vermicompostaje: una alternativa para el reciclado...
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Estación Experimental del Zaidín. EEZ-CSIC. Granada
Dr. Rogelio Nogales Vargas-Machuca
Vermicompostaje: una alternativa para el
reciclado/valorización de residuos orgánicos
Investigador científico del CSIC
Presidente de la Red Española de Compostaje
Grupo de investigación
RELACIONES PLANTA-SUELO (AGR 138)
ESTACION EXPERIMENTAL DEL ZAIDIN (EEZ-CSIC)
c/ Profesor Albareda, 1, 18008-Granada
Reciclado de residuos orgánicos agroindustriales y urbanos mediante
vermicompostaje para la obtención de bioenmiendas.
Aplicación de bioenmiendas para el control químico y biológico de
contaminantes orgánicos (plaguicidas, fármacos) y para la biorrecuperación de
suelos y aguas contaminadas.
Caracterización y manejo de agrosistemas ecológicos, integrados y convencionales y
de cultivos protegidos.
Líneas de investigación
VERMICOMPOST
MEJORA DE LA CALIDAD AGRÍCOLA Y AMBIENTAL DE LOS SUELOS
VERMICOMPOSTAJE
Microorganismos Lombrices
LOMBRICES UTILIZADAS EN VERMICOMPOSTAJE
Dendrobaena venataEisenia fetida Eisenia andrei Dendrobaena rubida
Eudrilus eugeniae Perionix excavatusLumbricus rubellus Lampito mauritii
Ciclo biológico de Eisenia fetida /E. andrei
2.5-3.8 individuos/cápsula
0.35-0.55 cápsulas/días 21-30 días
Intercambio
de esperma
Individuo adulto
(clitelado)
18-26 días
Cápsula
Intervienen un gran número de microorganismos (bacterias,
hongos, actinobacterias) y participan diferentes actividades
enzimáticas que modifican la composición química y
microbiológica del material orgánico ingerido y excretado
TEMPERATURA
Temperaturas comprendidas entre 10 y 35 ºC
Eisenia óptimo: 20 -29 ºC
HUMEDAD
Humedad comprendida entre 50 y 90 %
Eisenia óptimo: 75 -85 %
pH
comprendido entre 5 y 9
Eisenia óptimo: 7
Contenido de sales
Inferior al 0.5 % ( o CE < 7 dS m-1)
Contenido de amonio
Inferior a 0.5 mg g-1
PARÁMETROS DEL PROCESO DE VERMICOMPOSTAJE
Utilización de Nuevos
Residuos Orgánicos
Retener humedad para que sean accesibles a la lombriz.
Permitir el paso del aire y el drenaje del exceso de agua.
Tener un tamaño de partícula no muy grueso ( < 3 cm).
Tener una relación C/N entre 20 y 30 (aunque es posible transformar
residuos con un amplio rango de C/N: 10-50).
Tener un escaso contenido en metales pesados, sales y contaminantes
orgánicos.
Tener poco contenido en sustancias minerales.
No presentar un alto contenido en proteínas.
TIPOS DE RESIDUOS ORGÁNICOS. REQUISITOS
RESIDUOS ORGÁNICOS CONVENCIONALES
Estiércoles de caballar, vacuno, ovino, caprino, porcino
RESIDUOS DE LA AGROINDUSTRIA DEL OLIVAR
Orujos 3 fases
Alperujo
Orujillo
Sarmientos Orujos vinicolas agotados
Orujos + Lias
Lodos de vinazas
RESIDUOS DE LA AGROINDUSTRIA VITIVINICOLA
RESIDUOS VEGETALES DE CULTIVOS DE INVERNADERO
Destrios
Matas de cultivos
LODOS DE DEPURADORA DE DIFERENTE ORIGEN
Lácteos Papeleras
Municipales
¿Como desarrollamos los procesos
de vermicompostaje con estos
nuevos residuos orgánicos?
ESCALA MICROCOSMOS
• Conocer la viabilidad de los residuos ensayados, sólos o
acondicionados, como alimento de lombrices.
