UNIVERSIDAD EARTH

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE EM-COMPOST UTILIZANDO AIREACIÓN FORZADA Y RESIDUOS DE BANANO

KARLA GABRIELA REÁTEGUI ENCARNACIÓN HUBERTO ZENTENO PEDRERO

Trabajo de graduación presentado como requisito parcial para optar al título de INGENIERO AGRÓNOMO Con el grado de LICENCIATURA

Guácimo, Costa Rica Diciembre, 2005

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

Profesor Asesor Carlos Hernández, Ph.D.

Profesor Asesor Luís Quirós Sandi, Ing.

Decano Marlon Brevé, Ph.D.

Candidato Huberto Zenteno Pedrero.

Candidato Karla Gabriela Reátegui Encarnación.

Diciembre, 2005

iii

DEDICATORIA

Este proyecto de investigación es el último de los escalones de mi carrera universitaria y por tal razón se lo dedico a mis queridos padres; Enma Encarnación y Mario Reátegui que con amor y ejemplo han guiado mis pasos. A mis queridos hermanos que han sido siempre mi apoyo incondicional; Olger Armando (en el cielo), Luis Gustavo y Andrea Viviana. A mis apreciados sobrinos Yacner Rodrigo y Gustavo Nicolás que son una nueva luz de esperanza para la familia. Karla Reátegui Encarnación Este proyecto que simboliza la finiquitación de un esfuerzo se lo dedico a mi madre Grisel Pedrero ya que con su cariño me ha impulsado hasta este punto, a mi padre Arquímedes Sánchez que con su ejemplo como guía he logrado llegar a ser; lo que soy, a mis hermanos Rebeca, Eduardo y Arquímedes ya que el amor que siento por ellos ha sido el combustible inagotable para realizar mi esfuerzo. Huberto Zenteno Pedrero

v

AGRADECIMIENTO

Agradezco a mis padres y hermanos que siempre me han impulsado a seguir adelante brindándome su ejemplo y cariño. Al profesor Jorge Arce por su ayuda y guía incondicional en estos cuatro años en EARTH. A mis profesores asesores Carlos Hernández y Luís Quirós que con paciencia pulieron nuestro trabajo. Al profesor Víctor Quiroga por su aporte y asistencia en la investigación. A Huberto Zenteno por ser un amigo y compañero incondicional. A todas mis amigas y amigos con los que he compartido estos cuatro años en EARTH, por sus consejos acertados, por la guía, la comprensión y por su cariño. Karla Reátegui Encarnación Quiero agradecer a todas las personas que a través de su esfuerzo, paciencia cooperación y colaboración me han acompañado en lo largo de mi vida y la Universidad para lograr una meta más en mi vida. Este agradecimiento se hace extenso a todos mis familiares y amigos que han contribuido en ayudarme a ser una mejor persona, especialmente a mis padres y a mis hermanos que han sido punto de partida, apoyo y meta a la vez en mi existencia. Agradecer a mi compañera y amiga Karla Reátegui ya que hemos trabajado juntos, a nuestros asesores Carlos Hernández y Luís Quirós y al comité de apoyo que con sus valiosas contribuciones hicieron de este un mejor proyecto. Es imposible dejar por fuera a todos mis compañeros de la universidad estudiantes, profesores y funcionarios que día a día han compartido conmigo, especialmente a la colonia colombiana donde he encontrado los mejores amigos. Huberto Zenteno Pedrero

vii

RESUMEN

La Empresa Agro-comercial de la Universidad EARTH, buscando una producción sostenible de banano, ha investigado alternativas para el manejo de los residuos degradables generados en el proceso de producción y empacado de banano. Valle (2004) realizó una investigación y determino que el sistema de producción de EMcompost con aire forzado es viable. Tomando como base estos resultados nace esta investigación para optimizar el sistema de producción; con los tiempos de aireación e inoculación adecuada, efecto de los agregados y cuantificar su rentabilidad. Se trabajo con cuatro tratamientos a diferentes tiempos de aireación en dos fases

investigativas

con

diferentes

agregados;

aserrín

y

chips

de

madera

respectivamente. Finalmente se determino que el sistema producción de EM-compost con aire forzado es técnicamente viable y económicamente rentable para la Empresa Agro-comercial. El tratamiento que presentó los mejores resultados fue el que contenía chips de madera como agregado con aireación cada 6 días e inoculación de EM dirigida. La calidad del producto se determino en base a las características físicas, químicas y biológicas. La comparación cuantitativa de los resultados entre tratamientos se hizo estadísticamente con la metodología de Fisher y Duncan. Palabras claves: EM-Compost con aire inyectado, rentabilidad, inoculación dirigida, agregados; aserrín y chips de madera. Reátegui E, KG; Zenteno P, H. 2005. Evaluación del sistema de EM-compost a partir de los residuos de banano con aire forzado. Trabajo de Graduación Lic. Ing. Agr. Guácimo, CR, Universidad EARTH. 61 p.

ix

ABSTRACT

In EARTH Agro-commercial Enterprise’s, sustainable banana production, recycling of the harvest and banana parking residues is very important in order to close de nutrient cycle. Based on this, several investigations have been carried out in the area of organic fertilizer production as a way of optimizing resources. In 2004, Valle carried out an investigation and determined that the EM-compost with forced aeration is viable. Using Valle’s results as a base line, this investigation was directed towards the optimization of the production system testing ventilation time and suitable inoculation method, effect of aggregates and quantification of economic benefit. Four treatments with different ventilation times were tested in two experimental phases using different aggregates: sawdust and wood chips respectively. Finally it was determined that the EM-compost production system with forced air is technically viable and economically profitable for the Agro-commercial Enterprise. The treatment that presented the best results contained wood chips as aggregate with injected EM inoculation and ventilation every 6 days. The quality of the final product was determined based on its physical, chemical and biological characteristics. The quantitative comparison of the results between treatments was statistically analyzed using the Fisher and Duncan method.

Keywords: EM-Compost with injected air, yield, inject inoculation, aggregates; sawdust and wood chips. Reátegui E, KG; Zenteno P, H. 2005. Evaluación del sistema de EM-compost a partir de los residuos de banano con aire forzado. Trabajo de Graduación Lic. Ing. Agr. Guácimo, CR, Universidad EARTH. 61 p.

x

TABLA DE CONTENIDO DEDICATORIA ....................................................................................................... V AGRADECIMIENTO ............................................................................................. VII RESUMEN ............................................................................................................. IX ABSTRACT............................................................................................................. X LISTA DE CUADROS .......................................................................................... XIII LISTA DE FIGURAS............................................................................................ XIV LISTA DE ANEXOS.............................................................................................. XV 1

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

2

OBJETIVOS ......................................................................................................3 2.1 OBJETIVO GENERAL...............................................................................3 2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO ..........................................................................3 2.3 HIPÓTESIS ...............................................................................................3

3

REVISIÓN DE LITERATURA............................................................................4 3.1 ANTECEDENTES DE LA PRODUCCIÓN DE EM-COMPOST .................4 3.2 DIFERENCIA ENTRE BOKASHI Y EL EM-COMPOST.............................4 3.3 PRODUCCIÓN DE ABONO ORGÁNICO: FACTORES QUE INFLUYEN EL PROCESO. ..........................................................................................5 3.4 MATERIALES Y AGREGADOS DEL EM-COMPOST ...............................7 3.4.1 Materiales Orgánicos Degradables..............................................7 3.4.2 Microorganismos Eficientes (EM). ...............................................8 3.4.3 Aserrín. ........................................................................................8 3.4.4 Chips de Madera..........................................................................8

4

MATERIALES Y MÉTODOS.............................................................................9 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

LOCALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO .....................................................9 MATERIALES............................................................................................9 INSTRUMENTACIÓN................................................................................9 INSTALACIONES ......................................................................................9 DISEÑO EXPERIMENTAL ...................................................................... 10 4.5.1 Descripción de las fases experimentales................................... 11 4.5.1.1 Primera fase de experimentación. ............................... 11 4.5.1.2 Segunda fase de experimentación. ............................. 13 4.5.1.3 Tercera fase de experimentación. ............................... 14 4.5.1.4 Descripción del análisis estadístico para un diseño completamente al azar. ............................................... 15 4.5.1.5 Descripción del procedimiento de muestreo y análisis de las variables dependientes de la primera y segunda fase de experimentación. ............................................ 17

xi

5

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................... 19 5.1 VALIDACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN DE VALLE (2004)..................... 19 5.2 DETERMINACIÓN DE TIEMPOS DE AIREACIÓN MÁS EFICIENTES.. 19 5.2.1 Características Físicas .............................................................. 19 5.2.1.1 Análisis de Humedad .................................................. 19 5.2.2 Características Químicas. ......................................................... 21 5.2.2.1 Análisis de la relación C:N .......................................... 21 5.2.2.2 Análisis de los macroelementos.................................. 22 5.2.2.3 Análisis de los microelementos................................... 25 5.2.3 Características Biológicas ......................................................... 26 5.2.3.1 Análisis de temperatura .............................................. 26 5.2.3.2 Análisis de pH ............................................................. 29 5.3 DETERMINACIÓN DE INOCULACIÓN CON EM MÁS EFICIENTES EN LAS CAMAS DE COMPOSTAJE ...................................................... 30 5.4 DETERMINACIÓN DEL EFECTO EN LA CALIDAD DEL EM-COMPOST AL AGREGAR CHIPS DE MADERA....................................................... 30 5.5 IDENTIFICIÓN DE LOS DOS PROCEDIMIENTOS (CON CHIPS DE MADERA O SIN CHIPS DE MADERA) TIENE MEJORES RESULTADOS........................................................................................ 31 5.6 COMPARACIÓN DE LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN DE LOS DOS SISTEMAS: CONVENCIONAL Y CON AIRE FORZADO ....................... 32

