Análisis Físico y Químico de Fertilizante Organico Biol. Jonatan de La Rosa Méndez

INSTITUTO TECNOLGICO DEL ALTIPLANO DE TLAXCALA

ANLISIS FSICO Y QUMICO DE FERTILIZANTE ORGANICO (BIOL)

PRODUCIDO POR BIODIGESTORES A PARTIR DE ESTIERCOL DE

GANADO

Jonatan de la Rosa Mndez

No. de control: 07960042

MEMORIA DE RESIDENCIA PROFESIONAL

INGENIERA EN AGRONOMA

Xocoyucan, Tlax. Febrero, 2012

S N E S T

S G C

IMNC IMNC RSGC RSGC -- 247247

CERTIFICADO BAJO LA CERTIFICADO BAJO LA NORMA ISO 9001:2000NORMA ISO 9001:2000

S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



SECRETARA DE EDUCACIN PBLICA SUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR

DIRECCIN GENERAL DE EDUCACIN SUPERIOR

TECNOLGICA

S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



S N E S T

S G C



La presente memoria de residencia profesional denominada ANALISIS FISICO

Y QUIMICO DE FERTILIZANTE ORGANICO (BIOL) PRODUCIDO POR

BIODIGESTORES A PARTIR DE ESTIERCOL DE GANADO fue elaborada por

Jonatan de la Rosa Mndez, estudiante de la carrera de Ingeniera en

Agronoma como requisito para acreditar la residencia profesional, bajo la

revisin y aprobacin de los asesores que se indican:

________________________________

M.C. Samuel Tabe Roldan

ASESOR INTERNO

________________________________

Ing. Irene Snchez de la Rosa

ASESOR EXTERNO

________________________________

Ing. Eduardo Sanos Carrillo

REVISOR

________________________________

Ing. Ral Serrano Meza

REVISOR

__________________

Jonatan de la Rosa Mndez

RESIDENTE

Xocoyucan, Tlax. Febrero, 2012

NDICE

Pag.

INDICE DE CUADROSiv

I INTRODUCCIN .................................................................................................................. 1

1.1 Justificacin ....................................................................................... 3

1.2 Objetivos ............................................................................................ 4

1.2.1 Objetivo general ............................................................................ 4

1.2.2 Objetivos especficos ..................................................................... 4

1.3 Problemas a Resolver .......................................................................... 5

1.4 Alcances y Limitaciones ...................................................................... 6

II REVISIN DE LITERATURA ...................................................................... 7

2.1 Manejo del Estircol ........................................................................... 7

2.1.1 Asuntos Medioambientales ........................................................... 7

2.1.2 Tcnicas ....................................................................................... 8

2.1.3 Sistema Ganadero Enfocado ......................................................... 9

2.2 Impacto .............................................................................................. 9

2.2.1 Impacto Medioambiental Positivo .................................................. 9

2.2.2 Impacto Medioambiental Negativo ................................................ 10

2.3 Los fertilizantes orgnicos .................................................................. 11

2.3.1 Los conceptos bsicos ................................................................. 11

2.3.2 Los fertilizantes ........................................................................... 11

2.3.3 Las categoras de los fertilizantes ................................................. 12

ii

2.4 Sobre los fertilizantes orgnicos ......................................................... 12

2.4.1 Definicin ................................................................................... 12

2.5 Riesgos respecto al estircol animal ................................................... 13

2.6 Tratamientos para disminuir los riesgos ............................................ 14

2.7 Los tipos de tratamiento .................................................................... 14

2.7.1 Los tratamientos pasivos ............................................................. 14

2.7.2 Los tratamientos activos .............................................................. 16

2.8 Propiedades de los fertilizantes (orgnicos) ......................................... 16

2.9 Introduccin de la fermentacin anaerbica para la produccin de

biogs y fertilizantes orgnicos ................................................................ 18

2.9.1 Datos sobre la calidad y composicin del biol y biosol .................. 18

2.10 Biol (fertilizante liquido) .................................................................. 19

2.10.1 Ventajas del uso del Biol como fertilizante ................................. 19

2.10.2 Biosol (fertilizante solido similar a la Compost) .......................... 20

2.10.3 Ventajas en el uso del biosol (fertilizante solido) ......................... 20

III METODOLOGA ..................................................................................... 21

3.1 Caracterizacin del rea .................................................................... 21

3.2 Muestreo y anlisis. ........................................................................... 21

3.3 Descripcin de las actividades a realizar ............................................ 22

3.3.1 pH ............................................................................................... 22

3.3.2 Conductividad elctrica ............................................................... 22

3.3.3 Determinacin de Nitrgeno del biol (micro-Kjeldahl) ................... 23

iii

3.3.4 Determinacin de Fosforo (mtodo de Olsen) ................................ 24

3.3.5 Determinacin de Potasio ............................................................ 25

IV RESULTADOS Y DISCUSIN ................................................................. 26

4.1 Propiedades fsicas del biol ................................................................ 26

4.1.1 pH ............................................................................................... 26