• Seleccionar aquellos substratos más adecuados
Crecimiento de lombrices
• Desarrollar y optimizar el proceso de vermicompostaje bajo
condiciones controladas utilizando los substratos seleccionados en
la escala microcosmos
• Monitorizar el proceso de vermicompostaje mediante el empleo de
biomarcadores
• Evaluar el potencial fertilizante de los vermicomposts obtenidos
ESCALA LABORATORIO O MESOCOSMOS
ESCALA PILOTO o MACROCOSMOS
• Desarrollar, optimizar y monitorizar el proceso de vermicompostaje
bajo condiciones ambientales y a gran escala para su transferencia al
sector empresarial
• Generar abonos o enmiendas orgánicas rentables susceptibles de ser
utilizados en el sector agrícola o como
regeneradores/bioremediadores de suelos
Sistema tradicional Sistema continuo
¿Qué parámetros analizamos
durante los procesos de
vermicompostaje?
EVOLUCIÓN DE LAS LOMBRICES INOCULADAS
2
6
10
14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Semanas
Bio
ma
sa g
Orujo
vinicola
Lodo vinaza Estiercol
Meses
Bio
ma
sa g
30
60
90
120
0 1 2 3 4 5 6
Total Cliteladas No cliteladas
Alperujo +
Estiércol
CAMBIOS QUÍMICOS
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
pH COT Hemicelulosa Celulosa Lignina TKN P2O5 K2O C/N SH
% C
cmb
io
280 Orujo vinicola Lodo vinaza Estiercol
-90
-60
-30
0
60
120
Na Fe Mn Cu Zn
%
Vermicompostaje
Maduración
Alperujo
CAMBIOS DE LAS ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS
0
200
400
600
800
0 1 2 3 4 5 6
Meses
µg
INTF g
-1h-
1
y = -47,702x2
+ 283,96x + 154,38
R2
= 0,6028 P<0,05
Deshidrogenasa
0
50
100
150
0 1 2 3 4 5 6
Meses
mgPN
Pg
-1h
-1
y = -5,9762x2+ 55,857x + 1,2619
2R = 0,9009 P<0,05
ß-Glucosidasa
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6
Meses
mgPN
Pg-1
h-1
y = -24,607x + 204,82
R2= 0,6597 P<0,05
Fosfatasa
0
200
400
600
0 1 2 3 4 5 6
Meses
µg
NH
4g-1
h-1
y = -27,833x2+ 226,64x + 11,19
R2= 0,7343 P<0,05
Ureasa
0
200
400
600
800
0 1 2 3 4 5 6
Meses
µg
INTF g
-1h-
1
0
200
400
600
800
0 1 2 3 4 5 6
Meses
µg
INTF g
-1h-
1µg
INTF g
-1h-
1
y = -47,702x2
+ 283,96x + 154,38y = -47,702x2
+ 283,96x + 154,38
R2
= 0,6028R2
= 0,6028 P<0,05
Deshidrogenasa
0
50
100
150
0 1 2 3 4 5 6
Meses
mgPN
Pg
-1h
-1
y = -5,9762x2+ 55,857x + 1,2619
2R = 0,9009 P<0,05
0
50
100
150
0 1 2 3 4 5 6
Meses
mgPN
Pg
-1h
-1m
gPN
Pg
-1h
-1
y = -5,9762x2+ 55,857x + 1,2619
2R = 0,9009 P<0,05
y = -5,9762x2+ 55,857x + 1,2619
2R = 0,9009
2R = 0,9009R = 0,9009 P<0,05
ß-Glucosidasa
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6
Meses
mgPN
Pg-1
h-1
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6
Meses
mgPN
Pg-1
h-1m
gPN
Pg-1
h-1
y = -24,607x + 204,82
R2= 0,6597 P<0,05
y = -24,607x + 204,82
R2= 0,6597 P<0,05
Fosfatasa
0
200
400
600
0 1 2 3 4 5 6
Meses
µg
NH
4g-1
h-1
0
200
400
600
0 1 2 3 4 5 6
Meses
µg
NH
4g-1
h-1
µg
NH
4g-1
h-1
-1h
-1
y = -27,833x2+ 226,64x + 11,19
R2= 0,7343 P<0,05
y = -27,833x2y = -27,833x2+ 226,64x + 11,19
R2= 0,7343R
2= 0,7343 P<0,05
Ureasa
CAMBIOS DE POBLACIONES MICROBIANAS
Biodiversidad
Utilización de Técnicas Moleculares
Funcionalidad
DGGE
Compochip
PCR Pirosecuenciación
Microresp
PLFA
CAMBIOS DE POBLACIONES MICROBIANAS
Target organism Probe
