robles Felipe Sotomayor Orejuela

Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Agrónomo con el grado de Licenciatura

Guácimo, Costa Rica Diciembre, 2002

Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Agrónomo con el grado de Licenciatura

Profesor Asesor

Shuichi Okumoto, M.Sc.

Profesor Asesor

Carlos Hernández, Ph.D.

Decano

Daniel Sherrard, Ph.D.

Candidato

Mauricio Baltodano Robles

Candidato

Felipe Sotomayor Orejuela

Diciembre, 2002

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DEDICATORIA A Dios y a la Virgen por darnos la vida, iluminarnos, darnos fuerza y guiarnos en todo momento durante estos años en EARTH. A nuestros padres y madres por su cariño, ayuda y apoyo incondicional toda la vida. A nuestras queridas hermanas, hermanos, abuelas, abuelos, en general a todas nuestras familias por haber estado con nosotros y habernos apoyado. A nuestros amigos tanto aquí en la EARTH como en todos los lugares en los que hemos estado por haber estado con nosotros. Finalmente, decirles que esto es un producto de todos y dedicado a todos, sin excepción alguna, porque han llegado a ser inspiración para poder llegar hasta aquí.

Mauricio Baltodano Robles

Felipe Sotomayor Orejuela

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AGRADECIMIENTO Le agradecemos a Dios y al Virgen, a nuestros padres y madres, que siempre han sido incomparable ejemplo para nosotros; a nuestras hermanas, hermanos, abuelos, abuelas y en general a todas nuestras familias, a todos gracias por su apoyo, ayuda, ánimos y por la oportunidad de poder lograr esta meta. A nuestros amigos de EARTH, tanto los que nos dejaron como a los que dejamos acá y en especial a nuestra promo; ustedes hicieron que estos años nos sintiéramos acompañados de una gran familia, la verdad sin ustedes no hubiéramos hecho muchas cosas y estos largos años no hubieran pasado tan rápido y tan alegres, que lástima que se paso tan rápido, pero esperamos verlos siempre. También gracias por ayudarnos en todo y por darnos su apoyo en las buenas y en las malas. A nuestros demás amigos, también muchas gracias por apoyarnos y por su amistad y ayuda, se lo agradecemos y sigamos como antes. A nuestros asesores, Shuichi Okumoto y Carlos Hernández, muchas gracias por su apoyo, esfuerzo y tiempo dedicado para que esto se hiciera realidad. A las personas que trabajan en el PMID, Manrique Arguedas, Javier Ribera, Germán Bravo, por todo su apoyo y colaboración en la realización de este proyecto. En general a toda la gente, dentro y fuera de EARTH, que nos ha ayudado en este proyecto y en estos años han sido parte de nuestra carrera universitaria, muchas gracias, esto es el producto de su ayuda también. Les agradecemos mucho a todos,

Mauricio Baltodano

Felipe Sotomayor

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RESUMEN Costa Rica, al igual de muchos otros países, tiene graves problemas en lo que respecta al manejo de desechos. En La región atlántica, sector donde se ubica

la

Universidad

EARTH,

el

deficiente

sistema

de

recolección

y

almacenamiento de desechos ocasiona graves impactos ambientales. Por ésta razón este proyecto está enfocado a brindar un aporte, como modelo, a la problemática antes planteada, de tal forma que los desechos orgánicos producidos por la Universidad, puedan ser manejados eficientemente. La investigación tuvo como objetivo el evaluar tres diferentes sistemas de producción de abonos orgánicos a partir de los desechos orgánicos domésticos. Los tratamientos consistieron en dos pilas de producción de EM-compost, de las cuales, a una de éstas se le incorporó aireación por medio de un ventilador y un tubo agujereado en el interior de la pila, mientras que la otra no recibió ningún tratamiento adicional; y un tercer tratamiento en donde se elaboró EM-bokashi en estañones. A estos tratamientos se les trató de determinar los tiempos óptimos de proceso de los diferentes métodos. Asimismo se les analizó las calidades de los abonos obtenidos y se determinó cuál sistema es el más ecoeficiente tomando en cuenta los costos incurridos en el proceso. Se encontró que el método de elaboración del abono de tipo EM-compost con aireación fue el más ecoeficiente. Esto se debió principalmente a la velocidad de reducción del volumen del material, lo cual aporta un beneficio ambiental, la calidad del producto y la comodidad de operación. Se estableció el mejor sistema dentro del tiempo que duró el estudio, sin embargo recomendamos determinar el tiempo óptimo para lograr un abono orgánico maduro en un estudio próximo. Palabras claves: EM-compost, EM-bokashi, desechos orgánicos domésticos, ecoeficiencia.

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Baltodano, M.; Sotomayor, F. 2002. Evaluación de Manejo de Desechos Orgánicos Domésticos en la EARTH. Trabajo de Graduación EARTH. Guácimo, Limón, C.R. 68 p.

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ABSTRACT Costa Rica, like many other countries, has serious waste management problems. In the Atlantic region, where EARTH University is located, the waste management deficiency has had a significant environmental impact. For this reason, this project focused on providing alternatives to efficiently manage the organic waste produced in the university. The main objective of this study was to evaluate three different organic fertilizer production systems, which make use of domestic organic waste. The treatments consisted of two piles of EM-compost production, one of which was aerated using a fan and a tube with holes in the interior of the pile, while the other one did not receive any additional processing; and a third treatment involving the production of EM-bokashi in containers. An attempt was made to determine the processing time necessary for the different methods. In addition, the quality of the fertilizers obtained was analyzed to determine the most eco-efficient system, taking into account the costs involved. It was found that the EM-compost method with air was the most ecoefficient, mainly because of the rate of volume reduction and the resulting environmental benefit, the quality of the product and the ease of implementation and operation. While it was possible to identify the best system within the time frame of this study, it is recommended that a future study be done to determine the optimum time frame to produce a mature organic fertilizer. Key words: EM-compost, EM-bokashi, domestic organic wastes, eco-efficiency. Baltodano, M.; Sotomayor, F. 2002. Evaluación de Manejo de Desechos Orgánicos Domésticos en la EARTH. Trabajo de Graduación EARTH. Guácimo, Limón, C.R. 68 p.

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TABLA DE CONTENIDO Página DEDICATORIA .................................................................................................III AGRADECIMIENTO ........................................................................................ IV RESUMEN ........................................................................................................ V ABSTRACT..................................................................................................... VII 1.

INTRODUCCIÓN...............................................................................................1

2.

OBJETIVOS ......................................................................................................5 2.1. OBJETIVO GENERAL...............................................................................5 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .....................................................................5

3.

REVISIÓN DE LITERATURA............................................................................6 3.1. AGRICULTURA NATURAL DE KYUSEI Y MICROORGANISMOS EFICACES (EM)........................................................................................6 3.1.1. Componentes del EM ..................................................................7 3.1.1.1. Bacterias fotosintéticas..................................................8 3.1.1.2. Bacterias lácticas...........................................................8 3.1.1.3. Levaduras......................................................................8 3.2. COMPOST ................................................................................................9 3.3. BOKASHI................................................................................................. 12 3.3.1. Uso Alternativo del bokashi ....................................................... 15 3.3.1.1. El Proceso del ensilaje ................................................ 15 3.3.1.1.1. Función de los microorganismos en el proceso de ensilaje...................................................... 16 3.4. COMPARACIÓN ENTRE COMPOST Y BOKASHI ................................. 17

4.

MATERIALES Y MÉTODOS........................................................................... 19 4.1. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA ...................................... 19 4.2. TRATAMIENTOS Y DISEÑO EXPERIMENTAL...................................... 19 4.2.1. Preparación de tratamientos ..................................................... 21 4.2.1.1. Tratamientos 1 y 2....................................................... 21 4.2.1.2. Tratamiento 3 .............................................................. 23 4.3. VARIABLES EVALUADAS Y TOMA DE MUESTRAS............................. 25 4.3.1. Reducción de volumen de materia orgánica ............................. 25 4.3.2. Análisis químico......................................................................... 26 4.3.2.1. Análisis de macro nutrientes ....................................... 26 4.3.2.2. Determinación del pH en Agua.................................... 26 4.3.2.3. Determinación de conductividad eléctrica ................... 27

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4.3.2.4. Determinación de nitrógeno (N) .................................. 27 4.3.2.5. Determinación de materia orgánica............................. 27 4.3.3. Análisis de costos...................................................................... 27 4.3.4. Prueba de germinación de semillas........................................... 27 4.4. ANÁLISIS DE DATOS Y TOMA DE DECISIÓN ...................................... 28 5.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN........................................................................ 29 5.1. REDUCCIÓN DE VOLUMEN .................................................................. 29 5.2. ANÁLISIS QUÍMICO................................................................................ 30 5.2.1. EM-compost .............................................................................. 30 5.2.2. EM-bokashi ............................................................................... 35 5.2.3. Comparación entre los tres tratamientos................................... 37 5.3. ANÁLISIS DE COSTOS .......................................................................... 43 5.4. PRUEBA DE GERMINACIÓN ................................................................. 44 5.5. ANÁLISIS DE ECOEFICIENCIA.............................................................. 46

6.

CONCLUSIONES............................................................................................ 48

7.

RECOMENDACIONES ................................................................................... 50

8.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................... 52

9.

ANEXOS ......................................................................................................... 55

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LISTA DE CUADROS Cuadro

Página

Cuadro 1. Escala de reducción de volumen de materia orgánica. ........................ 26 Cuadro 2. Resultados de análisis químicos de las muestras, de los tratamientos EM-compost Sin Aire (T1) y EM-compost Con Aire (T2) efectuados en las pilas - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ...................................................................................................... 30 Cuadro 3. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes variables de los tratamientos EM-compost Sin Aire (T1) y EMcompost Con Aire (T2) efectuados en las pilas – Lab. Suelos y Aguas – EARTH. 2002. .......................................................................... 31 Cuadro 4 Resultados de análisis químicos de las muestras, del tratamiento EM-bokashi (T3), efectuado en los estañones - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ............................................................ 35 Cuadro 5. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes variables del tratamiento EM-bokashi (T3), efectuado en los estañones - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ................................ 35 Cuadro 6. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes variables de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas – EARTH. 2002. ........................................................................................ 37 Cuadro 7. Costos de construcción de los tres tratamientos. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. ................................................... 43 Cuadro 8. Porcentajes de germinación de las muestras con semillas de Repollo Chino (S1), Rábano (S2) y Tomate (S3), de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost sin aire (T1) y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi (T3) en los estañones............................................................................................... 44 Cuadro 9. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las porcentajes de germinación de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost sin aire (T1) y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi (T3) en los estañones. ........................................ 45 Cuadro 10. Factores de ecoeficiencia en los diferentes tratamientos. .................. 46

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LISTA DE FIGURAS Figura

Página

Figura 1. Transformación de Materia Orgánica ..................................................... 18 Figura 2. Pila del primer tratamiento. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002....................................................................... 20 Figura 3. (A) Pila del segundo tratamiento, (B) aireador. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 20 Figura 4. Estañones del tercer tratamiento. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002....................................................................... 21 Figura 5. Pila de los tratamientos 1 y 2 con su respectivo techo. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002...................................... 22 Figura 6. Divisiones de las pilas, de los tratamientos 1 y 2. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 23 Figura 7. Válvulas de salida de los lixiviados de los estañones. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 24 Figura 8. Desechos de los estañones inoculados con EM. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 24 Figura 9. Cobertura interna de los desechos en los estañones. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002........................................... 25 Figura 10. Volumen de los tres diferentes tratamientos a través del tiempo. ................................................................................................... 29 Figura 11. Resultados de análisis químicos de la variable conductividad eléctrica, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas EARTH. 2002. ........................................................................................ 37 Figura 12. Resultados de análisis químicos de la variable pH, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ............................. 38 Figura 13. Resultados de análisis químicos de la variable nitrógeno, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.................. 38 Figura 14. Resultados de análisis químicos de la variable fósforo, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ...................... 39

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Figura 15. Resultados de análisis químicos de la variable potasio, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ...................... 39 Figura 16. Resultados de análisis químicos de la variable calcio, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. ...................... 40 Figura 17. Resultados de análisis químicos de la variable magnesio, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.................. 40 Figura 18. Resultados de análisis químicos de la variable materia orgánica, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas EARTH. 2002. ........................................................................................ 41 Figura 19. Resultados de análisis químicos de la variable carbono orgánico, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas EARTH. 2002. ........................................................................................ 41 Figura