6

CONCLUSIONES ........................................................................................... 34

7

RECOMENDACIONES................................................................................... 35

8

BIBLIOGRAFÍA CITADA................................................................................ 36

9

ANEXOS......................................................................................................... 39

xii

LISTA DE CUADROS Cuadro 1. Matriz del diseño experimental. ............................................................11 Cuadro 2. Partición de los grados de libertad en dos componentes en la fase 1. ................................................................................................15 Cuadro 3. Partición de los grados de libertad en dos componentes en la fase 2. ................................................................................................16 Cuadro 4. Partición de los grados de libertad en dos componentes entre fases. ............................................................................................17 Cuadro 5. Matriz comparativa para determinar el mejor procedimiento de EM-compost. ..........................................................................................32 Cuadro 6. Comparación de los costos de producción de EM-compost convencional y EM-compost con aire forzado (fase 1 y fase 2). ............33

xiii

LISTA DE FIGURAS Figura 1. Tubo de pvc de 4” de diámetro perforado.............................................. 10 Figura 2. Bomba de inyección de aire. ................................................................. 10 Figura 3. Aspersor modificado (agujereado) de bomba mecánica para inoculación inyectada y regadera para inoculación superficial de EM... 13 Figura 4. Resultados de la media de humedad inicial y final en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. .............................. 20 Figura 5. Resultados de la relación C:N finales en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. .............................. 22 Figura 6. Resultados de la media de los macro nutrimentos en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. .............................. 23 Figura 7. Resultados de la media de los micro nutrimentos en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. .............................. 25 Figura 8. Resultados de los promedios diarios de temperatura en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. ............... 27 Figura 9. Resultados de la media inicial y final de pH en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. .............................. 29

xiv

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1. Datos de los desechos de banano de la Finca Agrocomercial 2005. .....41 Anexo 2. Medidas de las camas de EM-compost para la primera y segunda fase de experimentación. .........................................................................42 Anexo 3. Diagrama de las parcelas de muestreo en las camas de EM-compost para la primera y segunda fase de experimentación. ..............................42 Anexo 4. Análisis estadístico de la fase 1. ...........................................................44 Anexo 5. Análisis estadístico de la fase 2 ............................................................46 Anexo 6. Análisis estadístico fase 1 vrs fase 2.....................................................48 Anexo 7. Variación en las condiciones de aireación en una cama de compostaje.............................................................................................56 Anexo 8. Análisis químico completo del EM-compost en las dos fases experimentales y sus agregados. ............................................................57

xv

1 INTRODUCCIÓN La Empresa Agro-comercial de la Universidad EARTH, buscando una producción sostenible de banano, ha investigado alternativas para el manejo de los residuos degradables generados en el proceso de producción y empacado de banano. Partiendo del banano de rechazo, pinzote triturado, aserrín, y microorganismos eficientes (EM) como inoculante microbiano se produce EM-bokashi. Actualmente se está produciendo esta enmienda de suelos con un método semiartesanal donde es necesario los volteos manuales. Este proceso resulta en una alta demanda de mano de obra, espacio, tiempo, pérdida de lixiviados y de nutrientes susceptibles a las altas temperaturas. Para efectos de una comunicación clara y científicamente correcta, en el presente proyecto de graduación se utilizara el término de EM-compost que se refiere al mismo producto que Valle (2004) denomino en su investigación como bokashi. El cambio en el uso del término se debe a que la palabra Bokashi en idioma japonés significa “materia orgánica fermentada” y en nuestra investigación, el producto que obtenemos no es fermentado, se obtiene mediante un proceso aeróbico. El EM-compost es un abono orgánico y de acuerdo con Cruz (1986), los abonos orgánicos son considerados como mejoradores del suelo con ciertas ventajas. Una de ellas es la reincorporación hasta del 80% de los desechos sólidos al proceso productivo y ciclo biológico, previa transformación, en un tiempo relativamente corto. El manejo de los residuos de banano en la Empresa Agro-comercial contribuye a la recuperación de los nutrimentos y al cierre del ciclo productivo. Ya que con la adición de EM-compost a las plantaciones de banano, se está reincorporando parte de los nutrimentos extraídos en la cosecha. Además, EM-Compost coadyuva con los fertilizantes en la nutrición vegetal incrementando la producción agrícola y alimenticia (Cruz, 1986). La presente investigación pretende aportar una alternativa de solución al problema tomando como línea base los resultados generados en el proyecto de graduación de Valle (2004), donde se compararon dos sistemas de producción de EM-compost: el sistema de producción por aire inyectado y el sistema de producción convencional. El sistema de producción por aire inyectado presentó mejores resultados en cuanto a tiempo, calidad y costos de producción. Sin embargo, este estudio no logró determinar 1

con precisión los períodos de aplicación de aire más eficientes debido a que el número de repeticiones no fueron suficientes para determinar diferencias significativas a través de un análisis estadístico entre los tratamientos. Además, con está investigación quedo la expectativa de mejorar la calidad del producto. Por tal razón, este proyecto esta orientado a continuar con la investigación de Valle para definir una metodología de producción de EM-compost con aire inyectado que presente una mejor calidad, eficiencia y rentabilidad para este proceso. La evaluación de campo de EM-compost con aire inyectado se realizó en dos etapas: La primera etapa estuvo compuesta por tres tratamientos similares a los efectuados en la investigación de Valle, donde se pretendió determinar el periodo de tiempo más eficiente para la inyección de aire y comparar los resultados por medio de un análisis estadístico. Además hay un cuarto tratamiento donde se compara los efectos de dos métodos de inoculación durante el proceso: una es EM inyectado y la otra es aplicación con una regadera en la superficie de la cama del EM-compost. En la segunda etapa se busca determinar la eficiencia de los chips de madera de 1 pulgada máxima, para mejorar la calidad del producto, ya que se presume que este agregado mejora la textura y por ende, ayuda a la aireación durante el proceso, mejorando las características del EM-compost. El periodo de investigación se planificó para ocho meses de duración, iniciando en el mes de Febrero y finalizando en mes de Octubre del presente año. La investigación tiene dos partes: la investigación de campo (elaboración, monitoreo y muestreo del EMcompost) y el análisis y discusión de los resultados encontrados apoyándose en la revisión de literatura sobre el tema. Finalmente la investigación fue documentada en este informe e incluye siete capítulos; introducción, objetivos, revisión de literatura, materiales-metodología,

resultados–discusión,

conclusiones

y

recomendaciones.

Adicionalmente, se incluye referencias bibliográficas y anexos. Este proyecto de graduación fue financiado por la Empresa Agro-comercial y el Comité de Investigación de la Universidad EARTH.

2

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL Evaluar el sistema de producción de EM-compost utilizando aireación forzada y residuos de banano.

2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO •

Validar la investigación de Valle (2004).

•

Precisar el lapso de aireación más eficiente.

•

Determinar el método más eficiente de inoculación con EM en las camas de compostaje.

•

Establecer el efecto en la calidad del EM-compost al agregar chips de madera.

•

Identificar cual de los dos procedimientos (con chips de madera o sin chips de madera) tiene mejores resultados.

• Comparar los costos históricos de la Empresa Agro-comercial en la producción

de EM-compost con el sistema convencional y los costos proyectados para el procedimiento con y sin chips de madera.

2.3 HIPÓTESIS

El sistema de producción de EM-compost con aire forzado optimizado es más eficiente y económico que el sistema de producción actual utilizado en la Empresa Agro-comercial. La adición de chips de madera mejora el proceso de aireación de la cama y por ende, la calidad del EM-compost.

3

3

REVISIÓN DE LITERATURA

3.1 ANTECEDENTES DE LA PRODUCCIÓN DE EM-COMPOST Tradicionalmente, el bokashi ha sido elaborado con materia orgánica como afrecho de arroz junto con la adición de suelo de bosques o montañas como inoculante microbiano rico y diverso en organismos benéficos. A diferencia de éste, el EM-bokashi es una materia orgánica fermentada usando EM activado como inoculante microbiano en vez de suelo de montaña (Fundación Mokita Okada MOA, 1998). Mientras el EMcompost es un abono orgánico que se produce a partir del banano de rechazo y pinzote triturado, aserrín y EM bajo un procedimiento aeróbico convencional de 28 días que incluye volteos manuales periódicos. La Empresa Agro-comercial ha venido trabajando en la investigación de nuevas metodologías para mejorar la producción del EM-compost en calidad y rentabilidad. Entre las investigaciones realizadas en esta área se cuenta con la información de la producción de EM-compost con aire forzado de Valle (2004) donde él concluyó que el aplicar aire forzado en las camas se acelera el proceso. El proceso convencional requiere 28 días de maduración y con la introducción de aireación forzada a los 21 días el abono estaba listo. Sin embargo esta investigación, por falta de repeticiones, carece de validez estadística. Uno de los objetivos de la presente investigación es validar estadísticamente la investigación acerca de la producción de EM-compost con aire forzado. 3.2 DIFERENCIA ENTRE BOKASHI Y EL EM-COMPOST El abono orgánico de acuerdo con CENAP (1992) es el producto de la mineralización de la materia cruda. En la producción de abonos orgánicos a base de desechos agrícolas se encuentran diferentes formas de preparación entre ellas están el bokashi y el EM-compost. El bokashi es el producto de una fermentación. En la producción de bokashi según APNAN (1999) la mezcla se aísla de tal forma que no tenga contacto con el aire ni penetración directa de luz, de esta manera el proceso de fermentación es alcanzado en mayor tiempo y conserva mejor la energía. Mientras que el compost de acuerdo con Cruz (1986) es un proceso aeróbico donde la masa se

4

voltea y según el CENAP (1992) se requiriere de materiales secos ricos en carbono, materiales frescos ricos en nitrógeno, aire, humedad y temperatura. El EM es un inoculante microbiano que se utiliza para inocular el desecho de banano y agregados para la producción de compost y bokashi. Por tal razón, al producto inoculado con EM se llama; EM-bokashi y EM-compost. En la producción de bokashi la ventaja es que se mantiene la energía de la materia orgánica. De acuerdo a Shintani y Tabora. (2000), el inconveniente de producir bokashi es que las materias primas deben ser de alta calidad. Además se debe mantener condiciones anaeróbicas. La ventaja de la producción del EM-compost es que se puede producir a gran escala. Una de las grandes desventajas de este proceso es que si no se controla la temperatura y la emisión de lixiviados durante el proceso se puede perder la energía (nutrición) de la materia orgánica. 3.3 PRODUCCIÓN DE ABONO ORGÁNICO: FACTORES QUE INFLUYEN EL PROCESO. El abono orgánico es el resultado de la transformación de compuestos orgánicos a inorgánicos y es realizado por la acción de los microorganismos, bacterias y hongos tanto aeróbicos como anaeróbicos. Los compuestos más importantes que van a ser transformados son los carbohidratos y las proteínas; por lo tanto, toda mezcla destinada a producir una buena composta deberá contener proporciones adecuadas de estas dos substancias (Cruz, 1986). En el proceso de elaboración de EM-compost con aire forzado influyen varios factores que de acuerdo con NRAES (1992) son: oxigeno para la aireación, nutrientes, relación C:N, humedad, porosidad, estructura, textura, tamaño de las partículas, pH, temperatura y tiempo. En el proceso de compostaje se consume grandes cantidades de oxigeno durante los días iniciales, ya que los componentes rápidamente degradables de la materia prima son metabolizados. Debido a esto la necesidad de oxigeno y la producción de calor son mayores en la etapa inicial y se reducen en el etapa final. Si el oxigeno suplido es limitado, el proceso de compostaje es lento. Es necesario un mínimo de 5% 5