<5%Acidovorax avenae KO201
5—15%Acinetobacter calcoaceticus KO340
15—25%Actinomyces KO268
>25%Agrobacterium tumefaciens KO273Alpha proteobacteria KO240Azotobacter beijerinckii KO277Azotobacter vinelandii KO280B. anthracis, cereus, mycoides, thuringiensis KO290Bacilus pumilus KO641Bacteroides KO484Brevundimonas KO612Brevundimonas KO614Brevundimonas/Caulobacter KO609Brevundimonas/Caulobacter KO610Chloroflexi KO633Chryseobacterium KO495Derxia gummosa KO501Enterobacteriaceae D KO246Enterococcus KO623Enterococcus/Lactobacillus KO389Delta proteobacteria KO639Flavobacteria KO615Flavobacterium/Flexibacter KO616Flavobacterium/Flexibacter KO617Lactobacillus maltaromicus KO401Firmicutes KO319Microbacterium KO515Microbacterium KO516Microbacterium KO517Micromonospora KO520Mycobacterium KO523Nocardia brasilense KO422Paracoccus denitrificans KO427Paracoccus denitrificans KO429Planctomycetes KO29Pseudomonas KO535Pseudomonas KO536Pseudomonas KO537Pseudomonas aeruginosa KO12Pseudomonas alcaligenes KO211Pseudomonas alcaligenes KO437Pseudomonas alcaligenes-stutzeri KO439Saccharomonospora KO547Salmonella KO245Sphingobacterium KO548Sphingobacterium KO549Sphingobacterium KO550Sphingobacterium KO551Staphylococcus aureus KO552Stenotrophomonas maltophilia KO243Streptomyces KO629Streptomyces KO630Streptomyces KO631Streptomyces KO632Thermomonospora chromogena KO10Verrucomicrobia KO28Xylella-Xantho-Stenotrophomonas KO241Xylella-Xantho-Stenotrophomonas KO242
CMDTWWOB
-2,50
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
-1,00 -0,50 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50
P/L 2/1i
P/L 1/1i
P/L 1/1f
P/L 2/1f
-1,50
Li
Lf
Ef
Ei
V
P
Inoculación
lombrices
Retirada
lombrices
0
25
50
75
100
% H
um
edad
PR
EA
CO
ND
ICIO
NA
MIE
NT
O
VERMICOMPOSTAJE
MADURACIÓN
ETAPAS DEL PROCESO DE VERMICOMPOSTAJE
¿Qué obtenemos del proceso de
vermicompostaje?
Residuo Orgánico (1000 kg)
Vermicompost Sólido (500-700 kg)
Lombrices (70-100 kg)
VERMICOMPOSTAJE
Extracto Húmico
de Vermicompost
Harina de lombrices (7-10 kg)
Lixiviados de
Vermicompostaje
Té de Vermicompost (1000-3000 L)
Fármacos
Vermicomposts o Humus de lombriz Analizado, caracterizado, optimizado
Abono orgánico ecológico
Equilibrado en nutrientes
Con abundantes microorganismos
RD 56/2013 (1) (2) (3) (4)
Real Decreto 506/2013, de 28 de junio, sobre productos fertilizantes
(1) Vermicompost mezcla de alperujo y estiercol
(2) Vermicompost mezcla de sarmientos y lodo de vinazas
(3) Vermicompost mezcla de residuos vegetales de invernadero y lodos de papelera
(4) Vermicompost mezcla de lodos lacteos y lodos de papelera
Análisis de vermicomposts obtenidos
¿Para que utilizamos los
vermicompost obtenidos?
Utilización de vermicomposts para la protección del suelo
Control de plaguicidas y otros contaminantes
DIFUSIÓN DE LOS RESULTADOS
ACTIVIDADES DE DIVULGACIÓN
VERMICOMPOSTAJE DOMÉSTICO
Taller. “Reciclando en casa con lombrices”
Pie de cría
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Compostaje (REC) integra las
actividades de profesionales
relacionados con la gestión
sostenible de residuos
orgánicos.
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