Producción de abonos y enmiendas orgánicas de interés comercial mediante el compostaje de alperujo

Germán Tortosa*, J. A. Alburquerque, G. Ait-Baddi, E. J. Bedmar y J. Cegarra

Grupo de investigación “Metabolismo del Nitrógeno”. Estación Experimental del Zaidín

(EEZ), CSIC. Apartado Postal 419, 18080-Granada

http://www.compostandociencia.com

V Jornadas del Grupo de Fertilización.

Sociedad Española de Ciencias Hortícolas

Granada, 07 de mayo de 2014

“Fertilidad y Sostenibilidad Ambiental”

Evidencia científica de la importancia de la materia orgánica (MO) en el suelo

Mejora propiedades químicas:

Capacidad de cambio iónico

Capacidad tamponante

Procesos redox

Mejora propiedades biológicas:

Biodiversidad

Suelo y materia orgánica

Mejora propiedades físicas:

Estabilidad estructural (acción cementante)

Control de la temperatura y radiación

Control de la humedad

Materia orgánica como factor limitante de la fertilidad de un suelo

Propiedades fertilizantes de la materia orgánica: Sustancias húmicas (ácidos húmicos y fúlvicos). Fracción más activa de la MO. Gran gama de productos agroquímicos comerciales

Residuos orgánicos y compostaje

Inicio del compostaje

8 semanas

Maduro

● Metodología más importante tratamiento de residuos orgánicos. Proceso de compostaje:– Proceso bioxidativo controlado– Gran variedad de microorganismos– Productos de biodegradación de la M.O.:

● CO2

● Agua● Minerales● M.O. estabilizada (características húmicas),

libre de compuestos fitotóxicos y patógenos llamado COMPOST

● Gran variedad y cantidad de residuos orgánicos agroindustriales susceptibles de utilizarlos como fuente de MO en agricultura– Programas de tratamiento eficaces (reducción

toxicidad) para su correcta reutilización

Alperujo● Principal subproducto de la extracción del aceite de oliva:● Orujo de oliva de dos fases (alperujo):

– Alta humedad (difícil manejo)– Residuo ácido– Propiedades muy fitotoxicas (polifenoles)– Rico en carbono orgánico y K– Pobre en N y en P

Calidad agronómica

● Correcta valorización agronómica de los composts

● Normativa para evaluar su calidad. Estandarización internacional compleja. Legislación variable: ECN-QAS en Europa, la STA en EEUU, la RAL en Alemania, la PAS 100 en Inglaterra, etc.

● Parámetros para clasificación.● Tres criterios utilizados:

● Presencia de patógenos● Metales pesados● Materiales inertes

● ¿Y sus propiedades agroquímicas?

Legislación española sobre fertilizantes

● LEGISLACIÓN ESPAÑOLA:– Real Decreto 506/2013, sobre

productos fertilizantes

● Amplísima gama de categorías de productos fertilizantes.

● Referente internacional: enmiendas y abonos inorgánicos y orgánicos al englobarlas conjuntamente

Categorías comerciales

● Posibles categorías para los composts o derivados (cerca de 30):

● GRUPO 2. Abonos orgánicos– Abonos orgánicos nitrogenados de origen vegetal– Abonos orgánicos NPK de origen animal y vegetal

● GRUPO 3. Abonos órgano-mineral:– Nitrogenado, Nitrogenado con Turba, Nitrogenado con lignito o Leonardita,

Nitrogenado líquido y Nitrogenado líquido con Turba– NPK, NPK con Turba, NPK con lignito o Leonardita, NPK líquido y NPK líquido

con Turba – NP, NP con Turba, NP con lignito o Leonardita, NP líquido y NP líquido con

Turba – NK, NK con Turba, NK con lignito o Leonardita, NK líquido y NK líquido con

Turba – PK, PK con Turba, PK con lignito o Leonardita, PK líquido y PK líquido con

Turba ● GRUPO 6. Enmiendas orgánicas:

– Enmienda orgánica húmica– Enmienda orgánica composts– Compost de AlperujoCompost de Alperujo (Reconocimiento importancia agronómica)

Objetivos del trabajoViabilidad técnica de la elaboración de enmiendas y abonos orgánicos sólidos y líquidos de interés comercial mediante el compostaje del alperujo

Sobre peso Sobre peso fresco (%)fresco (%)