20. Resultados de análisis químicos de la variable carbono:nitrógeno, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002............................................................................ 42

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LISTA DE ANEXOS Anexo

Página

Anexo 1. Incineración con lecturas en absorción atómica..................................... 56 Anexo 2. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable Conductividad Eléctrica de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ................................................................ 58 Anexo 3. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH en Agua de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 58 Anexo 4. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable nitrógeno de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 58 Anexo 5. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable fósforo de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 59 Anexo 6. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable potasio de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 59 Anexo 7. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable calcio de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 59 Anexo 8. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable magnesio de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 60 Anexo 9. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable materia orgánica de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 60

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Anexo 10. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono orgánico de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 60 Anexo 11. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable humedad de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 61 Anexo 12. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono:nitrógeno de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ........................................................................... 61 Anexo 13. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable conductividad eléctrica del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002..................... 61 Anexo 14. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH en Agua del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 62 Anexo 15. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable nitrógeno del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 62 Anexo 16. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable fósforo del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 62 Anexo 17. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable potasio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 63 Anexo 18. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable calcio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 63 Anexo 19. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable magnesio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ............................................... 63 Anexo 20. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable materia orgánica del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ......................................... 64 xiv

Anexo 21. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono orgánico del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ......................................... 64 Anexo 22. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono:nitrógeno del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .................................... 64 Anexo 23. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable conductividad eléctrica de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .......................................................................................... 65 Anexo 24. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .......................... 65 Anexo 25. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable nitrógeno de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .......... 65 Anexo 26. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable fósforo de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .............. 66 Anexo 27. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable potasio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002............... 66 Anexo 28. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable calcio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. ................ 66 Anexo 29. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable magnesio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002........... 67 Anexo 30. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable materia orgánica de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .......................................................................................... 67 Anexo 31. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono orgánico de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .......................................................................................... 67 Anexo 32. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono:nitrógeno de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. .......................................................................................... 68 Anexo 33. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las porcentajes de germinación de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost sin aire (T1) y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi (T3) en los estañones. ........................................ 68

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Anexo 34. Costos de construcción de pila para EM-compost con aireación................................................................................................. 68 Anexo 35. Costos de estañones y adecuaciones para EM-bokashi...................... 68

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1. INTRODUCCIÓN Este estudio pretende analizar diferentes sistemas de transformación de desechos orgánicos domésticos generados en la Universidad EARTH. Esto con el fin de producir un abono de calidad en el menor tiempo y costo posible. Así mismo, procura contribuir a la solución de la problemática que existe en torno a los desechos en la región. Por consiguiente, se utilizaron los desechos orgánicos producidos en la EARTH para la producción de bokashi en un medio anaeróbico y dos aeróbicos. Para efectos de este documento, los desechos en cuestión los llamaremos desechos orgánicos. Desde los comienzos del ser humano y su asentamiento en comunidades, éste ha generado desechos. Hoy, el crecimiento descontrolado de la población mundial, la concentración en grandes ciudades y los cambios de hábitos, los cuales promueven un mayor consumo de productos, ha causado una importante generación de desechos y con esto un grave problema de manejo de los mismos. Tal es el caso de países desarrollados cómo Estados Unidos, Inglaterra, Alemania, España y Japón, los cuales han llegado a producir desechos domésticos a una tasa de 2.5, 1.45, 1.2, 1.0 y 0.8 kilogramos por persona diarios respectivamente (Carless, 1992, citado por Hernández, 2002). Los índices de producción de desechos domésticos son elevados en la gran mayoría de países latinoamericanos. Sin embargo, el caso de Costa Rica es singular debido a que la cantidad de desechos domésticos producidos diariamente se aproxima a los países más consumistas o desarrollados con 0.6 kg/pers./día. De acuerdo al Censo 2000, Costa Rica tiene una tasa de crecimiento poblacional de 2,6% y cuenta con una población de 3.810.179 habitantes. La elevada tasa de crecimiento de la población y de generación de desechos hacen que el manejo de desechos sea un problema de grandes proporciones, especialmente en provincias como Limón, ubicado en la zona atlántica de Costa

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Rica, en donde no existe un buen sistema de manejo de desechos, ni rellenos sanitarios adecuados. De acuerdo a la Red Panamericana de Manejo Ambiental de Residuos – REPAMAR (2001), se estima que el total de desechos generados en Costa Rica por día es de aproximadamente 11.764 toneladas. De los cuales, el 86% corresponde a desechos agroindustriales, el 13,6% a desechos ordinarios y 0,4% a desechos peligrosos. Fácilmente se puede observar la importancia de buscar soluciones para los desechos orgánicos, ya que estos se encuentran dentro de los desechos agroindustriales y ordinarios en grandes proporciones. Limón posee un clima tropical húmedo, en donde existe un medio ambiente relativamente frágil, debido a la amplia biodiversidad que habita en sus bosques y ríos. Estos se han venido deteriorando por la gran cantidad de desechos que en ellos se depositan. Por tal razón es de suma importancia el esfuerzo de la Universidad EARTH, la cuál al encontrarse en dicha provincia, realiza un considerable esfuerzo en el tratamiento de los desechos. A su vez, la Universidad busca la innovación constante para hacer más eficiente su sistema de manejo de desechos. Dentro de la misión de la EARTH está el ser una Universidad comprometida en la formación de profesionales de vanguardia, con valores éticos y humanos, conciencia ambiental y social y compromiso de servicio a los demás. Uno de sus principales objetivos es generar conocimientos que promuevan el bienestar de los habitantes y el desarrollo de las comunidades, así como el de promover el intercambio, análisis, síntesis y diseminación del conocimiento sobre la agricultura, recursos naturales y medio ambiente. Por ésta razón la Universidad EARTH debe ser líder en el manejo de desechos, para que a través del tiempo y el ejemplo los estudiantes, logren establecer un desempeño laboral ético en la producción agropecuaria y apoyar al mismo tiempo al desarrollo sostenible.

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En busca del aprovechamiento de los recursos, en la EARTH, existe un Sistema Integrado de Manejo de Desechos, el cual inició en 1991. El sistema se basa en la estrategia de las 4 “R”, donde es fundamental la clasificación de los desechos (Hernández,2002). Al principio, la clasificación, consistió en la división de los desechos en tres contenedores: papel, envases y varios. A principios del año 2001, se entró a una nueva etapa para aprovechar los desechos orgánicos domésticos, puesto que estos eran mezclados dentro de la clasificación de varios y se los enviaba al relleno sanitario. La implementación de este cuarto contenedor empezó en las residencias de los profesores. De acuerdo con Vargas (2001) el proyecto comenzó con 10 casas, llegando a 20 para finales del mismo año. La visión es lograr recuperar todos los desechos orgánicos domésticos generados en la institución, incluyendo cafetería y laboratorio de procesamiento de alimentos, y someterlos a un sistema de producción de abonos orgánicos. Los cuales se producen utilizando materiales orgánicos de diversas procedencias y descomponiéndolos en camas durante cierto tiempo. De acuerdo con Hernández (2002), por lo menos el 50% de los desechos en la EARTH son orgánicos. La mayor parte de éste porcentaje es comida, la cual podría ser aprovechada y utilizada. Con esto se obtendría una ganancia económica que serviría para compensar los costos de recolección y transporte de este tipo de desechos, además de alargar la vida útil del relleno sanitario de la Universidad. Al comenzar la estrategia de manejo de desechos orgánicos, estos se colocaban en una pila con aserrín. A finales del año 2001 se decidió realizar la inversión de una segunda pila con el fin de mantener la continuidad del proceso en el Centro de Recuperación de Materiales y al mismo tiempo permitir un periodo de maduración de la primera pila cuando en esta se completa el proceso.

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En éstas pilas los desechos domésticos degradables son mezclados con aserrín y aplicaciones de EM. De ésta manera, el desecho se transforma en abono orgánico de una forma más eficiente sin generar malos olores y moscas. Una vez instalado el proyecto en todas las áreas de la institución, se utilizarán las pilas del Centro de Recuperación de Materiales para procesar los desechos en abono orgánico. Por ésta razón es importante estudiar la posibilidad de hacer el sistema más eficiente y económico. Este proyecto analiza las diferentes características del abono orgánico producido a través de tres diferentes metodologías, EM-compost con aireación, EM-compost con aireación y EMbokashi, para saber cuál sistema es el más ecoeficiente.

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2.

2.1. •

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Evaluar tres sistemas diferentes de producción de abonos orgánicos a partir de los desechos domésticos sólidos biodegradables generados en EARTH, para determinar cuál de los sistemas es más eficiente y económico y el que genera la mejor calidad del producto.

2.2. •

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Establecer el tiempo optimo de elaboración del abono orgánico para cada uno de los tratamientos a evaluar.

•

Evaluar la calidad de los abonos orgánicos, tomando en cuenta sus características de contenidos nutricionales.

•

Calcular y comparar los costos de construcción.

•

Determinar cuál de los tres tratamientos es el más ecoeficiente.

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3. REVISIÓN DE LITERATURA En este proyecto se enfocó en la búsqueda de una solución al manejo de desechos domésticos orgánicos, utilizando tecnologías que ya han sido estudiadas durante años y adaptándolas a las condiciones de la región del trópico húmedo y a las de la Universidad EARTH. Entre estas tenemos el uso de Microorganismos Eficaces (EM), lo cual nos ayudó, en este proyecto, a obtener abonos orgánicos de alta calidad, utilizando desechos orgánicos como materia prima. Asimismo fueron utilizados los principios de descomposición y fermentación de la materia orgánica, para la producción de los abonos orgánicos: compost y bokashi. 3.1.

AGRICULTURA NATURAL DE KYUSEI Y MICROORGANISMOS EFICACES (EM) La filosofía de la Agricultura Natural de Kyusei, se originó en los años 1930

por el Sr. Mokichi Okada en Japón. Ésta filosofía surgió con la necesidad de producir alimentos de una manera más sostenible y crear nuevas alternativas para la producción agropecuaria. De acuerdo con EM Technologies (1995), dentro de los objetivos de la Agricultura Natural de Kyusei se encuentran: Ser económica y espiritualmente beneficiosas tanto para el productor, como para el consumidor; ser sostenible y fácilmente practicable por cualquiera; mantener un respeto a la naturaleza y ayudar a preservar el medio ambiente. Estos objetivos van de acuerdo a lo que pretende el proyecto, ya que consiste en encontrar soluciones prácticas y sostenibles para reducir la contaminación ambiental. De acuerdo con Lou (1994), EM es una preparación microbial multifuncional que mejora la fertilidad del suelo. De igual forma provee una nutrición favorable y factores estimulantes para el crecimiento de las plantas y productividad del cultivo.