de concentración de oxigeno en los espacios porosos de la pila de compostaje (el aire contiene cerca del 21% de oxigeno) (NRAES, 1992). Por tal razón, en la elaboración de EM-compost con aireación forzada se inyecta aire. El compostaje activo genera una cantidad considerable de calor, gran cantidad de dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua al aire (NRAES, 1992). En el EMcompost la inyección de aire cumple varias funciones además de proveer oxigeno: remueve calor, vapor de agua y otros gases atrapados en los materiales. La perdida de CO2 y agua equivale a casi la mitad del peso inicial de los materiales. (NRAES, 1992). Así también el proceso de compostaje reduce el volumen de la masa. En la producción de compost con inyección de aire según Martin et al. (1992) el mantener altas temperaturas en la pila durante el proceso, es critico. La temperatura determina la cantidad y frecuencia de aireación que se requiere en el proceso. La temperatura no debe exceder los 650C ya que de ser así, el proceso no sería compostaje sino combustión y no debe ser menor de 300C, ya que esto indicaría que no fueron bien formadas las pilas y por lo tanto se alargaría el proceso (Cruz, 1986). Además la temperatura es un controlador de patógenos y por tal razón hay que asegurarse que la temperatura en la fase termofílica llegue a los 600C. La humedad en la pila es muy importante en el proceso de compostaje. Se necesita una humedad de 55-65% para garantizar la actividad microbiana en el proceso (Fundación Güilombé, 1995). De acuerdo con NRAES (1992) la aireación que se requiere para reducir la humedad es normalmente mayor que el requerido para suplir oxigeno, pero es menor a la requerida para remover calor. Cuando hay exceso de humedad en la pila falta oxigeno y se observan procesos anaeróbicos desfavorables ya que los poros están saturados de agua y no permiten la circulación de aire. El agua provee el medio para reacciones químicas, transporte de nutrientes y permite el movimiento de los microorganismos (NRAES, 1992). El rango mayor de humedad aceptable depende de la porosidad y capacidad de absorción del material inicial. Materiales altamente porosos pueden ser más húmedos que materiales densamente empacados con partículas pequeñas. Una mezcla con materiales altamente absorbentes puede requerir un mantenimiento de humedad arriba de 40% para sostener un proceso de compostaje rápido (NRAES, 1992). 6

Los principales nutrientes requeridos por los microorganismos involucrados en el proceso de compostaje según NRAES (1992) son carbono, nitrógeno, fósforo y potasio. El exceso o la insuficiencia de carbono o nitrógeno pueden afectar el proceso de compostaje ya que los microorganismos usan el carbono para energía y crecimiento mientras que el nitrógeno es esencial para proteínas y reproducción. En general los organismos biológicos incluyendo los seres humanos, necesitamos 25 veces mas carbono que nitrógeno (NRAES, 1992). Las proporciones entre carbono y nitrógeno (relación C:N) depende de las materias primas utilizadas para conformar la pila. La relación optima de C:N es de 25-30:1 en el proceso de compostaje (Bradley et al., 1997). Si existe una relación C:N muy elevada se disminuye la actividad biológica y si es baja no afecta al proceso de compostaje, pero se pierde el exceso de nitrógeno en forma de amoniaco (INFOAGRO, 2004). El pH influye en el proceso de compostaje debido a que condiciona el comportamiento y las poblaciones de microorganismos. En general los hongos toleran un margen de pH entre 5-8 mientras que las bacterias tienen menor capacidad de tolerancia 6-7,5 (INFOAGRO, 2004). Otros factores que están presentes en el proceso de compostaje son la porosidad, estructura y textura que están relacionadas a las propiedades físicas de los materiales. El tamaño de las partículas, la forma y consistencia son características determinantes que están presentes y pueden influenciar la distribución adecuada del oxígeno en el EM-compost (NRAES, 1992). 3.4 MATERIALES Y AGREGADOS DEL EM-COMPOST 3.4.1 Materiales Orgánicos Degradables Los desechos de banano que se utilizan en la producción de EM-compost son los de la empacadora de banano de Finca Agro-comercial que consisten en pinzote de banano y banano de rechazo triturados. Para el 2005 se proyecta 700 Ton de desecho de la empacadora. El desecho por día en promedio es de 2,6 Ton con variaciones diarias como se puede observar en el Anexo 1.

7

3.4.2 Microorganismos Eficientes (EM). En la producción de EM-compost, el EM se utiliza como inoculante del material en la fase inicial y durante el proceso. La tecnología del EM fue desarrollada por el Dr. Teuro Higa, profesor en la universidad del Ryukyus (EcoPure, 2003:7). La mayoría de los microorganismos en el EM son heterotróficos, es decir, ellos requieren de fuentes orgánicas de carbón y nitrógeno. El EM ha sido más eficaz cuando está aplicado conjuntamente con enmiendas orgánicas para proporcionar carbón, oxigeno y energía (Xu et al., 2000:256). El EM de acuerdo con Higa (2002) contiene un gran número de microorganismos entre ellos bacterias fotosintéticas, levaduras, bacterias de ácidos lácticos y hongos. Además, el EM es un producto comercial producido por la Universidad EARTH bajo la licencia de EMRO en Costa Rica. Los alcances de esta investigación no contemplan el análisis del EM o su efecto en el proceso. 3.4.3 Aserrín. El aserrín es un agregado cuya función principal es absorber los lixiviados para evitar la pérdida de nutrimentos y bajar el contenido de humedad en el producto final. También el aserrín es una fuente de carbono (Martin et al., 1992). 3.4.4 Chips de Madera. En la presente investigación se evalúa la ventaja del uso de chips de madera en comparación con el uso de aserrín en la producción del EM-compost. Si los chips de madera provienen de la corteza de los árboles, estos contienen un porcentaje mayor en el contenido nutrientes que el aserrín (Martin et al., 1992). Es preferible el uso de chips de madera de leguminosas por su aporte de nitrógeno al compost. Este agregado se utilizara para evacuar la humedad y permitir una mejor circulación de aire en la pila.

8

4 MATERIALES Y MÉTODOS 4.1 LOCALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO El experimento se localiza en las instalaciones de la antigua empacadora de raíces y tubérculos de la Universidad EARTH que se encuentra en la comunidad de Las Mercedes de Guácimo, provincia de Limón, Costa Rica. Geográficamente la Universidad se localiza en la latitud 10013’ N y en la longitud 83035’ W. La temperatura media anual es de 25 oC con variaciones que van desde los 220C hasta los 32.50C. Humedad relativa promedio es 87% y una precipitación media anual de 3400 mm, siendo octubre el mes más lluvioso y marzo el mes más seco. 4.2 MATERIALES •

Desechos de la empacadora de banano (pinzote de banano y banano de rechazo triturados)

•

Aserrín

•

EM activado

•

Chips de madera (1 pulgada)

4.3 INSTRUMENTACIÓN •

Medidor de pH

•

Medidor de la temperatura tipo thermocouple K

•

Termómetro

•

Equipo del Laboratorio de Suelos y Aguas de la Universidad EARTH para análisis químicos de nutrimentos, humedad, pH, relación C:N

4.4 INSTALACIONES •

Instalaciones de la antigua empacadora de raíces y tubérculos de la Universidad EARTH; con techo de lámina y piso de concreto.

•

Tubos de pvc de 4” de diámetro perforado (agujereado a un promedio de distancia de 5 x 5 cm con una broca de ¼”) (Figura 1).

9

•

Bomba de inyección de aire; 30 HP, 175 rpm, 220 V, corriente trifásica (Figura 2).

Figura 1. Tubo de pvc de 4” de diámetro perforado.

Figura 2. Bomba de inyección de aire. 4.5 DISEÑO EXPERIMENTAL La presente evaluación del sistema de producción de EM-compost a partir de desechos de banano con aire forzado se realizara en dos fases como se puede observar en el Cuadro 1. La materia prima para el proceso de producción fueron; los desechos orgánicos de la empacadora de banano de la Empresa Agro-comercial previamente inoculados con EM activado a partir de un dispositivo adaptado en la trituradora de residuos. Estos desechos orgánicos son constantemente depositados en una carreta de volteo, para luego ser trasladados en la misma carreta a las instalaciones de la antigua empacadora de raíces y tubérculos de la Universidad EARTH, Para el proceso de compostaje se preparan las camas de EM-compost con los desechos de banano inoculados con EM y además se agrega aserrín y chips de madera de acuerdo a la fase de experimentación. El tamaño de las camas es variable de acuerdo a la fase de experimentación como se puede observar en el Anexo 2. El proceso de producción de EM-compost tiene un periodo de duración de 21 días. 10

Cuadro 1. Matriz del diseño experimental. Variable independiente Variables constantes Tiempo de Tratamientos Materiales aplicación de Largo de la cama (m) aire (min) 30

9

30

9

30

9

30

9

30

4.5

30

4.5

T2'

30

4.5

T3'

30

4.5

Fase 1

To T1 T2 T3

Fase 2

To' T1'

Instalaciones. Bomba de inyección de aire. Tubos pvc 4''. Desecho de banano. Aserrin (Fase I). Chips de madera (Fase II)

Variables dependientes

** Monitoreo de temperatura diaria. Análisis químico de nutrientes (C, N, P, K, Ca, Mg, Fe, cu, Zn, Mn). pH. Humedad

** El sistema de muestreo se indica en el Anexo 3. 4.5.1 Descripción de las fases experimentales 4.5.1.1

Primera fase de experimentación.

En la fase I se busca validar la investigación de Valle (2004). Para ello se trabajó con tres tratamientos con variables constantes, independientes y dependientes que están descriptas en el Cuadro 1. Los tratamientos que se experimentaron son una replica de la investigación de Valle (2004). Además, con la comparación de los resultados de las variables dependientes de estos tres tratamientos se busca determinar estadísticamente el tiempo de aireación más eficiente. Las camas de compostaje tienen las siguientes dimensiones: 1,3 m de alto, 2,8 m de ancho y 11 m de largo. A continuación se presentan los diferentes tratamientos que se aplicarán para este experimento: Tratamiento 1 (T1): EM-compost producido con los residuos degradables de la planta empacadora de la Empresa Agro-comercial de la EARTH más agregados de EM y aserrín. La inoculación inicial se llevó a cabo durante la trituración de los residuos en la planta empacadora. La inoculación de las camas con EM se realizó con una bomba mecánica modificada para una inyección dirigida en la pila, periódicamente de acuerdo 11

a la amenaza de malos olores o la presencia de moscas. Además se aplicó aire forzado cada tres días, durante 30 minutos. Tratamiento 2 (T2): EM-compost producido con residuos degradables de la planta empacadora de la Empresa Agro-comercial de la EARTH más agregados de EM y aserrín. La inoculación inicial se llevó a cabo durante la trituración de los residuos en la planta empacadora. La inoculación de las camas con EM se realizó con una bomba mecánica modificada para una inyección dirigida en la pila, periódicamente de acuerdo a la amenaza de malos olores o la presencia de moscas. Además con la aplicación de aire forzado cada seis días, durante 30 minutos. Tratamiento 3 (T3): EM-compost producido con residuos degradables de la planta empacadora de la Empresa Agro-comercial de la EARTH más agregados de EM y aserrín. La inoculación inicial se llevó a cabo durante la trituración de los residuos en la planta empacadora. La inoculación de las camas con EM se realizó con una bomba mecánica modificada para una inyección dirigida en la pila, periódicamente de acuerdo a la amenaza de malos olores o la presencia de moscas. Además con la aplicación de aire forzado cada nueve días, durante 30 minutos. Para determinar la inoculación más eficiente en las camas de compostaje se trabajó con dos tratamientos T1 y To. Los tratamientos difieren en la inoculación durante el proceso de compostaje. En la investigación de Valle (2004) se inoculó con regadera en la superficie de la pila y en la presente investigación la inoculación es inyectada a la pila con una bomba mecánica de aspersión modificada (Figura 3). Testigo (To): EM-compost producido con residuos degradables de la planta empacadora de la Empresa Agro-comercial más agregados de EM y aserrín. La inoculación de EM se realizó con una regadera en la superficie de la pila periódicamente de acuerdo a la amenaza de malos olores o la presencia de moscas. Además con la aplicación de aire forzado cada tres días, durante 30 minutos.