Sobre peso Sobre peso seco (%)seco (%)

AL+GAL+G 51 + 4951 + 49 37 + 6337 + 63AL+G+FeAL+G+Fe 51 + 48 + 151 + 48 + 1 36 + 62 + 236 + 62 + 2

AL+G+PAL+G+P 51 + 48 + 151 + 48 + 1 36 + 62 + 236 + 62 + 2

AL+SAL+S 65 + 3565 + 35 57 + 4357 + 43AL+S+FeAL+S+Fe 65 + 34 + 165 + 34 + 1 56 + 42 + 256 + 42 + 2

AL+S+PAL+S+P 65 + 34 + 165 + 34 + 1 56 + 42 + 256 + 42 + 2

● Compostaje del alperujo con estiércoles

● COT/NT entre 25-30

● Máquina retroexcavadora

● Pilas trapezoidales

● Volteos mecánicos

● Control de humedad

Desarrollo del compostaje

ResultadosProceso del compostaje

Compostaje

● Caracterización agroquímica de los composts:

– pH alcalino (menor con aditivos)

– CE baja (aditivos la aumentan pero sin limitar el potencial agronómico)

– Elevado contenido en MO (lignocelulósica)

–

–

– Alto grado de humificación (25-40% AH)

– NORG predominante (2%) (AL+G>AL+S)

– Incremento cuantitativo de Fe y P

– Metales pesados: ● Clase A: AL+G● Clase B: El resto

IG>70%, exento de fitotoxicidad y madurez

Caracterización de los composts

El coste total para producir 60 t de composts de AL fue de 2150 € (36 € por t de compost obtenido ó 31 € por t de AL tratado). Los costes se distribuyeron de la siguiente manera:

– 1. Materia prima utilizada: Seis pilas de 20 t cada una (120 t en total), distribuidas de la siguiente manera: 69,6 t de AL, 29,0 t de G, 20,6 t de S, 0,4 t de Fe y 0,4 t de P. El AL fue suministrado por la almazara sin coste alguno. Los estiércoles y los aditivos minerales ricos en Fe y P costaron 1050 € en total (incluido el transporte).

– 2. Maquinaria de compostaje: El compostaje se llevó a cabo en una instalación al aire libre cerca de la almazara dedicada al almacenamiento del AL (sin costo adicional). Se utilizó una máquina retroexcavadora para la preparación de las mezclas de compostaje y los volteos de las pilas. Todo ello representó un total de 25 horas de trabajo (240 €)

– 3. Coste laboral: Se necesitaron dos operarios para llevar el manejo de las pilas. El tiempo total de trabajo requerido fue de 35 horas, con un coste total de 630 €.

– 4. Consumo de agua: Se instaló un sistema de riego por aspersión para mantener la humedad de las pilas al 40%, que costó 200 €. El consumo total de agua fue de 40 m3, con un coste de 30 €.

Coste de producción

ResultadosExtracción líquida de materia orgánica

Extracción de carbono orgánico

● KOH 1M consiguió el doble que 0,1M

● AH, la principal componente

● Tiempo de extracción aumentó el carbono orgánico (24h)

● Más concentrado a relaciones de extracción bajas

● Calor aumenta el carbono orgánico (2-4 horas)

Extraction Ratio (Weight to Volume)

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

TO

C/T

N

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

H2O (25ºC)

1M KOH (25ºC) 1M KOH (70ºC)

Caracterización agroquímica de los extractos

● KOH 1M mucho más que con agua, especialmente con calor

● Gran parte incorporada en los AH

● Calor y relación de extracción aumenta los nutrientes

ResultadosEvaluación según la legislación vigente

Tabla 4.5.1.1. Principales características de los composts de AL (s.m.s.) en relación con los requisitos mencionados en el Real Decreto 824/2005, de 8 de julio, sobre productos fertilizantes (y la correspondiente Orden PRE/630/2011, de 23 de marzo, por la que se modifican los anexos I, II, III, IV, V y VI de dicho Real Decreto).