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Sin embargo, para esto es necesario comprender que estos son organismos vivos, por lo que el efecto no es inmediato, como en el caso de aplicar agroquímicos (EM Technologies, 1996). EL EM no es sólo un tipo específico de microorganismos. De acuerdo a Higa (1993), el EM son una mezcla de grupos selectos de microbios que producen múltiples efectos benéficos debido a su coexistencia. En esta relación entre microorganismos, se presentan antagonismos que logran vivir en armonía y aumentar la microflora y las condiciones del ecosistema, específicamente del suelo (características físicas y químicas). Sin embargo, una de las reacciones en las que la tecnología EM es diferente a la agricultura convencional, es que las plantas no sólo absorben minerales sino compuestos orgánicos (proteínas, aminoácidos, entre otros). Esto se debe a que este proceso es promovido por hormonas y vitaminas producidas por EM. Además se sintetizan otros compuestos útiles para el metabolismo de las plantas y el suelo. Siguiendo la filosofía del Kyusei Nature Farming, el EM se empezó a utilizar en múltiples actividades, entre estas: la elaboración de abonos orgánicos. Tanto en el compost como bokashi, se realizan aplicaciones de EM. Esto con el fin de acelerar el proceso de fermentación de los abonos orgánicos mencionados anteriormente, así como para evitar malos olores. 3.1.1. Componentes del EM El EM (Microorganismos Eficientes), es un cultivo microbiano mixto de especies seleccionadas de microorganismos. Este contiene un alto número de levaduras, bacterias ácido lácticas, bacterias fotosintéticas y cantidades menores de otros tipos de organismos. Se incluyen también los actinomicetos, que son mutuamente compatibles entre sí y coexisten en un cultivo líquido. Debido a la amplia variedad de microorganismos presentes en el EM, es posible que se lleven

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a cabo procesos de fermentación anaeróbica y degradación anaeróbica, así como la sana descomposición (Tabora, 1999). Dentro de las funciones que realizan los principales grupos de microorganismos del EM están: bacterias fotosintéticas, bacterias lácticas y levaduras. 3.1.1.1. Bacterias fotosintéticas Como su nombre lo indica, estas bacterias hacen uso de la luz del sol como fuente de energía para realizar la fotosíntesis. También tienen otras fuentes de energía como el calor del suelo. Su función es la de ayudar a sintetizar sustancias útiles para las raíces, materia orgánica o gases dañinos. Algunas de las sustancias sintetizadas por las bacterias fotosintéticas son: aminoácidos, ácidos nucleicos, sustancias bioactivas y azúcares, las cuales promueven el crecimiento y el desarrollo celular en las plantas (Sangakkara, 1999). 3.1.1.2. Bacterias lácticas Dentro de las funciones primordiales de estas bacterias está el producir ácido láctico, logrando así suprimir microorganismos dañinos (Fusarium, nematodos, etc.). De igual forma ayudan a promover la descomposición de la materia orgánica. Estas bacterias son sumamente importantes en los procesos de fermentación y descomposición de material como la lignina y la celulosa (Sangakkara, 1999). Así mismo juegan un papel muy importante, ya que son las causantes del proceso de fermentación. 3.1.1.3. Levaduras El rol de las levaduras en el EM, es el de sintetizar sustancias antimicrobiales, aminoácidos y azúcares secretados por bacterias fotosintéticas.

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Estas son benéficas para el crecimiento de las plantas y sus raíces. Las sustancias bioactivas, como las hormonas y las enzimas, producidas por las levaduras, promueven la división activa de células y raíces; estas secreciones también son sustratos útiles para microorganismos eficaces como las bacterias lácticas y actinomicetos (Sangakkara, 1999). 3.2.

COMPOST La función del compostaje es lograr un balance entre los materiales

orgánicos de fácil y difícil descomposición. Este proceso da lugar a una transformación de la materia orgánica, tanto química como mecánica. Se requiere la utilización de materia prima adecuada para poder tener un producto final con buenas características para incorporar al suelo. Con el compost se logra dar al cultivo la nutrición adecuada así como brindar al suelo, humus estable como aporte a la estructura. El compostaje tiene las ventajas de reducir el volumen de las materias primas (concentrar los nutrientes), disminuir la emisión de malos olores, matar gérmenes de enfermedades y destruir semillas de malezas (Elzakker, 1995). El compost se realiza a partir del proceso de descomposición por medio de diferentes microorganismos. Los microorganismos naturales son los responsables directos de degradar la materia. Sin embargo, para que estos puedan llevar a cabo eficientemente, el proceso necesita un medio con ciertas características favorables. Algunas de estas características son: humedad, temperatura adecuada, condiciones aeróbicas, pH, relación nutritiva de los materiales a ser compostados entre otros (Cerrato, 2000). El proceso de compostaje, de acuerdo a Elzakker (1995), comienza con la pila de compost recién hecha la cuál se calienta a los pocos días, alcanzando temperaturas de hasta 70° C y más. Al llegar a estas temperaturas, los patógenos, y semillas de malezas son eliminadas. Esta temperatura no debe de permanecer

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más de unos días ya que se pierde mucho carbono y nitrógeno. A diferencia, la temperatura óptima para el proceso de descomposición realizado en la pila de compost es de 55 a 65 centígrados. Durante el proceso de compostaje, los microorganismos consumen la mayor cantidad del oxígeno en poco tiempo; luego de esto su actividad se ve reducida, lo cuál se puede notar en la disminución de la temperatura, la cuál llega a los 20° o 25° centígrados. Con el fin de uniformar el resultado del compostaje, se da vuelta a la mezcla después de 30 días y se añade un poco de compost viejo. Una vez enfriada la mezcla, comienza otra fase de descomposición, en la cuál animales más grandes como lombrices y especies de Collembola son los activadores del proceso. Los excrementos de estos animales son descompuestos por bacterias y hongos. Los subproductos que se generan a través de este proceso son: energía, dióxido de carbono y agua. Una parte de la energía liberada es utilizada por los microorganismos para poder realizar sus actividades metabólicas. La otra o comúnmente llamada exceso de energía se convierte en calor, de ahí la importancia de estar controlando la temperatura constantemente (Cerrato, 2000), ya que el proyecto pretende conservar al máximo la energía. Algunos de los organismos más importantes que participan en el proceso de degradación son: bacterias, hongos, actinomicetos, levaduras, protozoarios, insectos, lombrices, etc. Estos organismos actúan bajo diferentes rangos de temperatura, por lo cual no están presentes durante todo el proceso y aparecen en diferentes concentraciones. A manera de estudio, los microorganismos se clasifican de acuerdo al rango de temperatura en el cual trabajan. Los organismos que actúan de forma óptima por debajo de los 20° C se clasifican como psicrófilos, los que lo hacen entre los 20 – 40° C se denominan mesófilos, y los que lo hacen por encima de

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los 40° C son llamados termófilos (Cerrato, 2000).

De ésta forma los

microorganismos realizan una acción en cadena, al inhibirse unos con el cambio de temperatura y así dar paso a que otros organismos actúen. De todos estos organismos, los hongos juegan un papel vital durante el proceso de compostaje debido a que son capaces de degradar la celulosa y la lignina, ambos constituyentes importantes de la materia orgánica. Asimismo, se requiere constantemente de la presencia de bacterias lácticas para que el proceso sea completo y efectivo (Cerrato, 2000). Cabe hacer mención de la importancia de la relación de carbono-nitrógeno (relación C:N) en los procesos de descomposición. Los valores iniciales de la proporción entre el carbono y nitrógeno según Elzakker (1995), dependen principalmente en la materia prima utilizada. Cuando el compost está maduro o listo, la relación C:N termina siendo más o menos igual a la de los microbios, alrededor de 12:1 a 15:1. Durante el proceso de compostaje se pierde carbón en forma de CO2. También se puede perder nitrógeno por vía de volatilización en forma de amoniaco. Hay que evitar al máximo la pérdida de éste nutriente ya que es de suma importancia para el crecimiento de las plantas, asimismo la volatilización del nitrógeno en forma de amoniaco, es una fuente de contaminación para el medio ambiente. Con el fin de evitar la volatilización del amoniaco (NH4), es necesario utilizar materiales no demasiados altos en nitrógeno y formando mezclas no muy sueltas. Esto con la finalidad de que la temperatura no suba demasiado. Los materiales utilizados durante el proceso de compostaje son de origen orgánico. Una importante característica de los desechos orgánicos es que se generan en casi todas las actividades humanas y en grandes cantidades. Esta situación a creado la necesidad de desarrollar nuevas alternativas, capaces de reducir y a la vez reutilizar los materiales orgánicos generados.

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De acuerdo a Lee (1995), éste tipo de abono no produce malos olores durante el proceso de transformación, por lo que no genera contaminación ambiental. Así mismo, puede ser utilizado posteriormente de diferentes maneras, como por ejemplo: acondicionador de suelos y fertilizante orgánico para la producción agrícola. 3.3.

BOKASHI De acuerdo a Shintani (2000), el término “bokashi” proviene del japonés y

significa materia orgánica fermentada. El bokashi es un fertilizante preparado a partir de la materia orgánica. Éste se utiliza para aumentar la biodiversidad microbiana del suelo, mejorar las condiciones físicas y químicas, prevenir enfermedades del suelo e incorporar microorganismos para el desarrollo de cultivos. Por esta razón, el bokashi se presenta como una alternativa de solución para el manejo de desechos orgánicos. El EM se aplica en las pilas de bokashi con el fin de promover la degradación del material orgánico y hacer el proceso más rápido y eficiente. La descomposición de la materia por la actividad de las bacterias y hongos, humedad, luz solar y oxigenación, se le llama biodegradación. La biodegradación puede realizarse tanto de manera aeróbica como anaeróbica. Se habla de degradación anaeróbica cuando no interviene el oxígeno en la descomposición de residuos orgánicos, mientras que en la aeróbica la degradación se realiza en presencia del mismo (EMERES, 2002). La fermentación es el proceso que toma lugar durante la degradación de los materiales orgánicos en ausencia de oxígeno. Así mismo puede llevarse a cabo en forma de degradación aeróbica, especialmente al utilizar el EM como inoculante ya que contiene bacterias lácticas. De acuerdo a García (1988), la fermentación es muy lenta al realizarla de forma espontánea, por la escasa presencia de microorganismos. En éste caso se 12

dan condiciones de poco calor, desprendimiento de malos olores y peligro de incendio, por lo que se justifica el uso de EM para evitar lo anterior. En el caso de la degradación aeróbica, la transformación de la materia orgánica es mucho más rápida. Se logra esto, al activarse mediante la dosificación de oxígeno para obtener complejos húmedos. Cabe destacar que se debe evitar el exceso de ventilación para no tener un exceso de producción de gas carbónico y agua con grandes pérdidas de carbón. En esta degradación se logra una elevación de la temperatura, aproximadamente hasta los 60° C, la cuál elimina patógenos, disminuye la viabilidad de las semillas y repele las moscas. De la misma forma la aerobiosis de los actinomicetos contenidos en el ambiente y en el EM, producen antibióticos ayudando a la esterilización del material (García, 1988). Según Tabora y Shintani (1999), los dos tipos de bokashi (aeróbico y anaeróbico) deben sus diferencias básicamente a su forma de elaboración. El aeróbico, el cual se puede producir a gran escala y su período de descomposición ocurre en un lapso más corto, al compararlo con el tipo anaeróbico (14 días). Sin embargo, la energía de la materia orgánica puede llegar a perderse por la temperatura que se alcanza durante el proceso de degradación, si ésta no es controlada. El anaeróbico, mantiene la energía de la materia orgánica. Sin necesidad de revolverlo para la aireación. Puede ser utilizado como alimento animal fermentado. Presenta el inconveniente, de que debe utilizarse solo buena calidad de materia orgánica como semolina de arroz, harina de pescado y hueso y torta de soya. En el caso de utilizar otro tipo de materia prima, el valor nutricional del abono dependerá de las concentraciones de la misma y es preferible utilizarlo para otros usos. Según EM Technologies (1996), para la producción de bokashi, a partir de cualquier tipo de materia orgánica, hay que tomar en cuenta las siguientes recomendaciones: 13

Utilizar materiales que logren mantener una relación carbononitrógeno (C:N) de 30:1. Usar por lo menos tres tipos diferentes de material orgánico con el fin de aumentar la actividad microbiana. Agregar carbón vegetal al bokashi, ya que mejora las características físicas del suelo y su capacidad para retener nutrimentos, además actúan como punto de embarque para los Microorganismos Eficaces. Los pasos para la elaboración del bokashi con EM, según EM Technologies (1996) son los siguientes: Mezclar todos los materiales orgánicos a utilizar y simultáneamente preparar una solución de melaza, EM y agua; en una relación de 1:1:100 respectivamente. La solución se mezcla con los materiales orgánicos y se verifica el contenido de humedad; esto se realiza agarrando un puño del sustrato y apretándolo en la mano. El material mezclado debe quedarse pegado y no deshacerse, además no debe existir exceso de líquido. El material se coloca en el suelo, se lo cubre y se mide la temperatura (35° – 45° C). El período de preparación puede tomar entre 2 y 4 días. Sin embargo, se debe tomar en cuenta que la elaboración del bokashi puede variar de acuerdo al medio en que se encuentra, ya sea aeróbico o anaeróbico. Esto se debe ya que en medio aeróbico, de acuerdo a Shintani (1999), tiene las características de mezclarse, presenta altas temperaturas y su período de apilado es mayor.