12

Figura 3. Aspersor modificado (agujereado) de bomba mecánica para inoculación inyectada y regadera para inoculación superficial de EM. 4.5.1.2

Segunda fase de experimentación.

En la segunda fase de experimentación se busca determinar si existe algún efecto en la calidad del EM-compost con inoculación inyectada de EM al agregar chips de madera en comparación con los tratamientos de la primera fase que tienen agregados de aserrín. De la comparación de los tratamientos de la fase I y fase II se busca identificar el procedimiento con mejores resultados. Para ello, se trabajó con variables constantes, independientes y dependientes que están descriptas en el Cuadro 1. Así también surgió un nueva variable en esta fase que esta relacionada con el largo de la cama. Este cambio se dio en el desarrollo práctico de la investigación para mejorar la aireación de las camas y bajar la humedad del producto final. Finalmente cada tratamiento tiene dos camas cada una de; 1,3 m de alto, 2,8 m de ancho y 5,5 m de largo como se puede ver en el Anexo 2. El cambio se debió, a que el flujo de desechos de la planta empacadora era insuficiente para llenar una pila, por lo que el material pasaba varios días sin ser procesado, dando lugar a que en una misma cama de EM-compost, existieran parcelas con distintos tiempos, además de hacer imposible una aireación adecuada. También se presentó el problema de la compactación de los materiales que tenían varios días apilados, lo que ponía mayor resistencia, provocando una aireación desigual en la cama. El instrumento para medir la temperatura en la primera fase fue una thermocouple K, sustituyéndose por un termómetro de reloj, debido al extravió de dicho instrumento. El termómetro de reloj, resulto ser una herramienta más práctica y fácil de manejar. Adicionalmente parece ser más precisa según la forma en que se dio la curva del gráfico de resultados. 13

Los tratamientos de la segunda fase corresponden básicamente a los mismos de la primera fase adicionando chips de madera y son los siguientes: Tratamiento 1’ (T’1): EM-compost producido con los residuos degradables de la planta empacadora de la Empresa Agro-comercial más agregados de EM y chips de madera de 1 pulgada con la aplicación de aire forzado cada tres días, durante 30 minutos. Tratamiento 2’ (T’2): EM-compost producido con residuos degradables de la planta empacadora de la Empresa Agro-comercial más agregados de EM y chips de madera de 1 pulgada con la aplicación de aire forzado cada seis días, durante 30 minutos. Tratamiento 3’ (T’3): EM-compost producido con residuos degradables de la planta empacadora de la Empresa Agro-comercial más agregados de EM y chips de madera de 1 pulgada con la aplicación de aire forzado cada nueve días, durante 30 minutos. Tratamiento 0 (T’o): EM-compost producido con los residuos degradables de la planta empacadora de la Empresa Agro-comercial más agregados de EM y chips de madera de 1 pulgada con la aplicación de aire forzado cada tres días, durante 30 minutos. 4.5.1.3

Tercera fase de experimentación.

Se busca comparar los costos históricos de la Empresa Agro-comercial en la producción de EM-compost con el sistema convencional contra los costos proyectados con el nuevo procedimiento investigado. Procedimiento Esta fase consistió en la colección de información económica durante el desarrollo de la investigación para poder establecer el costo del procedimiento. Se llevó el registro de los gastos generados por los diferentes tratamientos. Finalmente para determinar cual sistema es el más rentable se compararó los gastos del mejor tratamiento investigado contra los gastos registrados por la Empresa Agro-comercial para la producción convencional. A continuación se presenta los costos evaluados:

14

Costos Fijos Mano de obra Instalaciones

Herramientas Equipo (chiper, motor)

Costos Variables Mano de obra ocasional EM Residuos de banano Aserrín

Luz eléctrica Melaza Mantenimiento Chips de madera

Transporte

Agua

4.5.1.4 Descripción del análisis estadístico para un diseño completamente al azar. Para el análisis estadístico de la primera fase se utilizara el siguiente modelo: Y ij = µ + τi + εij Donde: Y ij= Observación individual. µ= Media general. τi= Efecto de tratamiento, i (1, 2, 3, 4). εij= Error experimental, j (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). El análisis estadístico se realizó siguiendo la metodología del análisis de varianza de Fisher, donde la variación total se parte en dos componentes: tratamientos y error experimental como se puede observar en el cuadro 2. Cuadro 2. Partición de los grados de libertad en dos componentes en la fase 1. _______________________________________________ Fuente de Variación Grados de libertad _______________________________________________ Tratamientos 3 Error experimental 24 ______________________________________________ Total 27 _______________________________________________ Para el análisis estadístico de la segunda fase se utilizó el siguiente modelo: Y ij = µ + τi + εij

15

Donde: Y ij= Observación individual. µ= Media general. τi= Efecto de tratamiento, i (1, 2, 3, 4). εij= Error experimental, j (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8). El análisis estadístico se realizó siguiendo la metodología del análisis de varianza de Fisher, donde la variación total se parte en dos componentes: tratamientos y error experimental como se puede observar en el cuadro 3. Cuadro 3. Partición de los grados de libertad en dos componentes en la fase 2. ______________________________________________ Fuente de Variación Grados de libertad ______________________________________________ Tratamientos 3 Error experimental 28 _______________________________________________ Total 31 _______________________________________________ Para el análisis estadístico entre fases se utilizó el siguiente modelo: Y ij = µ + τi + εij Donde: Y ij= Observación individual. µ= Media general. τi= Efecto de fase, i (1, 2). εij= Error experimental, j (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) y (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8). Para el análisis estadístico entre fases se procedió conforme a la partición del análisis de varianza de Fisher, en fases y error experimental como se puede observar en el cuadro 4.

16

Cuadro 4. Partición de los grados de libertad en dos componentes entre fases. ______________________________________________ Fuente de Variación Grados de libertad _______________________________________________ Fases 1 Error experimental 13 ________________________________________________ Total 14 _________________________________________________ Con base a los grados de libertad de los cuadros 2, 3 y 4 se calculara el valor de F de Fisher para determinar la probabilidad asociada con tratamientos y fases. Para las situaciones en que las probabilidades fueron < 0.05 se realizó una prueba complementaria de Duncan para formar grupos homogéneos es decir medias similares. 4.5.1.5 Descripción del procedimiento de muestreo y análisis de las variables dependientes de la primera y segunda fase de experimentación. Para determinar la calidad del producto se realizaron evaluaciones y análisis físicos, químicos y biológicos mediante muestreos compuestos de cuatro submuestras en cada parcela. El sistema de muestreo para cada fase de experimentación esta representada en el Anexo 3. FÍSICOS Humedad (análisis al producto final), porcentaje de humedad que se obtiene de la relación del peso húmedo y el peso seco del producto. Para secar el material se deja 48 horas en un horno a 60 oC. QUÍMICOS: Análisis químico de nutrientes N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn y Mn (análisis al producto final). El procedimiento de análisis está referenciado en el manual de procedimientos del Laboratorio de Suelos y Aguas de la Universidad EARTH. La lectura de C:N se realiza en Analyser 2400 Perkin Elmer. El análisis químico regular es mediante incineración y extracción con HCl 1 N y la determinación en Aanalyist 700 de Perkin Elmer. El análisis de P es colorímetrico con molibdato de amonio y cloruro estañoso determinado en Helios de Thermo spectronic.

17

BIÓLOGICAS: No se pudo realizar una medición directa de la actividad microbiana, debido a que no contamos con el equipo y herramientas necesarias. Por tal razón, se utilizó indicadores como el pH (análisis al producto final) y temperatura (monitoreo diario) para lograr estimar mediante una correlación de estos datos, el tipo de las poblaciones y su actividad.

18

5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados de la evaluación del sistema de producción de EM-compost a partir de los desechos de banano con aire forzado se presentan en base a dos fases de experimentación y la discusión esta guiada por los objetivos específicos de la investigación como se detallan a continuación: 5.1 VALIDACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN DE VALLE (2004) Valle (2004) concluyó en su investigación que al aplicar aire en las camas de compostaje durante el proceso se acelera el tiempo de producción. Para validar estadísticamente este resultado se hizo una replica del la metodología utilizada por Valle a la que llamamos fase 1. Se introdujo una variable que difiere de la metodología antes utilizada y es la inoculación de EM en el proceso ya que en la investigación anterior la inoculación fue superficial y en la presente investigación la inoculación fue inyectada en toda la cama. En esta fase se monitoreo las variables de evaluación; temperatura, pH, humedad, macroelementos y microelementos. Se trabajó con tres tratamientos a diferentes tiempos de aireación con inoculación EM dirigida; T1 (cada tres días), T2 (cada seis días), T3 (cada nueve días) y To (cada tres días y con inoculación superficial). Finalmente se demostró que la inyección de aire estimula la actividad biológica a las camas de compostaje sustituyendo a los volteos manuales. 5.2 DETERMINACIÓN DE TIEMPOS DE AIREACIÓN MÁS EFICIENTES 5.2.1 Características Físicas 5.2.1.1

Análisis de Humedad

Las propiedades físicas de un EM-compost son la porosidad, estructura, textura y humedad. Estas características están relacionadas con el tamaño de las partículas, la forma y consistencia que son determinantes en la calidad del producto. La humedad inicial del residuo de banano es de 91.4% lo que significa que en el proceso hay que eliminar agua. La humedad óptima para el proceso metabólico de los microorganismos es de 55-65% en la pila de compostaje (Fundación Güilombé, 1995). En la fase 1 los resultados presentan una probabilidad de 0.001 con un coeficiente de variación de 5% lo que significa que hay diferencia significativa en una población de muestreo bastante 19

homogénea. Estos resultados en la agrupación de Duncan, To presenta el mayor contenido de humedad 85.94 % en comparación al T2, T1 y T3 con 81.1, 79.2 y 78.8 % de humedad respectivamente (Anexo 4). En la fase 2 los resultados son más homogéneos con un probabilidad de 0.1301 y con un coeficiente de variación de 8% lo que significa que no hay diferencia significativa entre tratamientos (Anexo 5). El rango de humedad en la fase 2 es de 74 - 81% como se puede observar en la Figura 4. En la comparación entre fases el To - To’ y el T2 – T2’ presentan diferencias significativas con probabilidades < 0.001 mientras que T1 – T1’ y el T3 – T3’ no presentan diferencia significativa con probabilidades de 0.65 y 0.28 (Anexo 6). 100 Inicial Tratamiento 0 Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3