AL+G AL+G+Fe AL+G+P AL+S AL+S+Fe AL+S+P (1) (2) (3) (4)

1,2,3MO (%) 74 76 75 56 57 59 45 25 35 2Extracto húmico

total (%) 7 14 9 9 8 7 5

1Polifenoles (%) 0,2 0,2 0,3 0,2 0,1 0,1 <0,8 2AH (%) 5 11 6 7 5 4 3

1,3,4COT/NT 19 19 19 13 14 15 <20 <20 <15 4NT (%) 2 2 2 2 2 2 1

4P2O5 (%) 1 1 1 1 1 1 1 4K2O (%) 3 2 2 3 3 2 1

4NT + P2O5

+ K2O (%) 6 5 5 6 6 5 4

1Composts de AL, 2Enmienda orgánica húmica, 3Enmienda orgánica compost y 4Abono orgánico NPK de origen animal y vegetal. Nota: los contenidos mínimos en nutrientes están referidos según la legislación a porcentaje en masa del producto comercial.

– Grupo 2. Abono orgánico NPK de origen animal y vegetal

– Grupo 3. Abonos órgano-minerales– Grupo 6. Compost de AL– Grupo 6. Enmienda orgánica

húmica– Grupo 6. Enmienda orgánica

compost

Todos los composts

● Adecuación para enmiendas y abonos orgánicos sólidos:

AL+G y AL+SAL+G y AL+S

Ninguno (Fe y P): N, P y K

AL+S

Abonos sólidos

Tabla 4.5.2.1. Principales características de los extractos obtenidos a partir de los composts de AL en relación con los requisitos del Real Decreto 824/2005, de 8 de julio, sobre productos

fertilizantes (y la correspondiente Orden PRE/630/2011, de 23 de marzo, por la que se modifican los anexos I, II, III, IV, V y VI de dicho Real Decreto).

AL+G AL+G+Fe AL+G+P AL+S AL+S+Fe AL+S+P

MOH (25ºC) NT (%) 0,07 0,06 0,05 0,06 0,06 0,06 COT (%) 0,68 0,60 0,53 0,55 0,57 0,62 P2O5 (%) 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01 0,02 K2O (%) 0,09 0,08 0,09 0,13 0,13 0,13 P2O5 + K2O (%) 0,10 0,09 0,11 0,14 0,15 0,15 NT + P2O5 + K2O (%) 0,17 0,15 0,16 0,19 0,20 0,20

MOAS (25ºC) NT (%) 0,37 0,38 0,39 0,38 0,35 0,33 COT (%) 3,75 3,80 3,97 3,89 3,64 3,54 P2O5 (%) 0,02 0,05 0,05 0,02 0,02 0,02 K2O (%) 4,33 4,34 4,33 4,39 4,23 4,23 P2O5 + K2O (%) 4,35 4,38 4,37 4,41 4,25 4,25 NT + P2O5 + K2O (%) 4,72 4,76 4,76 4,79 4,60 4,58

MOAS (70ºC) NT (%) 0,65 0,64 0,60 0,60 0,60 0,61 COT (%) 6,35 6,41 6,30 6,32 6,23 6,12 P2O5 (%) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 K2O (%) 4,58 4,64 4,57 4,59 4,57 4,59 P2O5 + K2O (%) 4,63 4,69 4,62 4,64 4,61 4,64 NT + P2O5 + K2O (%) 5,28 5,33 5,22 5,24 5,21 5,25

● Grupo 3. Abonos órgano-minerales: NPK Líquido, NP Líquido, NK Líquido y PK Líquido

NINGUNO: No N y P

MOAS (70ºC): sí COT y K

– Mezcla con otros abonos inorgánicos y orgánicos se conseguirían

hasta 20 posibilidades más

Abonos líquidos

Conclusiones

● Compostaje es una técnica viable y económica para producir abonos y enmiendas orgánicas de interés comercial a partir de alperujo

● Composts de alperujo, Enmienda orgánica húmica, Enmienda orgánica compost, Abono órgano-mineral NPK de origen animal y vegetal y 19 categorías de Abonos órgano-minerales, tanto en su forma sólida como líquida (mezcla con otros abonos orgánicos/inorgánicos)

● La principal desventaja de su uso como fertilizante líquido está en el contenido en nitrógeno (principalmente de naturaleza orgánica) y el fósforo, no en el K o el carbono orgánico

● Recomendaciones para la elaboración de abonos líquidos:– KOH 1M, 24 horas de extracción, relación de extracción de 1:3-

1:5, pocas horas de calor (70ºC) y fuente adicional de N y P (ej: ácido nítrico y fosfórico)

Conclusiones

Experiencias con pimiento