14

El estudio se concentrará en establecer la manera más ecoeficiente para producir abonos orgánicos utilizando desechos orgánicos domésticos como materia prima. De esta forma se evaluaran metodologías que incluyan los conceptos de fermentación, degradación aeróbica y descomposición ya sea bajo condiciones aeróbicas como anaeróbicas. 3.3.1. Uso Alternativo del bokashi El bokashi, tiene diversos usos, uno de estos es como ensilaje para alimento de ganado debido a sus propiedades. 3.3.1.1. El Proceso del ensilaje El ensilaje es una técnica muy antigua por medio de la cual se conservan forrajes a través de la fermentación de los azúcares y almidones disponibles en las plantas para producir ácidos, que ayudan a conservar el valor nutritivo de los forrajes (Gómez, 1990). Durante su proceso, se producen fermentaciones de azúcares y almidones por la acción de microorganismos anaeróbicos, formándose principalmente ácidos lácticos y acético a partir de carbohidratos en el ensilado. Al alcanzarse un pH de 3,5 a 4, la fermentación se detiene y se estabiliza el producto. Esta acidez inhibe la fermentación butírica, la cual se da como consecuencia de la descomposición del ácido láctico por bacterias del género Clostridium. Para obtener una adecuada fermentación, es necesaria la completa extracción del aire del ensilaje para evitar la fermentación butírica. Esto se puede lograr mediante una adecuada compactación del material a ser ensilado (García, 1979). Para la producción del ensilaje, de acuerdo a Velez (1997), se requiere un sistema hermético, en el cual el forraje se compacte para extraer todo el aire posible y luego se sella. Existen fases químicas, físicas y biológicas que se dan en el ensilaje que son:

15

•

La respiración, en la cual se da el consumo residual del oxígeno por parte de las células vegetales y los microorganismos, además de la acumulación de CO2 y el aumento de la temperatura.

•

La proliferación de bacterias productoras de ácido acético e inicio de la acidificación: estas bacterias son componentes naturales de las plantas.

•

La proliferación del ácido láctico: se inicia a partir del tercer día después de haberse sellado el ensilaje.

La respiración celular cumple una función importante durante el ensilaje; debido a que promueve la absorción del oxígeno y la disminución del contenido de anhídrido carbónico con la producción de calor. Esta condición anaeróbica promueve la multiplicación de bacterias lácticas anaerobias y la muerte de células vegetales por la ruptura de sus membranas celulares, causando una liberación de su contenido celular, el cual es usado por los microorganismos (Cañeque, et al., 1987). 3.3.1.1.1. Función de los microorganismos en el proceso de ensilaje Durante el proceso de ensilaje actúan un sinfín de microorganismos debido a las condiciones en que éste se produce. Estas bacterias secretan enzimas que actúan sobre los carbohidratos más fácilmente fermentables (sacarosa, glucosa, y fructosa), obteniendo como resultado final los ácidos láctico, acético y propiónico, agua, dióxido de carbono y calor. Otras bacterias presentes son las que producen ácido butírico, las cuales se desarrollan a una temperatura que oscila entre los 30° C y 40° C y a un pH de 4,2. La presencia de estas bacterias se da cuando la producción de ácido láctico en el concentrado no ha sido el adecuado. Al reaccionar el ácido butírico con los aminoácidos, se libera amoníaco y se producen compuestos como cadaverina y putrescina, los cuales no tienen un valor nutritivo adecuado para los animales y generan malos olores (Gómez, 1990).

16

3.4.

COMPARACIÓN ENTRE COMPOST Y BOKASHI De acuerdo a Shintani (2000), mediante el uso del compost, se busca

suministrar la nutrición inorgánica a los cultivos, al mineralizarse el abono, sin embargo también se da una nutrición orgánica, lo cual es una característica importante de este abono. En su preparación se produce una liberación de minerales en forma disponible y se eliminan los patógenos que podrían estar en la materia orgánica fresca y consecuentemente causar daño al cultivo. Por este motivo, se recomiendan temperaturas relativamente altas, en un rango entre 50° C y 70° C para asegurar la muerte de los microorganismos patógenos (ver Figura 1). Mediante el uso del bokashi, Shintani (2000) acota, que se busca activar y aumentar la cantidad de microorganismos benéficos en el suelo. Al mismo tiempo, se persigue nutrir al cultivo y suplir de alimentos (materia orgánica) a los organismos en el suelo. El suministro deliberado de microorganismos benéficos asegura la fermentación rápida y una mayor actividad de estos microorganismos benéficos para eliminar los organismos patogénicos con una combinación de la fermentación alcohólica y una temperatura hasta de entre 50° C a 55° C (ver Figura 1).

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• Alta temperatura (liberación de DESCOMPOSICIÓN OXIDATIVA

Descomponedor aerobico

• Mineralización de materia orgánica (baja energía y usado por las plantas en forma inorgánica).

Fermentación útil

MATERIA ORGÁNICA

calor, CO2 y N).

(Fermentación láctica)

• Temperatura ambiente. • Producción de aminoácidos, azúcares, ácidos orgánicos (mantiene alta energía y usado por las plantas en forma orgánica).

Microorganismos aeróbicos facultativos 18

DESCOMPOSICIÓN FERMENTATIVA

• Temperatura ambiente.

Fermentación dañina (Fermentación butílica)

• Producción de Amonio, H2S como sustancias dañinas (Problemas en las plantas).

Microorganismos anaeróbicos

Figura 1. Transformación de Materia Orgánica Fuente: IFRAC (1998)

4. MATERIALES Y MÉTODOS

4.1. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA La investigación se realizó en la Universidad EARTH. Ésta, ubicada en la provincia de Limón, en el cantón de Guácimo. EARTH se encuentra en el trópico húmedo de Costa Rica a 36 metros sorbe el nivel del mar (msnm), con una humedad relativa (HR) de 95% y una temperatura y precipitación promedio anual de 26° C y 3500 mm respectivamente. (Estación Metereológica EARTH, 2002). Éste trabajo de investigación consistió en dos fases: 1 fase: Producción de abonos con diferentes tratamientos, realizada en el centro de recuperación de materiales de la EARTH. 2 fase: Prueba de germinación de semillas con los abonos elaborados. Ésta segunda fase se realizó en el invernadero del centro de cosechas. 4.2. TRATAMIENTOS Y DISEÑO EXPERIMENTAL Los tratamientos evaluados fueron tres: T1: EM-compost sin aireador T2: EM-compost con aireador T3: EM-bokashi El tratamiento 1 consistió en una pila con aserrín, previamente inoculadas con EM (ver Figura 2). El tratamiento 2 es una modificación del tratamiento 1, en donde se le inyectó aire a la cama de aserrín por medio de un aireador y un tubo agujereado en su interior (ver Figura 3).

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Los dos tratamientos pretenden exponer a los materiales orgánicos al proceso de descomposición oxidativa con la ayuda de EM. Es decir, dispone al aire y aumenta la actividad microbiana aeróbica, generando altas temperaturas y acelerando así la descomposición. Por ésta razón se denomina EM-compost.

Figura 2. Pila del primer tratamiento. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002.

(B) (A) Figura 3. (A) Pila del segundo tratamiento, (B) aireador. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002.

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A diferencia de estos dos tratamientos, el tratamiento 3, consistió en estañones en donde se le colocó en su interior los desechos orgánicos, los cuales fueron inoculados con EM (ver Figura 4). A éste material se le dejó fermentando bajo condiciones anaeróbicas, adquiriendo un proceso de descomposición fermentativa, a lo cuál se le denomina como EM-bokashi.

Figura 4. Estañones del tercer tratamiento. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002. El diseño experimental se considera como de diseño completamente al azar, con parcelas divididas en el tiempo. 4.2.1. Preparación de tratamientos 4.2.1.1. Tratamientos 1 y 2 Para los tratamientos 1 y 2 del estudio, se utilizaron dos pilas de concreto de 6 metros de largo por 1.3 metros de ancho y 1 metro de profundidad. Cada pila estuvo protegida por su respectivo techo con el fin de evitar que factores adversos del clima tropical húmedo influyera en la elaboración del abono (ver Figura 5).

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Figura 5. Pila de los tratamientos 1 y 2 con su respectivo techo. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002. El aserrín utilizado en cada tratamiento consistió en una mezcla de semolina de arroz inoculado con EM y combinado con el aserrín. Para realizar la mezcla se colocó una capa de aserrín, seguida por una capa fina de semolina de arroz, la cuál se inoculó con EM tratando de dejarlo con una humedad del 40%. Se repitió el proceso las veces necesarias. Para esto se utilizó 6.24 m3 de aserrín, 23 Kg de semolina de arroz y medio galón de EM. EL EM utilizado fue al 1% en agua, es decir que en 10 litros, 100 cc eran de melaza y 100 cc de EM. Luego de preparada la mezcla, se dejó fermentar durante un período de 5 días, monitoreando la generación de calor y el crecimiento micelio fungoso en la superficie de la cama. Cada pila de EM-compost fue dividida en tres partes, tomando en cuenta cada división como una repetición del tratamiento, para el muestreo (ver Figura 6).

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Figura 6. Divisiones de las pilas, de los tratamientos 1 y 2. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002. Para la producción del abono se procedió por colocar los desechos orgánicos en las diferentes divisiones de las pilas, haciendo agujeros en el aserrín y luego tapándolos con la misma mezcla. Al final del estudio fueron colocados en cada división aproximadamente 68 Kg. de desechos orgánicos. Se tomaron muestras a los 14, 21 y 28 días de colocado el material en las pilas. 4.2.1.2. Tratamiento 3 Para el tratamiento 3 se utilizó estañones con capacidad para 200 litros. Estos fueron modificados colocándoles en su interior un tamiz de plástico con agujeros para dividir los líquidos de la parte sólida del fertilizante. Asimismo se le colocó un tubo en la parte central del estañón de tal forma que permitiera el intercambio de gases y en la base del estañón se le colocó una válvula con el fin de retirar los lixiviados (ver Figura 7). Los lixiviados fueron recolectados cada 4 días durante todo el experimento.

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Figura 7. Válvulas de salida de los lixiviados de los estañones. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002. En cada estañón se depositó 140 Kg. de desecho y se inoculó con EM al 1%, utilizando un total de 15 litros (ver Figura 8).

Figura 8. Desechos de los estañones inoculados con EM. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002. A los estañones se les colocó un plástico como capa interna con el fin de minimizar en contacto con el aire (ver Figura 9). A éste plástico se le colocó encima bolsas con tierra con el fin de ejercer presión sobre el material en

24

descomposición fermentativa y que así se desarrolle bien el proceso anaeróbico. Por último se le colocó una bolsa en la parte externa del estañón de tal manera que no se introduzcan insectos u otros.

Figura 9. Cobertura interna de los desechos en los estañones. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. 2002. Por último se tomaron las muestras para realizar el análisis químico a los 7, 14 y 21 días de colocado el material en los estañones. 4.3. VARIABLES EVALUADAS Y TOMA DE MUESTRAS 4.3.1. Reducción de volumen de materia orgánica Durante el experimento, se evaluó visualmente la reducción del volumen de desechos orgánicos colocados en los diferentes tratamientos, utilizando la siguiente escala:

25

Cuadro 1. Escala de reducción de volumen de materia orgánica. Grado 0 1 2 3 4 5

Descripción 0% de reducción ~ 20% ~ 40% ~ 60% ~ 80% 100% de reducción

4.3.2. Análisis químico El análisis químico de los diferentes abonos orgánicos se realizó en el laboratorio de suelos y aguas de la EARTH. En los tratamientos se evaluó: la relación carbono-nitrógeno (Relación C:N), materia orgánica, macro nutrientes, pH, humedad y conductividad eléctrica. Las muestras se recolectaron utilizando el método de cuarteo a los 14, 21 y 28 días, en el caso de los tratamientos de EM-compost con aireación y sin aireación; y a los 7, 14 y 21 días en el caso del tratamiento 3. 4.3.2.1. Análisis de macro nutrientes Se determinó el contenido de macro nutrientes (N, P, K, Ca y Mg) y materia orgánica. El análisis químico de macro nutrientes se realiza ya sea por el análisis foliar o por el método de Olsen Modificado. El análisis químico del abono orgánico, para determinar macro nutrientes, se realizó mediante el método de análisis foliar. Esto debido a que el contenido de materia orgánica en los sustratos es muy alto y esto interfiere con los resultados del Método de Olsen Modificado (EARTH, 2001). 4.3.2.2. Determinación del pH en Agua Se pesaron 10 gramos de muestra, los cuales se colocaron en un Erlenmeyer y se le agregó 25 ml de agua. Se agitó lentamente por cinco minutos y después se dejó en reposo por una hora, posteriormente se agitó por varios segundos y se determinó el pH usando un pH-metro.