Humedad (%)

90

80

70

60

1

2 Fase

Figura 4. Resultados de la media de humedad inicial y final en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. En base a los resultados expuestos se observa un exceso de humedad en las dos fases de experimentación. Lo que nos indica que en la cama de compostaje se dieron dos procesos; anaeróbico en el interior de la cama y aeróbico en las partes externas. El exceso de agua satura los poros e inhibe la circulación de oxigeno. Según Epstein (1997) con una humedad cercana al 60% las condiciones pueden ser anaeróbicas porque se bloquean los espacios porosos. Lo que nos indica que al trabajar con un material tan húmedo como el residuo de banano es importante la aireación para garantizar que el proceso metabólico de los microorganismos del compostaje sea aeróbico. Los resultados más bajos de humedad se obtuvieron en la fase 2 en comparación a la fase 1. Básicamente por dos razones: los chips de madera 20

y el largo de la cama. En la fase 1 el aserrín absorbe la humedad mientras que en la fase 2 los chips drenan el agua. El drenaje de agua incrementa con los chips debido a que se mejora la estructura del material. Los chips son partículas sólidas que evitan la compactación del residuo de banano y dan mayor porosidad y por tal razón mejora la circulación de aire. Mientras que el aserrín por su forma ayuda a la compactación evitando la circulación de aire. Además el largo de la cama influyó ya que en la fase 1 fue de 9 m y en la fase 2 de 4.5 m. Al reducir la longitud en la cama de compostaje a la mitad con la misma inyección de aire (intensidad y duración) se mejora la aireación y la evacuación de agua en forma de vapor de agua. Así también, el alto porcentaje de humedad en las camas de compostaje en las dos fases pudo estar influenciado debido a que no hubo buen drenaje para los lixiviados. Esto debido a que cada cama de EM-compost tuvo una capa de aserrín de 20 cm en la base para lograr atrapar los lixiviados. Al no haber pérdida de lixiviados se disminuye la pérdida de nutrimentos, pero se mantiene una humedad alta ya que su única forma de evacuación es como vapor de agua cada vez que se airea la cama. En base al análisis realizado se concluye que la humedad en la fase 2 con los chips de madera fue más baja en relación a la fase 1 con aserrín. 5.2.2 Características Químicas. 5.2.2.1

Análisis de la relación C:N

Según Epstein (1997) la relación C:N, del material final del compostaje es condicionante para la lenta o rápida liberación del N. Además, en caso de tener una relación muy baja podría causar la inmovilización de N existente en el suelo. Rangos preestablecidos para definir la calidad de un compostaje de acuerdo a Epstein (1997): Cuando C/N es < 15 hay una rápida liberación del N en el abono. Cuando C/N 15 – 30 la liberación del N es más lenta. Cuando C/N es > 30 hay inmovilización del N del suelo.

21

Tratamiento 0 Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3

44 42

Relación C:N

40 38 36 34 32 30

1

2 Fase

Figura 5. Resultados de la relación C:N finales en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. En base a los resultados la fase 1 se puede dividir en tres grupos: los de mejor relación que son el T2 y T3, seguido por el T2 y por último el To. Mientras que en la fase 2 encontramos dos grupos; el primero T’o y T’2 y el segundo T’1 y T’3. En la comparación entre tratamientos no hay diferencia entre los mejores de cada fase ya que tienen una probabilidad < 0.05. Según la literatura el abono resultante es de mala calidad, ya que inmovilizara el N que existe en el suelo, en la masa microbiana. Sin embargo, para las condiciones específicas del trópico húmedo, le encontramos mucha utilidad, ya que la inmovilización del N, ayudaría a disminuir la pérdida por lixiviación, escorrentía y volatilización del N en sus formas más solubles o volátiles. Además, que al tratarse de un abono para un cultivo perenne, la liberación del N no debería ser rápida para evitar su pérdida. Por último, la riqueza de este abono también radica en que el EM, siguen trabajando en el campo en la estabilización del compostaje, hasta llevarlo a su mineralización total. 5.2.2.2

Análisis de los macroelementos

En los componentes del suelo y la fertilización de los cultivos, existe un grupo de elementos conocido como macroelementos, que debido a su mayor demanda por el sistema, suelen ser vistos como preponderantes en la producción. El abono orgánico que se produjo no es una enmienda rica en macroelementos, como se puede observar 22

en la Figura 6 ya que la concentración de macroelementos es baja. Sin embargo los efectos en las plantaciones de banano son evidentemente beneficiosos demostrando que, la aplicación de EM-compost, en los últimos años, ha dado buenos resultados. Por tanto la aplicación de EM-compost no debe verse tan solo como una aplicación de nutrientes

5.0

Fase 2

Fase 1

4.0

Tratamiento 0 Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3

3.0

Concentración (%)

2.0

1.2

0.8

0.4

0.0 N

P

K

Ca

Mg

N

P

K

Ca

Mg

Nutrientes

Figura 6. Resultados de la media de los macro nutrimentos en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. Para la discusión de los resultados de macroelementos se presenta el análisis por cada elemento. Los análisis estadísticos están adjuntos en los Anexos 4, 5 y 6 para la fase 1, fase 2 y comparación entre fases respectivamente. El N es uno de los elementos más importantes en el compostaje. Sin embargo en el EM-compost se encuentran contenidos bajos de N. De acuerdo Fassbender et al. (1987) esto se debe a que es un elemento que puede perderse fácilmente por lixiviación, lavado, desnitrificación entre otras formas. En la fase 1 el análisis estadístico nos indica que no hay diferencia significativa. En la fase 2 encontramos diferencias estadísticamente significativas donde el To mostró el mayor contenido de N, seguido de T1 y T2 que formaron un grupo sin diferencias entre ellos y T3 con menor contenido de N. En la comparación estadística entre fases el T1 de la fase 1 fue el mejor tratamiento con el mayor contenido de N sobre el resto de los tratamientos de las dos fases.

23

El P es uno de elementos de menor importancia en comparación al N. Sin embargo es un elemento importante en la nutrición vegetal. El P es un elemento que en su ciclo de mineralización siempre pasa por su forma de acido fosfórico (H3PO4) y la formación de este es principalmente influenciada por la humedad, temperatura, actividad microbiana y el pH (Fassbender et al.,1987). De acuerdo al análisis estadístico en la fase 1 se encontró diferencia significativa entre T1 y T3 versus el To y T2. Mientras que en la fase 2 no hay diferencia significativa entre tratamientos. En la comparación estadística entre fases la fase 1 es la de mayor contenido de P. El K es otro de los elementos de importancia en el EM-compost pero al igual que el N se puede perder fácilmente en los lixiviados. En base al análisis estadístico de los resultados en la fase 1 hay dos grupos con diferencias significativas: T1 y T3 con mayor contenido que T2 y To. Mientras que en la fase 2 no hay diferencia significativa entre tratamientos. En la comparación entre fases entre todos los tratamientos se encontraron diferencias a favor de la fase 2. Además en la Figura 6 se observa que el K es el elemento con mayor concentración con un rango que oscila entre 3.5% - 5.1%. El Ca es un elemento de fácil movimiento a través del agua lo que significa que se puede perder en los lixiviados. En base a los análisis estadísticos, en la fase 1 se encontraron diferencias significativas entre el To y T2 con respecto al T1 y T3. Mientras que en la fase 2 no se encontró diferencias significativas entre tratamientos. En la comparación entre fases se percibe un mayor contenido de Ca a favor de la fase 2 de experimentación. El Mg es otro de los macroelementos del EM-compost. En la fase 1 el análisis estadístico indica diferencias significativas donde T1 es el mejor tratamiento sobre el T3 y T2 y por último el To. Mientras que en la fase 2 se encontraron diferencias en T1 como el mejor tratamiento, seguido del To y T2 y por último el T3. El mejor tratamiento de ambas fases fue el T1 de la fase 2. En la fase 1 el contenido de humedad es mayor a la fase 2 esto significa que en la fase 1 hubo menor pérdida de nutrimentos en lixiviados. Sin embargo en la fase 2 se encuentran los tratamientos con mayor contenido de K, Ca y Mg lo que nos lleva a analizar el efecto del agregado de chips y la reducción del largo de las camas de EM24

compost. Definitivamente estas variables optimizaron las condiciones de aireación, humedad, temperatura y pH brindando un mejor ambiente para los organismos los que ayudaron a mineralizar y retener el contenido de nutrientes de K, Ca y Mg. Así también hay una reducción de N y P. En el caso del N la diferencia entre fases se atribuye al comportamiento de las temperaturas. En la fase 1 las temperaturas fueron inferiores a las de la fase 2 en todos los tratamientos. Por tal razón en la fase 1 hubo menor pérdida de N por volatización. Mientras que en la fase 2 se observa un descenso en el contenido de N que puede estar condicionado: por temperaturas mayores a 600C lo que significa su pérdida por volatización y la otras es, de acuerdo con Foth (1987), que en pH alcalinos se facilita la pérdida de nitrógeno en forma amoniacal. 5.2.2.3

Análisis de los microelementos

El comportamiento de los microelementos es importante en el EM-compost ya que la carencia de uno de ellos puede ser provocada por el exceso de otro, que realiza una acción de bloqueo. En la Figura 7 se presenta los contenidos finales de los microelementos del EM-compost en las dos fases de experimentación.

450

Fase 1

Concentración (mg kg-1)

300

Fase 2

Tratamiento 0 Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3

150 100

80

60

40

20

0 Fe

Cu

Zn

Mn

Fe

Cu

Zn

Mn

Nutrientes

Figura 7. Resultados de la media de los micro nutrimentos en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo.