26

4.3.2.3. Determinación de conductividad eléctrica De acuerdo a la metodología de la Guía Práctica del Curso de Propiedades de Suelos de la EARTH (2002), se pesaron 200 gramos de muestra. Luego se preparó la pasta saturada agregando agua destilada poco a poco. Después de esto, se agitó la muestra con una espátula hasta alcanzar el punto final de saturación. Posterior a esto, se cubrió la pasta con un trapo húmedo y se dejó reposando por una hora. Finalmente, se filtró en vacío y se tomó la conductividad eléctrica del extracto. 4.3.2.4. Determinación de nitrógeno (N) La determinación del nitrógeno se realizó mediante el método de Microkjeldahl. (EARTH, 2001). 4.3.2.5. Determinación de materia orgánica Se determinó el contenido de materia orgánica con base al contenido de carbono orgánico (porcentaje) presente en los abonos orgánicos. Esto se determinó mediante el método de Mebius. El cálculo final de la materia orgánica se realizó utilizando la siguiente fórmula expuesta por Van Bemmelen (EARTH, 2001): % materia orgánica = % carbono (C) orgánico x 1.724 4.3.3. Análisis de costos Se evaluó los costos de cada tratamiento, tomando en cuenta los materiales y gastos utilizados en la implementación de los mismos, para su posterior análisis. 4.3.4. Prueba de germinación de semillas Se elaboraron cuatro diferentes sustratos con diferentes concentraciones de abono y suelo quemado en porcentajes volumen/volumen. Éstos fueron: 27

1. 0% de abono con 100% de suelo estéril. 2. 30% de abono con 70% de suelo estéril. 3. 70% de abono con 30% de suelo estéril. 4. 100% de abono con 0% de suelo estéril. Los sustratos, una ves listos, fueron colocados en bandejas de plástico para la germinación de semillas. En las diferentes mezclas se procedió a sembrar semillas de rábano, repollo chino y tomate. De cada especie se sembraron 6 semillas, colocando 3 semillas por hoyo en cada uno de los cuatro diferentes sustratos y teniendo dos repeticiones. Esto con el fin de comprobar que los cuatro sustratos sean aptos para el crecimiento de semillas, lo cual es otro parámetro indicativo de la calidad del bokashi. 4.4. ANÁLISIS DE DATOS Y TOMA DE DECISIÓN Una vez que se reunieron todos los datos, se los analizó estadísticamente, para determinar si las medias eran iguales; posteriormente, se determinó si los tratamientos, eran iguales al testigo que en este caso fue la pila sin aeración. Finalmente se determinó el comportamiento de los tratamientos. A manera de decidir cuál es el método más ecoeficiente tomamos en cuenta: la eficiencia de reducción, rendimiento económico, beneficio ambiental y responsabilidad social (seguridad del operario, confort del operario, facilidades para los usuarios, etc.).

28

5.

5.1.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

REDUCCIÓN DE VOLUMEN

Volumen

100% 75%

EM-Compost sin aire (T1)

50%

EM-Compost con aire (T2) EM-Bokashi (T3)

25% 0% 0

7

14

21

28

Días

Figura 10. Volumen de los tres diferentes tratamientos a través del tiempo. En la Figura 10 se observa claramente la tendencia a reducir el volumen de la materia en descomposición de cada tratamiento. De ésta forma se nota cómo la reducción del segundo tratamiento (EM-compost con aireación ) se llevó a cabo en menor tiempo. Se puede decir que en las primeras mediciones fue donde se notó más la diferencia, lo cuál se debe a que en el tratamiento con aireación, al llegar más rápido a altas temperaturas, se favoreció las condiciones para una mayor evaporación. Además, que la constante aireación, aumenta la actividad microbiana aeróbica, por lo cual hay una degradación más rápida. Sobre la base de esto, el segundo tratamiento tiene más capacidad para tratar los desechos que el primer tratamiento. Durante el experimento, sólo se realizó un depósito de desechos, pero en la práctica el depósito es continuo lo cual provoca un aumento de microorganismos descomponedores, aumentando así la capacidad de las pilas para recibir desechos. Cabe aclarar que entre los 14 y 21 días sólo se apreciaba los desechos gruesos como cáscaras y huesos.

29

Se puede notar fácilmente que el tratamiento de EM-bokashi no mostró reducciones sustanciales a través del tiempo. Esto se debió posiblemente a que el total del material era desecho, por lo cuál la gran mayoría del material contenía altos porcentajes de líquido y al ser un proceso anaeróbico, la eliminación de líquidos fue más lenta. Además, que la fermentación no libera energía o emite CO2, mientras que la descomposición sí. Es importante aclarar que en los tratamientos 1 y 2 se tomaron datos desde los 14 días de haber comenzado el experimento, razón por la cuál aparecen con el mismo porcentaje de reducción desde el día cero al día siete. Asimismo los datos tomados del tratamiento de los estañones fueron hasta los 21 días de haber comenzado el experimento por lo cuál no aparecen más datos. 5.2.

ANÁLISIS QUÍMICO De acuerdo a los Análisis efectuados por el Laboratorio de Suelos y Aguas

de la EARTH, se obtuvo los siguientes resultados: 5.2.1. EM-compost Cuadro 2. Resultados de análisis químicos de las muestras, de los tratamientos EM-compost Sin Aire (T1) y EM-compost Con Aire (T2) efectuados en las pilas - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. Tratamiento

Lectura

C. E.

pH/ agua

N

P

K

Ca

Mg %

MO

MS/cm EM-compost sin aire (T1) EM-compost Con Aire (T2)

C Org. Humedad

C:N

14 21 28

1,11 1,06 0,96

6,27 6,23 6,22

0,30 0,39 0,28

0,19 0,20 0,14

0,31 0,26 0,18

0,20 0,52 0,31

0,15 0,14 0,14

97,42 96,83 96,49

56,50 56,33 55,97

28,83 30,19 29,08

94,01 116,11 158,62

14

1,03

6,16

0,45

0,19

0,26

0,39

0,16

96,10

56,07

28,48

109,55

21

0,82

6,06

0,38

0,14

0,26

0,26

0,08

96,69

56,08

34,74

131,93

28

0,96

6,13

0,24

0,15

0,40

0,24

0,12

96,83

56,16

35,47

89,42

30

Cuadro 3. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes variables de los tratamientos EM-compost Sin Aire (T1) y EMcompost Con Aire (T2) efectuados en las pilas – Lab. Suelos y Aguas – EARTH. 2002. C.E. Fuente de Variación

GL

pH

N

P

K

Ca

Mg

M.O.

C .Org. Humedad

C:N

(P) Tratamientos

1

Error (a)

4

0,235

0,095

0,587

0,367 0,181

0,304

0,262

0,435

0,468

0,226

0,903

Lectura

2

0,357

0,262

0,797

0,863 0,384

0,238

0,916

0,751

0,411

0,647

0,922

Lectura*Tratamiento

2

0,545

0,500

0,924

0,439 0,616

0,236

0,971

0,759

0,304

0,548

0,736

Error (b)

8

Total

17

En el Cuadro 2 se presentan los resultados obtenidos del análisis químico de las muestras de EM-compost sin aireación (T1) y con aireación (T2).En éste aparecen los datos de laboratorio para las diferentes variables analizadas. Al observar la variable de conductividad eléctrica, se puede notar una leve reducción a través de las lecturas, en ambos tratamientos. Tomando en cuenta que las lecturas están relacionadas directamente con el tiempo transcurrido se puede decir que hay reducción de la conductividad eléctrica a través del tiempo. Posiblemente la reducción de la conductividad eléctrica es ocasionada por la pérdida de nutrientes durante el proceso de descomposición, ya sea por volatilización o lixiviación. Esto debido a que la conductividad eléctrica tiene una relación directa con las partículas iónicas contenidas en sustancias nutritivas. Es necesario destacar que los datos obtenidos en el tratamiento que se utilizó aire, los valores fueron menores, lo cuál nos evidencia la mayor pérdida de nutrientes debido a las altas temperaturas alcanzadas al introducir aire a la pila. De igual forma es posible que existiera un efecto directo ocasionado por el paso del aire a través del EM-compost, en donde se volatilizaron más fácilmente los nutrientes. Esto nos indica que posiblemente el tratamiento sin aireación necesita mayor tiempo para lograr el mismo resultado que el tratamiento con aireación.

31

En cuanto a la variable pH, se muestra una disminución de los valores en las lecturas. Esto se debe principalmente a la generación de ácidos orgánicos, por la leve acidificación, durante el proceso de descomposición. De igual manera aparece mayor reducción en el tratamiento con aire, esto se debió al ser más rápida la descomposición en éste tratamiento lo que ocasionó mayor producción de ácidos en menor tiempo. Éste también es un indicador claro de que el EMcompost producido en el segundo tratamiento se encontraba en un estado más maduro. Las variables de los nutrientes N, P, K, Ca y Mg, presentaron valores acordes a la materia prima utilizada para la elaboración del EM-compost. Es necesario hacer resaltar los valores encontrados en cuanto a nitrógeno, ya que en ambos casos hubo reducciones en la cantidad del nutriente, especialmente en el tratamiento con aire. Esto posiblemente se debe a la volatilidad del nitrógeno, consecuentemente se perdió con más facilidad en la pila aireada, ya que ésta alcanzó temperaturas mayores. Además, como se mencionó anteriormente, el efecto del aire en el EM-compost, posiblemente ocasionó que el nitrógeno se volatilizara de manera más fácil. La materia orgánica, presentó altos valores en ambos tratamientos. Esto se debió básicamente a que la materia prima utilizada fue materia orgánica, así como el aserrín que se encontraba en las pilas, el cuál fue parte del sustrato analizado en las muestras. Con respecto a la variable de carbono orgánico, se puede decir que en ambos tratamientos hubo una clara disminución de sus valores durante las lecturas realizadas. De igual forma, esta reducción es más marcada en la pila de EM-compost con aire. Esto refleja la pérdida de carbono en forma de CO2. En el proceso de descomposición los microorganismos hacen uso tanto del nitrógeno como del carbono. Al analizar la relación C:N, se observa una clara deficiencia de nitrógeno, debido a que un compost maduro tiene una relación de 32

C:N de 12:1 a 15:1, mientras que en el caso del EM-compost producido, la relaciones obtenidas fueron mucho mayores, con valores desde 89,42:1 hasta 158,62:1. Por ésta razón es evidente que la materia prima utilizada, contenía muy pocas cantidades de nitrógeno y el tratamiento pudo haber procesado mayor cantidad de material orgánico hasta llegar a los valores óptimos de relación C:N. Además es importante resaltar que, aunque si hubo una mayor disminución del carbono en el EM-compost con aire, ésta no fue significativa como lo debería de ser al tener aireación, ya que debió alcanzar los rangos de la relación C:N mencionados anteriormente. Por último, al referirse a la variable humedad se muestra en ambos tratamientos una leve disminución de los valores a través de las lecturas. Esto se debe a la reducción de humedad por efecto de las altas temperaturas alcanzadas en ambas pilas de EM-compost. Si bien es cierto, la humedad recomendada para la producción de compost varía entre el 55% y 65%, los valores obtenidos en ambas pilas de EM-compost fueron mucho menores. Esto se debió a la metodología utilizada para la elaboración del abono. Por ésta razón es necesario aclarar que aunque el proceso del abono es la descomposición oxidativa, típico del compost, características como la humedad no fueron las óptimas para la producción de éste abono. Esta característica se puede mejorar al procesar mayor cantidad de desechos en la pila. En el Cuadro 3, se muestra claramente las probabilidades de la varianza existente entre los tratamientos de EM-compost con aireación y sin aireación, por variable. De ésta forma se observa que no existe diferencia en cuanto al tratamiento, lectura y la interacción de la lectura con el tratamiento, de ninguna de las variables analizadas. Esto, ya que presentan probabilidades mayores a 0,05. Los parámetros restantes como son los grados de libertad, suma de cuadrados y cuadrado medio, que se encuentran presentes en anexos, podemos afirmar que son acordes a un análisis de varianza.

33

Se puede decir, de acuerdo a este análisis, que no ha variado significativamente ninguna de las variables con relación al número de lecturas realizadas. Al ser las lecturas, indicadores directos del tiempo transcurrido en el proceso de descomposición del EM-compost, concluimos que no existió diferencia significativa de las variables, entre el EM-compost con aireación y sin aireación. Esto es fácilmente deducible ya que ambos tipos de EM-compost se elaboraron con la misma materia prima. Por tal razón, al desarrollarse el proceso de descomposición, ambos conjuntos de materia orgánica liberaron la misma cantidad de nutrientes, mostrando de ésta forma las mismas características. Las variables únicamente fueron afectadas por la aireación de una de las pilas, lo cuál no causa mayor diferencia en éstas, excepto la reducción de tiempo del proceso, lo cuál es sumamente importante de tomar en cuenta para el análisis. La interacción lectura por tratamiento no es significativa (p>0,05) lo cual nos indica que no se puede realizar una comparación a fondo por la similitud de los mismos. Sin embargo, cabe destacar que en el cuadro la variable pH resultó con una probabilidad de 0,095. Este valor es el más cercano a 0,05 en donde si existe diferencia entre tratamientos. Al observar los resultados obtenidos de pH en agua, de ambos tratamientos en el Cuadro 2, se puede apreciar que durante el tiempo del estudio, los dos tratamientos presentaron una reducción de pH. En el tratamiento de EM-compost con aire, la reducción en los valores de pH de las diferentes lecturas presentaron una reducción mayor. La reducción del pH en éste tratamiento se debe principalmente al acelerado proceso de descomposición causado en la materia orgánica producto de la aireación de la pila. Posiblemente al ser más eficiente el sistema con aire, propició que las últimas lecturas mostraran la liberación de ácidos de la materia orgánica, producto del avanzado proceso de descomposición en el que se encontraba éste tratamiento de EM-compost.

34

5.2.2. EM-bokashi Cuadro 4 Resultados de análisis químicos de las muestras, del tratamiento EM-bokashi (T3), efectuado en los estañones - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. EM-bokashi Lectura

C. E.

pH/ agua

N

P

K

Ca %

Mg

MO

C Org.

C:N

1,33 1,38 1,33

3,60 3,89 3,65

0,11 0,12 0,11

87,82 87,16 87,62

50,94 50,56 50,82

23,42 27,44 30,21

MS/cm Sólidos

7 14 21

6,08 5,85 5,83

4,97 4,79 4,74

2,17 1,84 1,68

0,31 0,26 0,18

Líquidos

7 14

6,37 6,25

4,34 4,26

2,68 2,83

0,03 0,04

1237,50 1895,00 1209,50 2445,00

202,00 221,00

60,57 62,40

35,13 36,19

13,13 12,79

21

6,21

3,88

2,30

0,03

1227,50 2000,00

216,50

69,83

40,50

17,65

Cuadro 5. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes variables del tratamiento EM-bokashi (T3), efectuado en los estañones - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. Fuente de Variación

GL

C.E.

pH

N

P

K

Ca

Mg

M.O.

C .Org.

C:N

(P) Tratamientos

1

Error (a)

4

0,009

0,016

0,052

0,001

0,001

0,001

0,001

0,003

0,003

0,010

Lectura

1

0,817

0,407

0,937

0,473

0,133

0,135

0,773

0,319

0,319

0,645

Lectura*Tratamiento

1

0,501

0,565

0,635

0,388

0,139

0,137

0,770

0,679

0,679

0,920

Error (b)

4

Total

11

En el tratamiento de EM-bokashi, se obtuvo fertilizante tanto en forma líquida como sólida. A ambos se les realizó el análisis químico para poder determinar el estado nutricional del fertilizante. De ésta forma, en el Cuadro 4 se observa claramente cómo tanto en la parte sólida como en la líquida del fertilizante, se presentan altas concentraciones de salinidad que se muestran en los altos valores de conductividad eléctrica.

35

Se nota también un pH ácido en el fertilizante, el cuál se evidencia más en los lixiviados del fertilizante. Cabe destacar, que como se muestra en el Cuadro 4 a medida que pasa el tiempo la acidez se acentúa, lo cuál es normal en los fertilizantes orgánicos. En cuanto a los nutrientes evaluados de N, P, K, Ca y Mg, se observan grandes concentraciones de éstos, con leves reducciones de los mismos a través del tiempo. Es necesario hacer notar que todos los nutrientes del EM-bokashi, sobrepasan en gran medida los valores obtenidos en los dos tratamientos de las pilas de EM-compost, debido a la alta concentración de desechos en descomposición. Al analizar la relación carbono - nitrógeno obtenida con los datos de carbono orgánico y nitrógeno en el Cuadro 4, se obtiene que la relación se encuentra muy cercano al rango de relación C:N obtenida en los abonos fermentados maduros. De ésta forma podemos asegurar que en el EM-bokashi producido en los estañones si se cumple el objetivo del abono orgánico de concentrar los minerales o compuestos inorgánicos, liberando al máximo los compuestos orgánicos como es el caso del carbono en forma de CO2. Se debe tomar en cuenta que la presencia de grandes cantidades de aserrín pudieron haber afectado positivamente el proceso. Debido a que en el EM-compost los nutrientes fueron diluidos en aserrín, mientras que en el EM-bokashi, estos se mantuvieron concentrados. Al analizar las cantidades de materia orgánica del EM-bokashi en el Cuadro 4, se aprecia una variación con respecto a los tratamientos de las pilas de EMcompost. En el EM-bokashi aparecen valores de materia orgánica menores, debido al estado de madurez presente en el fertilizante. Claro está que en la parte líquida del fertilizante se muestran valores aún más bajos de materia orgánica, lo cuál se debe a que la medición de la materia orgánica se realiza basándose en el

36

carbono orgánico, mientras que en los líquidos muchos compuestos se encuentran mineralizados, lo cual es positivo al poder emplearlos como abonos foliares. 5.2.3. Comparación entre los tres tratamientos Cuadro 6. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las diferentes variables de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas – EARTH. 2002. Fuente de Variación

GL

C.E.

pH

N

P

K

Ca

Mg

M.O.

C .Org.

C:N

(P) Tratamientos

2

Error (a)

3

0,001

0,001

0,001

0,262

0,001

0,037

0,199

0,073

0,067

0,017

Lectura

2

0,128

0,662

0,685

0,277

0,546

0,987

0,057

0,967

0,997

0,542

Lectura*Tratamiento

3

0,370

0,980

0,485

0,343

0,859

0,956

0,147

0,979

0,994

1,000

Error (b)

5

Total

15

C.E. (M S/cm)

7,00 6,00

14 días

5,00

21 días

4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 S in A ire

Con A ire

E M -Com pos t

E M -B ok as hi

T ratamie ntos

Figura 11. Resultados de análisis químicos de la variable conductividad eléctrica, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.

37

7,00 14 días

6,00

21 días

pH

5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 S in A ire

Con A ire

E M -Com post

E M -B ok as hi

T ratamie ntos

Figura 12. Resultados de análisis químicos de la variable pH, de los tres

N (%)

tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.

2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00

14 días 21 días

S in A ire

Con A ire

E M -Com post

E M -B ok as hi

T ratamie ntos

Figura 13. Resultados de análisis químicos de la variable nitrógeno, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.

38

0,30 0,25

14 días 21 días

P (%)

0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Sin Aire

Con Aire

EM-Compost

EM-Bokashi

Tratamientos

Figura 14. Resultados de análisis químicos de la variable fósforo, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.

K (% )

1,60 1,40

14 días

1,20

21 días

1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 S in A ire

Con A ire

E M -Com post

E M -B okas hi

T ratamie ntos

Figura 15. Resultados de análisis químicos de la variable potasio, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.

39

C a (% )

4,50 4,00

14 días

3,50

21 días

3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 S in A ire

Con A ire

E M -Com post

E M -B ok as hi

T ratamie ntos

Figura 16. Resultados de análisis químicos de la variable calcio, de los tres

Mg (%)

tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.

0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00

14 días 21 días

Sin Aire

Con Aire

EM-Compost

EM-Bokashi

Tratamientos

Figura 17. Resultados de análisis químicos de la variable magnesio, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.

40

M.O. (%)

100,00 98,00 96,00 94,00 92,00 90,00 88,00 86,00 84,00 82,00

14 días 21 días

Sin Aire

Con Aire

EM-Compost

EM-Bokashi

Tratamientos

Figura 18. Resultados de análisis químicos de la variable materia orgánica,

C. Org. (%)

de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.

57,00 56,00 55,00 54,00 53,00 52,00 51,00 50,00 49,00 48,00 47,00

14 días 21 días

Sin Aire

Con Aire

EM-Compost

EM-Bokashi

Tratamientos

Figura 19. Resultados de análisis químicos de la variable carbono orgánico, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002.

41

140,00 14 días

120,00

21 días

C/N

100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 Sin Aire

Con Aire

EM-Compost

EM-Bokashi

Tratamientos

Figura 20. Resultados de análisis químicos de la variable carbono:nitrógeno, de los tres tratamientos - Lab. Suelos y Aguas - EARTH. 2002. En el Cuadro 6, se pueden observar las probabilidades de la varianza existentes entre los tratamientos de EM-compost con aireación, sin aireación y el EM-bokashi, por variable. Claramente aparece una diferencia en cuanto a tratamiento en las variables analizadas, excepto en el fósforo, magnesio, materia orgánica y carbón orgánico (ver Figuras 14, 17, 18 y 19). Con respecto a las lecturas y las interacciones de las lecturas con los tratamientos no se mostró diferencia, de ninguna de las variables analizadas. Esto debido a que presentan probabilidades mayores a 0,05. Los parámetros restantes como son los grados de libertad, suma de cuadrados y cuadrado medio, que se encuentran presentes en los anexos 12 a 20, claramente son acordes a un análisis de varianza. Al analizar las fuentes de variación podemos observar que únicamente se evidenció una diferencia marcada entre los tratamientos. No así entre las lecturas o interacción entre lectura por tratamiento (p>0,05). Esto nos indica que no se puede realizar una comparación a fondo por la similitud de los mismos.

42

Al analizar los valores de varianza significativa aparece la conductividad eléctrica la cuál es evidente ya que existió gran diferencia entre las concentraciones de nutrientes entre los tratamientos de las pilas de EM-compost y el EM-bokashi (ver Figura 11). De la misma manera las concentraciones de N, K y Ca variaron entre los primeros dos tratamientos y el último (ver Figuras 13, 15 y 16). Esto se debió principalmente a que las muestras de las pilas de EM-compost contenía gran parte de aserrín, mientras que en el EM-bokashi, la materia orgánica era colocada directamente en el recipiente. Por ésta razón es verificable que tenga mayores valores nutricionales. De la misma manera el pH muestra varianza significativa entre los tratamientos de las pilas de EM-compost y el EM-bokashi debido a que se encontró en éste último mayor acidez (ver Figura 12). Esto también es justificable debido a que al existir mayor cantidad de materia orgánica en descomposición fermentativa, la producción de ácidos orgánicos por la acción de los microorganismos facultativos provenientes de éste proceso fue mayor. 5.3.

ANÁLISIS DE COSTOS

Cuadro 7. Costos de construcción de los tres tratamientos. Centro de Recuperación de Materiales. EARTH. Costos

Materiales Mano de Obra Total

EM-compost Sin Aire (T1) ¢370.783,00 ¢325.000,00 ¢695.783,00

EM-compost Con Aire (T2) Monto ¢520.783,00 ¢405.000,00 ¢925.783,00

EM-bokashi

¢60.754,00 ¢30.000,00 ¢90.754,00

Al observar el cuadro 7, se evidencia que el costo del tratamiento del EMbokashi es el más barato, seguido por la pila de EM-compost sin aireador y por último la pila de EM-compost con el aireador.

43

Cabe resaltar que aunque las estructuras de las dos pilas de EM-compost son diferentes, los costos de materiales y la mano de obra son los mismos. Esto se debe a que muchos de los costos de los materiales se compensan. La diferencia de costos está presente con la compra e instalación del aireador, lo cuál aumentó el costo original en 230.000,00 colones. (Anexo 34). Debido a que dentro de la ecoeficiencia tomamos en cuenta los costos de los tratamientos, es importante hacer notar que los costos de las pilas de EMcompost sin aireación y de EM-compost con aireación, sobrepasan el costo de construcción del tratamiento de EM-bokashi en más de seis y nueve veces respectivamente. 5.4.