25

El análisis de los microelementos se detalla a continuación en base a los análisis estadísticos que están adjuntos en los Anexos 4, 5 y 6 para la fase 1, fase 2 y comparación entre fases respectivamente. El Fe en el contenido final en base a las pruebas estadísticas presenta diferencias significativas en la fase 1, siendo el T3 y T2 superiores al T1 y To. En la fase 2 no se encontró diferencias significativas entre tratamientos ya que presenta una probabilidad de 0.64. Los tratamientos de la fase 2 presentaron los contenidos más altos la fase 2 y entre ellos no existió diferencias significativas. El Cu en las pruebas estadísticas de la fase 1 presentó diferencias significativas donde T2 y el T3 son los que tienen mayor contenido en comparación al T0 y el T1. En la fase 2 no se encontraron diferencias significativas ya que presenta una probabilidad de 0.43. En la comparación entre fases los tratamientos de la fase 1 presentaron mayor contenido de Cu. El Zn en el análisis estadístico de la fase 1 presenta diferencias significativas donde T2 y el T3 son los de mayor contenido en comparación al To y el T1. En la fase 2 existen tres grupos diferentes donde; T3 es el que tiene mayor contenido, el T1 y T2 le siguen y por último To es el de menor contenido. En la comparación entre fases, la fase 2 fue superior y el mejor tratamiento el de T3 con 9 días de aireación. El Mn de acuerdo con el análisis estadístico en la fase 1 presentó diferencias significativas donde los de mayor contenido son T1 y T3 seguido del To y T2. En la fase 2 no hay diferencia estadística significativa. En la comparación entre fases, el To de la fase 2 fue el que presentó el contenido más alto. 5.2.3 Características Biológicas 5.2.3.1

Análisis de temperatura

La temperatura en el proceso de compostaje es una de las variables de más importancia. La temperatura influye desde la mineralización de los elementos hasta las poblaciones microbianas y estas poblaciones a su vez son responsables de las temperaturas que se alcanzan. En realidad es difícil definir las causas y efectos de las temperaturas. Sin embargo, lo que sí se puede decir es que la combinación de los

26

factores de temperatura-tiempo condiciona el grado de mineralización de la materia prima del compostaje. La temperatura se controla mediante la aireación, que a su vez provee oxígeno a los microorganismos. Existe controversia entre diferentes autores sobre cual es la mejor temperatura. Los rangos más comunes oscilan entre los 50-60 ºC, aunque algunos autores indican que la máxima producción de CO2 se da entre los 60 y 65 ºC, lo que daría la máxima velocidad de compostaje (Epstein, 1997).

65

Fase 1

Fase 2

Tratamiento 0 Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3

Temperatura (°C)

60

55

50

45

40

35

30 0

5

10

15

20

25

0

5

10

15

20

25

Tiempo (días)

Figura 8. Resultados de los promedios diarios de temperatura en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. En la fase 1 de experimentación las curvas de temperatura no son definidas en los diferentes tratamientos. Son muy irregulares en comparación a las de la fase 2 que son muy homogéneas (Figura 8). Estos resultados pueden estar condicionados por cuatro razones. 1. En la fase 1 la aireación no fue homogénea en toda la cama ya que por error humano al montar las camas inicialmente se dejó la parte final de los tubos descubierta. Por tal razón al momento de inyectar aire este se movilizaba por donde hubiera menor resistencia. En la fase 2 no se presentó este error por tal razón la aireación fue mas homogénea. Sin embargo, esta modificación probablemente afecto la experimentación ya que las parcelas no estuvieron bajo las mismas condiciones. 27

2. Además en fase 1 las camas tenían 9 m de largo y en fase 2, 4.5 m con la misma aireación lo que significa que en la fase 2 la cama de compostaje tubo más aire en la mitad de volumen de la fase 1. 3. En la fase 1 el equipo de medición fue una Thermocouple K que presento problemas mecánicos y baterías por lo que en algunos días no se pudo realizar la medición. Sin embargo se trabajo con los promedios monitoreados y en los espacios vacíos se trabajo con el promedio. En la fase 2 el instrumento de medición fue un termómetro de reloj de 30 cm de largo. El termómetro en comparación a la Thermocouple K dio mejores resultados ya que es muy fácil de manipular, práctica y evidentemente más precisa. 4. La fase 1 tenía aserrín como agregado mientras que la fase 2 tenía chips de madera y como ya lo dijimos en el análisis de humedad, esto ayudo a mejorar la estructura del material y por tal razón facilitó la circulación de aire. Por tal razón se estimulo una mayor actividad microbiana que ayuda acelerar el proceso de compostaje. Al analizar el comportamiento de las temperaturas nos basaremos en la fase 2. Según Epstein (1997) el proceso de compostaje se divide en cuatro fases de temperatura; fase inicial o mesofílica 250C – 450C, fase termofílica > 450C, fase de estabilización y fase de maduración. Como se puede observar en la figura 8 la fase de experimentación 1 presenta heterogeneidad en los resultados mientras que en la fase 2 se observa claramente la fase mesofílica que va desde el día 1 al 2 con un rango promedio de 350C a 470C. En el día 3 empieza la fase termofílica y termina en el día 6 con un promedio de 570C. A partir del día 6 la temperatura desciende hasta estabilizarse en el día 14. A partir del día 14 se puede cosechar el EM-compost. Algo importante de resaltar es que las mayores temperaturas se encontraron en los centros de las camas y las temperaturas más bajas en los extremos. Lo cual es un comportamiento normal como se muestra en el Anexo 7.

28

5.2.3.2

Análisis de pH

11

pH

10

Inicial Tratamiento 0 Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3

9

8

7

1

2 Fase

Figura 9. Resultados de la media inicial y final de pH en las dos fases de experimentación en los tres tratamientos y testigo. El pH esta estrechamente ligado con la actividad metabólica de los microorganismos, así como también de la disponibilidad de sus nutrimentos. De acuerdo a Epstein (1997) el pH disminuye en la fase mesofílica (25 ºC - 45 ºC) debido a la actividad metabólica de todos los microorganismos por la descomposición de lípidos y glúcidos en ácidos pirúvicos y de proteínas en aminoácidos. Esta fase favorece la aparición de hongos mesofílicos más tolerantes a las variaciones del pH y humedad. Mientras que en la fase termofílica la degradación de estos ácidos provoca el aumento de pH que permanecerá casi constante hasta el final del proceso. Por tal razón el pH inicial de la materia prima es 7.23 y al final del proceso en todos los tratamientos el pH fue mayor a 8.5 como se puede observar en la Figura 9. Al final del proceso en la fase 1 los resultados estadísticamente presentaron diferencia significativa con una probabilidad de 0.0257 con un coeficiente de variación del 14%. Al agruparlos de acuerdo a la metodología de Duncan el T1 y el T3 presentaron el mayor promedio de 9.8 y 9.6 respectivamente en comparación al To con 8.5 y T2 con 7.9. Mientras que en la fase 2 los resultados estadísticamente no presentaron diferencia significativa con una probabilidad de 0.061 y un coeficiente de

29

variación del 3%. Así también los promedios de pH fueron T2 10, T1- To 9.9 y T3 9.6 (Anexo 4 y 5). 5.3 DETERMINACIÓN DE INOCULACIÓN CON EM MÁS EFICIENTES EN LAS CAMAS DE COMPOSTAJE En el experimento se probaron dos maneras de inoculación en la fase 1 el To con una regadera de inoculación superficial y el T1 con inoculación dirigida. Se esperaba que el T1 se tuviera los mejores resultados. El objetivo era inyectar EM a los puntos donde probablemente los microorganismos no sobreviven a las altas temperaturas provocando una recolonización. El análisis estadístico de los resultados se hizo mediante las metodologías de Fisher y Duncan y estos fueron los resultados: El To presentó mayor humedad que el T1 atribuida a una menor actividad microbiana. Así también el To mostró mayor concentración de C, lo que indica una menor actividad microbiana, ya que fue utilizado en menor cantidad y existió una menor perdida de CO2. En N no hay diferencia significativa entre los tratamientos. En los macroelementos el T1 fue superior en K, Ca y P. En los microelementos el T1 fue superior en los microelementos Fe, Mn y Mg. Mientras que Zn y Cu no presentaron diferencia significativa (p > 0.05 ver Anexo 4). Por lo anterior podemos decir que la mejor manera de inocular es la dirigida. 5.4 DETERMINACIÓN DEL EFECTO EN LA CALIDAD DEL EM-COMPOST AL AGREGAR CHIPS DE MADERA Los agregados de chips de madera se incorporaron al proceso con la intención de mejorar la aireación y de esta manera aumentar la cantidad de O2 en la pila, provocando una mayor actividad de los organismos. Además este procedimiento permite una mayor evaporación de agua y un mejor drenaje en el material. El efecto fue notorio en la reducción de altura de las camas, y en la menor humedad del material cosechado. Sin embargo es preciso comentar que en esta segunda fase, también se modificó la longitud de la cama, reduciendo el largo y el volumen de la pila, ayudando de igual manera a que el aire circulara mejor, por lo que el efecto no es atribuible únicamente a los agregados de chips.

30

5.5 IDENTIFICIÓN DE LOS DOS PROCEDIMIENTOS (CON CHIPS DE MADERA O SIN CHIPS DE MADERA) TIENE MEJORES RESULTADOS Para identificar el mejor procedimiento se hizo una matriz, donde se cuantificó la calidad del EM-compost, de acuerdo a nuestro criterio técnico. Se asignaron valores numéricos a las variables analizadas de los mejores tratamientos (en base al análisis estadístico Duncan, Anexo 4, 5 y 6). Únicamente se colocó puntaje en la matriz, a los grupos que presentan las mejores características deseadas. De tal manera, que en caso de que existiera un tratamiento superior a todos; en las variables analizadas sumaría 100 pts. De esta forma se colocó en el cuadro 5 los mejores tratamientos y el puntaje se repartió de la siguiente manera: Características físicas: la variable analizada es la humedad. Se le asignó 20 pts por ser una característica importante en lo que respecta al manejo del material en campo y un indicador de la calidad del compostaje. Características químicas: se le asignó 48 pts en total, ya que la función de los abonos orgánicos consiste en enmendar nutrimentos al suelo, reciclar y nutrir los cultivos. Macroelementos: C y N 10 pts c/u. P, K, Ca y Mg 5 pts c/u. Microelementos: Fe, Cu, Zn, Mn 2 pts c/u. Características biológicas: se asignaron 32 pts a las variables de temperatura y pH. La temperatura es muy importante en el proceso ya que es un indicador de actividad biológica, control de patógenos y semillas de malezas. El pH al igual que la temperatura es un indicador de actividad biológica en el proceso. Temperatura: 20 pts pH: 12 pts.

31

Cuadro 5. Matriz comparativa para determinar el mejor procedimiento de EM-

Fase 2

Fase 1

Fa se

s

compost.

at Tr

n ie am

s to

Características Físicas

Humedad

Características Químicas

C

Macroelementos N P K Ca

To

10

T1

10

T2

10

T3

10

T'o

10

T'1

10

T'2 T'3

Características Biológicas

20

10

20

10

Temperatura

pH 10

5

2

17

2 5

10 5 10

Mg

Total

Microelementos Fe Cu Zn Mn

2 5

5

5

5

5

5

2

5

5

2

12

2

2

21

2 5

24 32

2

2 2

2

20

54

20

72 66

20

En base a la matriz analizada en el cuadro 5 se determino que el T’2 de la fase 2, es el tratamiento que presenta las mejores características físicas, químicas y biológicas. Además se comprobó que los tratamientos de la fase 2, son los que presentan mejores características en comparación a la fase 1. Lo que nos permite afirmar que el procedimiento de la fase 2, es el que mostró los mejores resultados. 5.6 COMPARACIÓN DE LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN DE LOS DOS SISTEMAS: CONVENCIONAL Y CON AIRE FORZADO La comparación de costos que se puede observar en el cuadro 6 muestra una gran diferencia entre los dos sistemas de producción de EM-compost. La disminución de costos con el sistema de aire forzado es básicamente, por el menor requerimiento de mano de obra comparada con el sistema de producción convencional. Además con el sistema propuesto se puede seguir disminuyendo los costos fijos ya que se puede incrementar la producción con las mismas instalaciones, herramientas, maquinarias y mano de obra. Así también el tiempo de producción del EM-compost se puede reducir de 21 días a 14 días como se demuestra en el comportamiento de temperaturas. La disminución del tiempo de producción ayudaría a maximizar el uso mensual de las instalaciones pasado de 1.4 ciclos/mes a 2.1 ciclos/mes.