PRUEBA DE GERMINACIÓN

Cuadro 8. Porcentajes de germinación de las muestras con semillas de Repollo Chino (S1), Rábano (S2) y Tomate (S3), de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost sin aire (T1) y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi (T3) en los estañones. Tratamiento

Lectura

100 % Suelo S1

S2

S3

70% S 30 % A

70% A 30 % S

S1

S2

S3

S1

S2

S3

100 % Abono S1

S2

S3

14 21 28

89% 100% 100% 100% 100% 89% 67% 100% 89%

89% 78% 100%

100% 100% 100%

100% 100% 100%

67% 78% 78%

100% 100% 100%

100% 56% 100% 67% 100% 89% 78% 67% 100% 55% 100% 33%

EM-compost Con Aire (T2)

14 21

78% 89%

89% 89% 100% 100%

67% 100%

100% 100%

100% 100%

67% 89%

100% 100%

100% 66% 22% 89% 89% 56%

33% 67%

28

67%

100% 100%

78%

100%

100%

89%

89%

78% 78% 33%

0%

EM-bokashi (T3) Sólidos

7 14

100% 100% 89% 89% 100% 100%

33% 44%

44% 33%

33% 33%

0% 0%

0% 0%

0% 0%

0% 0%

0% 0%

0% 0%

21

100% 100%

33%

33%

44%

0%

0%

0%

0%

0%

0%

EM-compost sin aire (T1)

89%

44

Cuadro 9. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las porcentajes de germinación de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost sin aire (T1) y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi (T3) en los estañones. Fuente de Variación

GL

(P)

Tratamiento

2

0,001

Sustrato

3

0,001

Semillas

2

0,108

Error

316

Total

323

Al observar la germinación obtenida en las plantas de rábano, repollo chino y tomate, de acuerdo con el porcentaje de fertilizante utilizado en los sustratos, podemos observar en el Cuadro 8, que en los fertilizantes de las pilas de EMcompost y de EM-bokashi, se mostró gran cantidad de germinación. En este cuadro también se observó que al germinar las semillas en un sustrato de 100% abono, la germinación se vio afectada, posiblemente por la producción de ácidos orgánicos. Al observar la germinación de las semillas en sustratos con fertilizante EMbokashi, nos damos cuenta que existió una gran diferencia. Esto se debe a que en los sustratos donde se utilizó 70% y 100% del fertilizante, la germinación fue nula. Asimismo al utilizar 30% del fertilizante a prueba, la germinación obtenida fue muy baja. Esto se debió posiblemente a un error en la metodología utilizada, debido a que al hacer las diferentes mezclas de abonos con tierra estéril, estas no se dejaron reposar durante unos días, lo que ocasionó la fermentación del suelo hasta afectar la germinación de las semillas. Esto se detectó al observar crecimiento de micelios fungosos en la superficie de los sustratos.

45

Al observar el Cuadro 9, podemos observar que si hubo una diferencia significativa en cuanto a la germinación de las diferentes semillas en los diferentes tratamientos así como en los diferentes sustratos. Esto se debió principalmente a la falta de reposo del sustrato elaborado una ves realizada la mezcla. 5.5.

ANÁLISIS DE ECOEFICIENCIA

Cuadro 10. Factores de ecoeficiencia en los diferentes tratamientos.

T1 T2 T3

Capacidad de Reducción

Calidad del abono

2 3 1

2 1 3

Comodidad Reacción a Costo de de germinación construcción operación del tratamiento 3 2 3 2 1 2 1 3 1

En el Cuadro 10 aparecen los resultados de los tres tratamientos evaluados con respecto a las características tomadas en consideración para el estudio. Se les asignó un valor de 1 al fertilizante que tuviera la peor característica evaluada y 3 al que tuviera la mejor característica. Al analizar el cuadro podemos observar que los tres tratamientos tuvieron buenas y malas características, por lo cuál no hay mejor tratamiento definitivo. En el caso de la capacidad de reducción, el tratamiento número dos fue el que recibió mejor puntuación, que en éste caso es el EM-compost con aireación, siendo el factor de aireación determinante para obtener éste resultado. En cuanto a calidad el mayor valor asignado fue el del EM-bokashi, debido a su concentración de macro nutrientes principalmente. En cuanto a reacción en cambio el EM-bokashi fue el que obtuvo los peores resultados mientras que el más apto para la germinación de semillas fue el EMcompost sin aireación.

46

En caso de costo, en el análisis de costos se identificó que claramente el tratamiento de los estañones fue el menos costoso. Por último en cuanto a comodidad de operación, el tratamiento 1 fue el más cómodo debido a su techo de tipo rodadizo el cuál facilitaba la labor. Sin embargo el tratamiento 3 puede tener una operación más cómoda pero esto significa un costo.

47

6.

CONCLUSIONES

Una vez analizadas las ventajas y desventajas de los diferentes tratamientos, se puede decir que la elaboración de los tres tipos de fertilizantes tienen ventajas a tomar en consideración a la hora de escoger un sistema. Asimismo es importante conocer las desventajas de cada sistema con el fin de perfeccionarlos y así poder tomar una mejor decisión por cuál método utilizar. Se evidenció que la pila del EM-compost sin aireación, presentó un tiempo cercano al óptimo de descomposición, debido a los resultados obtenidos en cuanto a neutralidad y buena germinación. En cuanto al EM-compost con aireación, el tiempo de elaboración fue menor al del EM-compost sin aireación, lo cuál se observó en los bajos valores de pH, debido al avanzado proceso de descomposición; asimismo los bajos valores de nitrógeno, el cuál se perdió por volatilización y por el consumo de éste en el proceso de descomposición microbial. Al realizar el análisis químico del Sistema de Manejo de Desechos Orgánicos Domésticos en la EARTH, se pudo determinar que no hubo diferencia significativa entre los contenidos nutricionales de los dos primeros tratamientos efectuados en las pilas ubicadas en el Centro de Recuperación de Materiales de la EARTH. Por otro lado, el EM-bokashi obtuvo los mayores valores nutricionales, debido a la alta concentración de material en descomposición. En ésta característica hay que tomar en cuenta la subutilización del EM-compost y especialmente el EM-compost con aireación, lo cuál pudo haber incidido en mejores resultados de calidad del abono en estos. Cabe resaltar que ésta subutilización del tratamiento fue un resultado analizado durante el proyecto. Una vez comparados los costos de construcción de los diferentes tratamientos, se nota claramente que el método más barato es el de la producción de EM-bokashi en los estañones. Ésta característica se debe tomar en cuenta a la hora de escoger alguno de los tratamientos evaluados. También se debe de tomar

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en cuenta que la producción del EM-compost tiene el costo variable de la compra del aserrín y en el caso del EM-compost con aireador tiene el costo de la electricidad. Al analizar la ecoeficiencia de los diferentes tratamientos, tomando en cuenta los parámetros evaluados, se concluye que el método más ecoeficiente fue el EM-compost con aireación debido principalmente a su eficiencia en la reducción del volumen del material. Además al aplicar éste sistema en la estructura de la pila del EM-compost sin aireación se puede obtener, por la estructura de su techo rodadizo, el mejor confort del operante, lo cuál es una característica tomada en cuenta dentro de la ecoeficiencia. Aunque el tratamiento obtuvo los mayores costos de construcción, sus beneficios fueron superiores. Es necesario aclarar, que se está tomando en consideración, la posibilidad de obtener mejores resultados en cuanto a calidad, aplicándole mayor cantidad de desechos

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7. •

RECOMENDACIONES

Se recomienda utilizar el método de la pila de EM-compost con aireador por ser el más ecoeficiente, sin embargo sugerimos realizar otro estudio para determinar el tiempo optimo para la producción del abono, así como el tiempo óptimo de elaboración de los otros tratamientos estudiados. También es necesario obtener el costo de producción de los tratamientos de EM-compost, debido a sus costos en cuanto a aserrín y electricidad del aireador. Con esto será posible determinar si es rentable su producción, ya que es tomado en cuenta dentro de la ecoeficiencia del sistema.

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Se debe evaluar el uso del aireador a diferentes períodos de tiempo con el fin de determinar el tiempo adecuado que debe estar encendido. De ésta forma se podrá determinar la velocidad de descomposición de la materia orgánica con respecto al tiempo de aireación de la pila de EM-compost.

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Es necesario evaluar el tiempo de degradación de cada sistema, debido a que no se logró determinar el tiempo óptimo de elaboración del abono orgánico en los diferentes tratamientos. Esto se debe hacer tomando en cuenta el peso inicial y el peso final del material. Al obtener éste resultado se podrán tener mejores herramientas para verificar la ecoeficiencia del EM-compost.

•

Es recomendable utilizar el techo de estilo rodadizo para mayor comodidad del operante, esto tomando en cuenta que los costos de construcción de las pilas de EM-compost, sin incluir la instalación del aireador en una de éstas, fueron los mismos teniendo diferente techo.

•

Se debe considerar el monitoreo de otros parámetros como temperatura y eliminación de CO2, dentro de las pilas para poder asegurar la alta calidad del abono, y evitando así las pérdidas de nutrientes por volatilización.

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•

Se debe considerar como opción, el uso del EM-bokashi como alimento para el ganado, debido a su alto contenido de proteínas, puesto a que es un tipo ensilaje que se produce a partir de desechos orgánicos. Las proteínas se producen durante la fermentación de este tipo de desechos, dando así buenas características nutritivas para los animales. Esto incidiría en una mejor evaluación del sistema, a tomar en consideración a la hora de escoger algún método.

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Se debe tomar en cuenta para un próximo experimento sobre germinación, el tiempo que debe estar en reposo la mezcla antes de la siembra de las semillas para evitar la fermentación del suelo. Lo cuál daría mejor resultado de germinación principalmente al tratamiento de EM-bokashi.

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Es recomendable, en el caso de usar los lixiviados del EM-bokashi como abono foliar, diluír el líquido en agua, entre el 0,3% al 1%.

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Se deben buscar opciones para neutralizar el pH del EM-bokashi y sus lixiviados, así como opciones para mejorar las diferentes características de los otros abonos.

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Es indispensable mejorar el estudio de calidad de abono, estudiando los diferentes abonos en campo, y de ésta forma notar más fácilmente sus características de acuerdo al uso.

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Se recomienda realizar un estudio de las características organolépticas de los abonos con el fin de tener mayor cantidad de características a tomar en consideración durante la evaluación.

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8.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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9. ANEXOS

Anexo 1. Incineración con lecturas en absorción atómica De acuerdo con las Metodologías de Análisis del Laboratorio de Suelos y Aguas de la EARTH (2002) Preparación de las muestras La muestra de bokashi se secó en un horno a una temperatura de 50° C por 48 a 72 horas. Posteriormente, las muestras se molieron en un molino Wiley de acero inoxidable utilizando un tamiz de 20 – 40 mesh. Digestión Se pesó aproximadamente un gramo de bokashi de cada muestra molida y se hizo la digestión seca o incineración. Cada muestra de un gramo se colocó en crisoles de porcelana (Gooch) y luego en una mufla a 470 – 500° C por seis horas. Luego, se enfriaron las muestras y se humedecieron con agua destilada. Se les agregó dos mililitros de HCl concentrado y se evaporó muy lentamente a sequedad en una plancha caliente. Posteriormente, se agregó 25.0 ml de una solución 1N de HCl y se filtraron las soluciones (filtrado original). Finalmente, se tomó una alícuota de un mililitro del filtrado original y se le agregó 24.0 ml de agua destilada (Dilución 1). Determinación de P Se tomaron dos mililitros de la Dilución 1 y se agregaron ocho mililitros de una solución diluida de Cloruro Estañoso y 10.0 ml de una solución diluida de Molibdato de Amonio. Se dejó en reposo durante 20 minutos para el desarrollo del color y luego se obtuvo el porcentaje de Transmitancia o Absorbancia en espectrofotómetro (colorímetro) a 660 ú 880 mm. Se realizó una curva patrón bajo las mismas condiciones, utilizando concentraciones de 0, 2, 4, 6, 8 y 10 ppm de P.

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Determinación de Ca Se tomó una alícuota de dos mililitros de la Dilución 1 y se agregó ocho mililitros de agua destilada y 10.0 ml de una solución de Lantano al 0.5%, luego se analizaron utilizando el espectrofotómetro de absorción atómica. Determinación de Mg y K Se tomó un mililitro de la Dilución 1 y se agregó 15 ml de agua destilada y nueve mililitros de Lantano al 0.5%, luego se analizaron las muestras utilizando el espectrofotómetro de absorción atómica.

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Anexo 2. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable Conductividad Eléctrica de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,050 0,050 1,923 0,235 Error (a) 4 0,105 0,026 Lectura 2 0,071 0,036 1,200 0,357 Lectura*Tratamiento 2 0,040 0,020 0,667 0,545 Error (b) 8 0,243 0,030 Total 17 0,508 CV: 17,61% Anexo 3. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH en Agua de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,068 0,068 13,600 0,095 Error (a) 4 0,021 0,005 Lectura 2 0,061 0,030 1,579 0,262 Lectura*Tratamiento 2 0,029 0,014 0,737 0,500 Error (b) 8 0,153 0,019 Total 17 0,333 CV: 2,24% Anexo 4. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable nitrógeno de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,005 0,005 0,217 0,587 Error (a) 4 0,094 0,023 Lectura 2 0,008 0,004 0,235 0,797 Lectura*Tratamiento 2 0,003 0,001 0,059 0,924 Error (b) 8 0,133 0,017 Total 17 0,244 CV: 38,09%

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Anexo 5. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable fósforo de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,001 0,001 0,500 0,367 Error (a) 4 0,008 0,002 Lectura 2 0,000 0,000 0,000 0,863 Lectura*Tratamiento 2 0,002 0,001 1,000 0,439 Error (b) 8 0,011 0,001 Total 17 0,023 CV: 22,13% Anexo 6. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable potasio de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Calculado Cuadrados Medio Tratamientos 1 0,014 0,014 0,933 0,181 Error (a) 4 0,060 0,015 Lectura 2 0,015 0,007 1,000 0,384 Lectura*Tratamiento 2 0,007 0,003 0,429 0,616 Error (b) 8 0,054 0,007 Total 17 0,149 CV: 29,46% Anexo 7. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable calcio de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,010 0,010 0,200 0,304 Error (a) 4 0,200 0,050 Lectura 2 0,029 0,015 1,667 0,238 Lectura*Tratamiento 2 0,030 0,015 1,667 0,236 Error (b) 8 0,068 0,009 Total 17 0,338 CV: 28,80%

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Anexo 8. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable magnesio de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,002 0,002 1,000 0,262 Error (a) 4 0,008 0,002 Lectura 2 0,000 0,000 0,000 0,916 Lectura*Tratamiento 2 0,000 0,000 0,000 0,971 Error (b) 8 0,013 0,002 Total 17 0,025 CV: 31,16% Anexo 9. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable materia orgánica de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,642 0,642 1,138 0,435 Error (a) 4 2,258 0,564 Lectura 2 0,563 0,282 0,297 0,751 Lectura*Tratamiento 2 0,541 0,271 0,286 0,759 Error (b) 8 7,596 0,949 Total 17 11,600 CV: 1,01% Anexo 10. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono orgánico de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,142 0,142 1,183 0,468 Error (a) 4 0,482 0,120 Lectura 2 0,488 0,244 0,992 0,411 Lectura*Tratamiento 2 0,681 0,341 1,386 0,304 Error (b) 8 1,964 0,246 Total 17 3,758 CV: 0,88%

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Anexo 11. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable humedad de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 55,827 55,827 2,425 0,226 Error (a) 4 92,069 23,017 Lectura 2 29,921 14,961 0,460 0,647 Lectura*Tratamiento 2 42,241 21,121 0,650 0,548 Error (b) 8 259,958 32,495 Total 17 480,016 CV: 18,31% Anexo 12. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono:nitrógeno de los tratamientos efectuados en las pilas de EM-compost con aire (T1) y EM-compost sin aire (T2) – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 39,783 39,783 0,006 0,903 Error (a) 4 25843,633 6460,908 Lectura 2 406,306 203,153 0,080 0,922 Lectura*Tratamiento 2 1591,608 795,804 0,320 0,736 Error (b) 8 19957,898 2494,737 Total 17 47839,230 CV: 21,51% Anexo 13. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable conductividad eléctrica del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,378 0,378 14,538 0,009 Error (a) 4 0,105 0,026 Lectura 1 0,001 0,001 0,060 0,817 Lectura*Tratamiento 1 0,009 0,009 0,550 0,501 Error (b) 4 0,067 0,017 Total 11 0,560 CV: 2,12%

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Anexo 14. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH en Agua del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 1,367 1,367 18,227 0,016 Error (a) 4 0,298 0,075 Lectura 1 0,072 0,072 0,860 0,407 Lectura*Tratamiento 1 0,033 0,033 0,390 0,565 Error (b) 4 0,337 0,084 Total 11 2,107 CV: 6,46% Anexo 15. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable nitrógeno del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Calculado Cuadrados Medio Tratamientos 1 1,477 1,477 10,550 0,052 Error (a) 4 0,558 0,140 Lectura 1 0,001 0,001 0,010 0,937 Lectura*Tratamiento 1 0,052 0,052 0,026 0,635 Error (b) 4 0,792 0,198 Total 11 2,880 CV: 19,79%

Anexo 16. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable fósforo del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 0,137 0,137 34,250 0,001 Error (a) 4 0,016 0,004 Lectura 1 0,001 0,001 0,630 0,473 Lectura*Tratamiento 1 0,001 0,001 0,940 0,388 Error (b) 4 0,006 0,001 Total 11 0,161 CV: 28,15%

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Anexo 17. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable potasio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 4490795,575 4490795,575 22305,202 0,001 Error (a) 4 805,337 201,334 Lectura 1 428,288 428,288 3,530 0,133 Lectura*Tratamiento 1 411,958 411,958 3,390 0,139 Error (b) 4 485,377 121,344 Total 11 4492926,535 CV: 1,80% Anexo 18. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable calcio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 13351510,730 13351510,730 156,601 0,001 Error (a) 4 341033,430 85258,357 Lectura 1 146542,89 146542,89 3,500 0,135 Lectura*Tratamiento 1 143863,29 143863,29 3,440 0,137 Error (b) 4 167514,43 41878,61 Total 11 14150464,770 CV: 19,33% Anexo 19. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable magnesio del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 136175,168 136175,168 1381,325 0,001 Error (a) 4 394,333 98,583 Lectura 1 0,740 0,740 0,100 0,772 Lectura*Tratamiento 1 0,760 0,760 0,100 0,770 Error (b) 4 31,001 7,750 Total 11 136602,003 CV: 2,61%

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Anexo 20. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable materia orgánica del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 1624,246 1624,246 67,243 0,003 Error (a) 4 96,620 24,155 Lectura 1 54,912 54,912 1,290 0,319 Lectura*Tratamiento 1 8,450 8,450 0,200 0,679 Error (b) 4 150,088 42,522 Total 11 1954,317 CV: 8,59% Anexo 21. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono orgánico del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 546,480 546,480 67,243 0,003 Error (a) 4 32,510 8,127 Lectura 1 18,451 18,451 1,290 0,319 Lectura*Tratamiento 1 2,842 2,842 0,200 0,679 Error (b) 4 57,178 14,294 Total 11 657,461 CV: 8,59% Anexo 22. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono:nitrógeno del tratamiento EM-bokashi (T3) efectuado en los estañones – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 1 503,626 503,626 30,432 0,010 Error (a) 4 66,197 16,549 Lectura 1 5,686 5,686 0,240 0,649 Lectura*Tratamiento 1 0,270 0,270 0,010 0,920 Error (b) 4 94,182 23,546 Total 11 669,960 CV: 23,00%

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Anexo 23. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable conductividad eléctrica de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 70,208 35,104 21,616 0,001 Error (a) 5 8,119 1,624 Lectura 1 0,040 0,040 3,320 0,128 Lectura*Tratamiento 2 0,029 0,015 1,220 0,370 Error (b) 5 0,060 0,012 Total 15 70,38 CV: 4,96% Anexo 24. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable pH de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 6,073 3,036 19,094 0,001 Error (a) 5 0,793 0,159 Lectura 1 0,017 0,018 0,220 0,662 Lectura*Tratamiento 2 0,003 0,002 0,020 0,980 Error (b) 5 0,407 0,081 Total 15 6,641 CV: 4,90% Anexo 25. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable nitrógeno de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 5,722 2,861 29,802 0,001 Error (a) 5 0,481 0,096 Lectura 1 0,005 0,005 0,190 0,685 Lectura*Tratamiento 2 0,041 0,021 0,840 0,485 Error (b) 5 0,123 0,025 Total 15 6,026 CV: 21,61%

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Anexo 26. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable fósforo de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 0,007 0,004 2,000 0,262 Error (a) 5 0,009 0,002 Lectura 1 0,003 0,003 1,490 0,277 Lectura*Tratamiento 2 0,005 0,003 1,330 0,343 Error (b) 5 0,010 0,002 Total 15 0,035 CV: 24,04% Anexo 27. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable potasio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 3,484 1,742 20,738 0,001 Error (a) 5 0,422 0,084 Lectura 1 0,003 0,003 0,420 0,546 Lectura*Tratamiento 2 0,002 0,001 0,160 0,859 Error (b) 5 0,039 0,008 Total 15 3,683 CV: 16,40% Anexo 28. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable calcio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 35,145 17,572 22,703 0,037 Error (a) 5 3,869 0,774 Lectura 1 0,001 0,001 0,000 0,987 Lectura*Tratamiento 2 0,232 0,116 0,050 0,956 Error (b) 5 12,886 2,577 Total 15 50,052 CV: 133,71%

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Anexo 29. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable magnesio de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 0,003 0,002 2,000 0,199 Error (a) 5 0,003 0,001 Lectura 1 0,004 0,004 6,090 0,057 Lectura*Tratamiento 2 0,004 0,002 2,890 0,147 Error (b) 5 0,003 0,001 Total 15 0,018 CV: 20,45% Anexo 30. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable materia orgánica de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 265,199 132,599 20,855 0,073 Error (a) 5 31,789 6,358 Lectura 1 0,053 0,053 0,000 0,967 Lectura*Tratamiento 2 1,204 0,602 0,020 0,979 Error (b) 5 144,090 28,818 Total 15 428,945 CV: 5,69% Anexo 31. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono orgánico de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 93,035 46,518 19,002 0,067 Error (a) 5 12,238 2,448 Lectura 1 0,000 0,000 0,000 0,997 Lectura*Tratamiento 2 0,115 0,058 0,010 0,994 Error (b) 5 47,630 9,526 Total 15 147,848 CV: 5,63%

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Anexo 32. Análisis de Varianza Completamente al Azar de la variable carbono:nitrógeno de los tres tratamientos – Lab. Suelos y Aguas. 2002. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 52826,617 26413,309 53,009 0,017 Error (a) 5 2491,419 498,284 Lectura 1 3571,438 3571,438 0,680 0,546 Lectura*Tratamiento 2 0,000 0,000 0,000 1,000 Error (b) 5 13048,157 2609,631 Total 15 68724,673 CV: 40,35% Anexo 33. Análisis de Varianza Completamente al Azar de las porcentajes de germinación de los tratamientos efectuados en las pilas de EMcompost sin aire (T1) y EM-compost con aire (T2) y de EM-bokashi (T3) en los estañones. Fuente de Variación GL Suma de Cuadrado F (P) Cuadrados Medio Calculado Tratamientos 2 19,022 9,511 127,410 0,001 Sustratos 3 12,254 4,085 54,720 0,001 Semillas 2 0,334 0,167 2,240 0,108 Error 316 23,58 0,075 Total 323 55,199 CV: 40,61% Anexo 34. Costos de construcción de pila para EM-compost con aireación. Detalle Materiales Mano de Obra Aireador (Caracol) Instalación del Caracol Total

Monto ¢ 370.783,00 ¢ 325.000,00 ¢ 150.000,00 ¢ 80.000,00 ¢ 925.783,00

Anexo 35. Costos de estañones y adecuaciones para EM-bokashi. Detalle Monto 6 Estañones ¢ 36.000,00 Materiales adecuaciones ¢ 24.754,00 Mano de Obra adecuaciones ¢ 30.000,00 Total ¢ 90.754,00

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