32

Cuadro 6. Comparación de los costos de producción de EM-compost convencional y EM-compost con aire forzado (fase 1 y fase 2).

Costos

Cantidad

Unidad

Frecuencia

EM-compost convencional

EM-compost con A.F. fase 1 Valor

Costos Fijos

EM-compost con A.F. fase 2

($)

1235.63

735.05

735.05

150.80 1084.50

150.80 542.25 *

150.80 542.25 *

0

41.67

41.67

Instalaciones

384

m

Mano de obra

2

personas

Bomba de inyección de aire Herramientas Palas Tridentes Carretilla Sacos

1

máquina

Depreciación mensual mensual Depreciación mensual

2 3 1 3985

unidades unidades unidad sacos

mensual mensual mensual mensual

0.19 0.09 0.05 0.00

0.19 0.09 0.05 0.00

0.19 0.09 0.05 0.00

5 1 158 1 50.16

personas

mensual mensual mensual mensual mensual

891.10 130.90 0.00 0.00 399.00 0.00

929.54 130.90 32.52 0.00 399.00 5.92

929.54 130.90 32.52 0.00 399.00 5.92

99789.8 59873.88 4.75 0.17 24 12

Kg Kg L Barril 3 m 3 m

mensual mensual mensual mensual mensual mensual Total

0.00 0.00 0.00 4.46 356.74 0.00 2126.73

0.00 0.00 0.00 4.46 356.74 0.00 1664.59

0.00 0.00 0.00 4.46 178.37 ** 178.37 1664.59

Costos Variables Mano de obra ocasional Mantenimiento Agua Transporte Energía eléctrica Materia Prima Pinzote de banano Banano de rechazo EM Melaza Asserrín Chips de madera

m

2

3

Kw/hora

* Pago mensual de una persona. ** 12 m3 de aserrín.

33

6 CONCLUSIONES

La investigación de Valle (2004) fue validada estadísticamente ya que el sistema de producción EM-compost es técnicamente viable y económicamente rentable para la Empresa Agro-comercial de EARTH. El lapso de aireación más eficiente para el sistema de producción de EMcompost es cada 6 días ya que al final del proceso se obtiene un material de características físicas, químicas y biológicas de mejor calidad. Para la inoculación de EM en las camas de compostaje, el método más eficiente es la inoculación dirigida en comparación a la inoculación superficial. Los chips de madera ayudan a mejorar la textura del material lo que facilita la circulación de aire en la cama. Esta característica produce una mayor pérdida de agua en forma de vapor ya que las temperaturas son más altas, lo que estimula una mayor actividad biológica debido a una mejor circulación del oxígeno. Sin embargo, el efecto de oxigenación no es atribuible por completo a el efecto de los chips, ya que al acortar la cama y mantener el tiempo e intensidad de aireación es un factor que pudo influenciar la cantidad de oxigeno por m3. El sistema de producción de EM-compost con aire forzado y chips de madera como agregado es el que presenta mejores resultados de calidad en comparación al sistema con aserrín como agregado. La rentabilidad del sistema de producción de EM-compost con aire forzado es superior al sistema convencional de la Empresa Agro-comercial. En la comparación de costos entre los dos sistemas de producción se determinó que el más económico es el de aire forzado por la disminución de mano de obra.

34

7 RECOMENDACIONES Se recomienda evaluar diferentes intensidades de aplicación de aire a las camas de compostaje en el proceso. Esta recomendación esta basada en los efectos demostrados por la disminución de longitud de las camas (antes 9m y ahora 4.5m), ya que al disminuir el volumen se esta inyectando más aire. Es necesario encontrar, la concentración y cantidad adecuada de EM para inocular las camas de compostaje con el fin de tener una buena inoculación y un buen uso del recurso. Analizar el efecto físico, biológico y químico de los agregados y la reducción en la longitud de las camas por separado. Reutilizar el aserrín de la capa superficial de las camas de EM-compost. Es decir al momento de la cosecha, retirar la capa superficial de aserrín. De esta forma se estaría llevando al campo un compostaje con menos cantidad de aserrín, mejorando la relación C:N del material. Encontrar la proporción adecuada de aserrín y residuo de banano para obtener un producto con menos humedad. Así también se podría agregar otros materiales ricos en N, para alcanzar una relación C:N adecuada de 1:30. Utilizar los lixiviados del sistema y para ello sería recomendable una investigación que demuestre la cantidad obtenida durante el proceso y la calidad de los mismos para uso directo en plantaciones vegetales. En la presente investigación dejamos el supuesto de que la cosecha se puede realizar en el día 14 basándose en el comportamiento de la temperatura.

35

8 BIBLIOGRAFÍA CITADA APNAN (Asia Pacific Natural Agriculture Network, TH). 1999. Kyusei nature farming and the technology of effective microorganism: guidelines for practical use. Bangkok, TH. 44 p. Bradley, M; Ellis, BW. 1997. Encyclopedia of organic gardening. Emmaus, PA, Rodale Press. 690 p. CENAP (Centro Nacional de Acción Pastoral, CR). 1992. Hagamos abono orgánico. San José, CR, CENAP. 48 p. Cruz M, S. 1986. Abonos orgánicos. México, MX. UACH. 129 p. Dalzell, H. et al. 1987. Soils management: compost production and use in tropical and subtropical environments. Boletín FAO Soils no. 56:20-28. What is EM?:points of using EM technology. 2003. EcoPure 1:24-27 Universidad EARTH. Empresa Agro-comercial. (2005). Datos financieros de la Empresa Agro-comercial EARTH. Guácimo, CR. s.p. Epstein, E. 1997. The science of composting. Pennsylvania, US, Lancaster-Basel. 483 p. Fassbender, HW; Bornemisza, E. 1987. Química de suelos con énfasis en los suelos de América Latina. San José, CR, IICA. 420 p. Foth, HD. 1987. Fundamentos de la ciencia del suelo. México, MX, CECSA. 433p. Fundación Güilombé. 1995. Principios y prácticas de la agricultura orgánica en el trópico. San José, CR, UNA. 86p. Fundación Mokita Okada. 1998. Microorganismos eficaces (EM) y EM-Bokashi en la agricultura natural. Sao Paulo, BR, Centro de Pesquisa, Ipeúna. 23 p. Higa, T. 2002. Una revolución para salvar la tierra. Okinawa, JP, EM Research Organization. 332 p. Infoagro. 2004. Compostaje (en línea). San José, CR. Consultado 17 Jul. 2005. Disponible en http://www.infoagro.com/abonos/compostaje.asp Martin, DL; Gershuny, G. 1992. The rodale book of composting: easy methods for every gardener Pennsylvania, US, Rodale Press. 278 p. NRAES (Northeast Regional Agricultural Engineering Service, US). 1992. On-farm composting handbook. New York, US, Bx Ryank R. 186 p.

36

Shintani, M; Tabora, P. 2000. Bokashi: abono orgánico fermentado, tecnología tradicional adaptada para una agricultura sostenible y un manejo de desechos modernos. Universidad EARTH. Guácimo, CR, 25 p. Valle C, R. 2004. Evaluación de dos sistemas de producción de EM-compost elaborado con desechos de banano (Musa AAB. Gran enano) en la Universidad EARTH, Costa Rica. Trabajo de Graduación Lic. Ing. Agr. Guácimo, CR, Universidad EARTH. 67 p. Xu, H; Parr, JF; Umemura H. 2000. Nature farming and microbial applications. New York, US. Food Products Press. 402 p.

37

9 ANEXOS

DESPERDICIO AÑO 2005 DIA 03/01/2005 04/01/2005 05/01/2005 07/01/2005 08/01/2005 10/01/2005 11/01/2005 13/01/2005 14/01/2005 15/01/2005 17/01/2005 19/01/2005 20/01/2005 21/01/2005 22/01/2005 25/01/2005 26/01/2005 27/01/2005 28/01/2005 29/01/2005 31/01/2005 01/02/2005 03/02/2005 04/02/2005 05/02/2005 07/02/2005 08/02/2005 10/02/2005 11/02/2005 12/02/2005 14/02/2005 15/02/2005 17/02/2005 18/02/2005 19/02/2005 21/02/2005 22/02/2005 24/02/2005 25/02/2005 26/02/2005 28/02/2005 01/03/2005 03/03/2005 04/03/2005 05/03/2005 07/03/2005 08/03/2005 10/03/2005 11/03/2005 12/03/2005 14/03/2005 16/03/2005 17/03/2005 18/03/2005 19/03/2005 21/03/2005 22/03/2005 23/03/2005 26/03/2005 28/03/2005 29/03/2005 30/03/2005 31/03/2005 01/04/2005 02/04/2005 04/04/2005 05/04/2005 06/04/2005 07/04/2005 08/04/2005

Kilogramo 3,673 2,925 2,740 3,422 4,918 1,954 4,442 822 2,759 1,063 1,514 1,975 2,976 2,134 5,725 1,253 1,370 801 1,598 1,758 1,428 3,570 908 2,215 4,479 738 2,835 1,279 2,102 4,205 1,438 2,514 1,763 1,315 3,886 3,545 3,978 2,919 1,238 2,593 984 1,777 1,896 912 534 1,308 1,334 1,712 1,046 1,203 4,514 2,065 1,333 1,284 2,193 2,484 3,143 4,412 2,518 5,005 4,372 4,625 3,995 16,129 2,219 2,853 1,487 1,914 3,366 3,346

09/04/2005 11/04/2005 12/04/2005 14/04/2005

4,968 1,886 2,393 1,433

DIA 15/04/2005 16/04/2005 18/04/2005 19/04/2005 21/04/2005 22/04/2005 23/04/2005 25/04/2005 26/04/2005 28/04/2005 29/04/2005 30/04/2005 02/05/2005 03/05/2005 04/05/2005 05/05/2005 06/05/2005 07/05/2005 09/05/2005 10/05/2005 11/05/2005 12/05/2005 13/05/2005 14/05/2005 16/05/2005 17/05/2005 18/05/2005 19/05/2005 20/05/2005 21/05/2005 23/05/2005 24/05/2005 25/05/2005 26/05/2005 27/05/2005 28/05/2005 30/05/2005 01/06/2005 02/06/2005 03/06/2005 04/06/2005 06/06/2005 07/06/2005 09/06/2005 10/06/2005 11/06/2005 13/06/2005 14/06/2005 16/06/2005 17/06/2005 18/06/2005 20/06/2005 21/06/2005 23/06/2005 24/06/2005 25/06/2005 29/06/2005 30/06/2005 01/07/2005 02/07/2005 05/07/2005 07/07/2005 08/07/2005 09/07/2005 12/07/2005 14/07/2005 15/07/2005 16/07/2005 Total Promedio desperdicio Kg/día

Kilogramo 2,986 4,693 2,971 7,293 3,804 3,689 7,707 1,325 814 4,090 5,288 4,003 1,923 2,586 1,792 4,860 5,078 5,758 4,776 1,921 2,418 3,561 3,020 8,590 4,226 2,990 3,648 2,984 1,649 472 1,142 1,484 2,860 579 1,138 840 1,699 3,127 1,237 1,069 1,919 1,193 3,082 1,281 1,057 1,545 972 783 1,020 2,515 3,244 965 2,082 728 670 700 2,799 5,260 1,848 917 1,903 3,203 3,255 3,255 2,373 1,814 2,920 909

375,718 2,646

Anexo 1. Datos de los desechos de banano de la Finca Agrocomercial 2005.

41

Anexo 2. Medidas de las camas de EM-compost para la primera y segunda fase de experimentación. Primera Fase de Experimentación

Segunda Fase de Experimentación

Anexo 3. Diagrama de las parcelas de muestreo en las camas de EM-compost para la primera y segunda fase de experimentación. Primera Fase de Experimentación

42

Segunda Fase de Experimentación

43

Anexo 4. Análisis estadístico de la fase 1. Variable: Carbono _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 17.94 5.98 4.34 0.014

Variable: Hierro. _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 32526.96 10842.32 2.72 0.067

Error 24 33.08 1.37 _________________________________________________ Total 27 51.03 _________________________________________________ C.V. = 3%

Error 24 95526.00 3980.25 _________________________________________________ Total 27 128052.96 _________________________________________________ C.V. = 30%

Variable: Nitrógeno _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 0.22 0.072 1.62 0.21

Variable: Cobre. _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 4.68 1.56 3.64 0.027

Error 24 1.07 0.045 _________________________________________________ Total 27 1.29 _________________________________________________ C.V. = 17%

Error 24 10.29 0.43 _________________________________________________ Total 27 14.96 _________________________________________________ C.V. = 10%

Variable: Fósforo _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 0.019 0.006 7.05 0.002

Variable: Zinc _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 92.11 30.70 4.72 0.01

Error 24 0.021 0.001 _________________________________________________ Total 27 0.040 _________________________________________________ C.V. = 18%

Error 24 156.00 6.50 _________________________________________________ Total 27 248.11 _________________________________________________ C.V. = 15%

Variable: Potasio _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 4.768 1.589 7.58 0.001

Variable: Manganeso. _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 1015.43 338.48 2.01 0.13

Error 24 5.034 0.210 _________________________________________________ Total 27 9.802 _________________________________________________ C.V. = 12%

Error 24 4042.29 168.43 _________________________________________________ Total 27 5057.71 _________________________________________________ C.V. = 19%

Variable: Calcio _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 0.038 0.013 7.98 0.001

Variable: pH _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 16.92 5.64 3.69 0.0257

Error 24 0.038 0.002 _________________________________________________ Total 27 0.075 _________________________________________________ C.V. = 11%

Error 24 36.65 1.53 _________________________________________________ Total 27 53.57 _________________________________________________ C.V. = 14%

Variable: Magnesio _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 0.014 0.005 7.34 0.001

Variable: Humedad _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p _________________________________________________ Tratamientos 3 216.60 72.20 4.75 0.001

Error 24 0.016 0.001 _________________________________________________ Total 27 0.030 _________________________________________________ C.V. = 12%

Error 24 354.46 15.19 _________________________________________________ Total 27 581.10 _________________________________________________ C.V. = 5%

44

Fase 1: Análisis de Duncan Variable: Hierro _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 257.00 7 T3

Variable: Carbono _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 45.3 7 To A

45.0

7

T2

B

220.14

7

T1

A

44.6

7

T3

B

191.43

7

T2

B 43.2 7 T1 _________________________________________________

C 165.29 7 To _________________________________________________

Variable: Nitrógeno _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 1.3343 7 T3

Variable: Cobre _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 7.0000 7 T3

A

1.3100

7

T1

A

6.7143

7

T2

A

1.2714

7

T2

B

6.1429

7

T1

A 1.1086 7 To _________________________________________________

B 6.0000 7 To _________________________________________________

Variable: Fósforo _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 0.20000 7 T1

Variable: Zinc _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 19.714 7 T3

A

0.18143

7

T3

A

17.000

7

T2

B

0.14286

7

T2

B

15.429

7

T1

B 0.13857 7 To _________________________________________________

B 15.143 7 To _________________________________________________

Variable: Potasio _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 4.4271 7 T1

Variable: Manganeso _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 78.143 7 T3

A

4.1714

7

T3

A

72.143

7

T1

B

3.5100

7

T2

B

66.429

7

T2

B 3.4786 7 To _________________________________________________

B 62.143 7 To _________________________________________________

Variable: Calcio _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 0.38714 7 T3

Variable: pH _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 9.8014 7 T1

A

0.37571

7

T1

A

9.6243

7

T3

B

0.30857

7

T2

B

8.5214

7

To

B 0.30857 7 To _________________________________________________

C 7.9229 7 T2 _________________________________________________

Variable: Magnesio _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 0.24143 7 T1

Variable : Humedad _________________________________________________ Agrupación de Duncan Media n tratamiento _________________________________________________ A 85.943 7 To

B

0.21143

7

T3

B

81.075

7

T2

B

0.20857

7

T2

B

79.286

7

T1

B 78.817 7 T3 _________________________________________________

C 0.17714 7 T0 _________________________________________________

45

Anexo 5. Análisis estadístico de la fase 2. Variable: Carbono _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 3.08 1.03 1.25 0.311

Variable: Hierro _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 93021.58 31007.20 0.57 0.640

Error 28 23.03 0.82 __________________________________________________ Total 31 26.11 __________________________________________________ c.v.= 2%

Error 28 1525916.65 54497.02 __________________________________________________ Total 31 1618938.24 __________________________________________________ c.v.= 54%

Variable: Nitrógeno _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 0.06 0.021 3.17 0.0398

Variable: Cobre _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 0.38 0.13 0.95 0.428

Error 28 0.18 0.007 __________________________________________________ Total 31 0.25 __________________________________________________ c.v.= 7%

Error 28 3.75 0.13 __________________________________________________ Total 31 4.13 __________________________________________________ c.v.= 9%

Variable: Fósforo _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 0.05 0.018 1.97 0.142

Variable: Zinc _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 240.94 80.31 4.18 0.015

Error 28 0.26 0.009 __________________________________________________ Total 31 0.31 __________________________________________________ c.v.= 117%

Error 28 538.06 19.22 __________________________________________________ Total 31 779.00 __________________________________________________ c.v.= 18%

Variable: Potasio _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 0.15 0.05 0.35 0.789

Variable: Mn _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 100.72 33.57 1.59 0.215

Error 28 3.95 0.14 __________________________________________________ Total 31 4.10 __________________________________________________ c.v.= 7%

Error 28 593.03 21.18 __________________________________________________ Total 31 693.75 __________________________________________________ c.v.= 6%

Variable: Calcio _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 0.006 0.002 1.22 0.321

Variable: pH ________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 0.95 0.32 2.76 0.061

Error 28 0.048 0.002 __________________________________________________ Total 31 0.054 __________________________________________________ c.v.= 8%

Error 28 3.20 0.11 __________________________________________________ Total 31 4.15 __________________________________________________ c.v.= 3%

Variable: Magnesio _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 0.003 0.0009 2.34 0.095

Variable: humedad _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Tratamientos 3 254.08 84.69 2.05 0.1301

Error 28 0.011 0.0003 __________________________________________________ Total 31 0.014 __________________________________________________ c.v.= 8%

Error 28 1158.66 41.38 __________________________________________________ Total 31 1412.74 __________________________________________________ c.v.= 8%

46

Fase 2. Análisis de Duncan Variable: Carbono ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 40.6075 8 T1 A

40.0838

8

T2

A

39.8625

8

To

Variable: Hierro ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 488.5 8 T2

A 39.8338 8 T3 ___________________________________________

1.12625

8

T2

B

1.09250

8

T1

8

T2

A

0.05000

8

T3

To

A

381.4

8

T1

A

4.2875

8

T1

A

4.2225

8

T2

A 4.1900 8 To ___________________________________________

Variable: Fósforo ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 0.15000 8 T1 0.07500

8

Variable: Cobre ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 4.4725 8 T3

C 1.04375 8 T3 ___________________________________________

A

482.2

A 374.1 8 T3 ___________________________________________

Variable: Nitrógeno ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 1.16375 8 To A

A

Variable: Zinc ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 28.188 8 T3

A 0.05000 8 To ___________________________________________

B

24.938

8

T1

B

23.875

8

T2

C 20.500 8 To ___________________________________________

Variable: Potasio ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________

Variable: Manganeso ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 75.876 8 T2

A

5.1375

8

T2

A

5.0875

8

T1

A

75.711

8

T3

A

5.0863

8

T3

A

73.251

8

To

A 4.9538 8 To ___________________________________________

A 71.626 8 T1 ___________________________________________

Variable: Calcio ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 0.53625 8 T1

Variable: pH ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 10.0038 8 T2

A

0.52000

8

T2

A

9.9713

8

T1

A

0.51250

8

To

A

9.9038

8

To

A 0.49750 8 T3 ___________________________________________

A 9.5713 8 T3 ___________________________________________

Variable: Magnesio ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 0.271250 8 T1

Variable: Humedad ___________________________________________ Agrupación de Duncan Media n Fase ___________________________________________ A 80.813 8 To

B

0.256250

8

T2

A

77.665

8

T1

B

0.251250

8

To

A

74.258

8

T2

A 73.879 8 T3 ___________________________________________

C 0.246250 8 T3 ___________________________________________

47

Anexo 6. Análisis estadístico fase 1 vrs fase 2 Variable: Carbono _________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p __________________________________________________ Fases 1 26.13 26.13 26.96 0.0002

Variable: Hierro ______________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p ______________________________________________________ Fases 1 97051.0 97051.0 4.05 0.0654

Error 13 12.60 0.97 __________________________________________________ Total 14 38.72 ___________________________________________________ c.v.= 2%

Error 13 311672.7 23974.8 ______________________________________________________ Total 14 408723.7 ______________________________________________________ c.v.= 51%

Variable: Nitrógeno __________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p ___________________________________________________ Fases 1 0.18 0.18 9.19 0.0097

Variable: Cobre ______________________________________________________ Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Variación libertad Cuadrados medio F p ______________________________________________________ Fases 1 12.85 12.85 47.28