4.1.2 Conductividad elctrica (C.E.) ...................................................... 27

4.1.3 Nitrgeno .................................................................................... 28

4.1.4 Resultados de fosforo (P) .............................................................. 29

4.1.5 Resultados de potasio (K) ............................................................. 30

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 31

5.1 Conclusiones ..................................................................................... 31

5.2 Recomendaciones .............................................................................. 31

VI LITERATURA CITADA ............................................................................ 33

ANEXOS .................................................................................................... 35

INDICE DE CUADROS

iv

Cuadro 1. Resultados pH ........................................................................... 26

Cuadro 2. Valores de pH ............................................................................ 27

Cuadro 3. Resultados de C.E. .................................................................... 27

Cuadro 4. Valores de C.E. .......................................................................... 28

Cuadro 5. Resultados Nitrgeno. ................................................................ 28

Cuadro 6. Interpretacin de Nitrgeno total. .............................................. 29

Cuadro 7. Resultados fosforo. .................................................................... 29

Cuadro 8. Interpretacin de fosforo. ........................................................... 30

Cuadro 9. Resultados de Potasio. ............................................................... 30

Cuadro 10. Parmetros de interpretacin de potasio. ................................. 31

1

I INTRODUCCIN

Aunque a raz de la llamada Revolucin Verde algunos beneficios trados por

la mejora de los rendimientos agrcolas son innegables, tambin resulta

incuestionable la multiplicacin de los impactos negativos que en trminos

ambientales ha acarreado. Entre ellos, la contaminacin de ecosistemas

debido al uso indiscriminado de plaguicidas y fertilizantes, la deforestacin

de bosques y selvas, el agotamiento de mantos acuferos, la prdida de

biodiversidad gentica, la erosin del suelo, la salinizacin y anegamiento de

suelos muy irrigados, la extraccin excesiva de combustibles fsiles y la

liberacin de gases que producen el efecto invernadero, entre otros.

Por tal motivo, en el mundo hay en este momento una tendencia creciente

para obtener y consumir productos inocuos generados sin emplear insumos

sintticos, como insecticidas, herbicidas o fertilizantes inorgnicos.

En consecuencia, el diseo e instrumentacin de sistemas agroecolgicos de

produccin sostenida, en los que la adaptacin y adopcin de alternativas

tecnolgicas a menudo facilita el dilogo entre los saberes tradicionales y los

modernos, beneficia tanto a los agricultores como a los consumidores. A los

primeros, en tanto que en sus propiedades se alarga la vida econmica y la

rentabilidad del suelo, del agua y del aire despus de reducir la

contaminacin de manera significativa; a los segundos, porque tienen la

seguridad de consumir productos naturales, libres de qumicos y con un alto

valor nutritivo.

Si bien es cierto que al conjunto de actividades agrcolas diversas se les

puede identificar en funcin del grado de alteracin que introducen en un

sistema de produccin y de la inocuidad del producto generado, en este caso

haremos alusin a diversos tpicos donde se procura el desarrollo de una

agricultura sostenible a travs de procesos que excluyen el uso de materiales

sintticos (Capistrn, F., Aranda, E. y Romero, J.C. 2001)

2

El Biodigestor (Sistema Biobolsa) est diseado para brindar al usuario, de

manera sencilla y econmica, una solucin para el tratamiento de sus

desechos orgnicos (incluyendo heces de animales y humanos), produciendo

energa renovable y, como producto adicional, un potente fertilizante

orgnico.

En los tiempos actuales es una preocupacin constante, para todos los

agricultores, el incrementar la calidad y cantidad de sus cosechas; as mismo

mejorar y aumentar su ingreso econmico.

Una de las posibilidades de desarrollo agrcola, es el uso de Biol, que por su

gran bondad bioestimulante, ayuda a mejorar el crecimiento y desarrollo de

las plantas, producido en forma natural y econmica. Para su preparacin se

utilizan insumos que se encuentran disponibles en la granja como: el

estircol fresco, ceniza y agua, enriqueciendo mediante la adicin de suero de

leche, orina animal, entre otros.

Los problemas actuales para implementar el esquema de desarrollo

sostenible en la agricultura se relacionan principalmente con las dificultades

conceptuales y con la falta de metodologas operacionales. La agricultura

sostenible abarca varios mbitos, como la preservacin de recursos

naturales, las tecnologas limpias, las tecnologas de bajo costo con el

mnimo uso de insumos industriales, cultivos orgnicos, etc.

3

1.1 Justificacin

La acumulacin del estircol del ganado en lugares donde no es protegido

por los elementos climticos, por un largo tiempo, provoca la perdida de

nutrientes esenciales para la produccin; buscando un mejor

aprovechamiento de los recursos; el uso de biodigestores es una alternativa

en la cual se disminuye la perdida de nutrientes ya que estos se encuentran

en la parte liquida del efluente, se disminuye tambin la acumulacin de

moscas en los montones de estircol, as como la reduccin del mal olor,

siendo una alternativa para el manejo del estircol del ganado.

La Produccin de Abono orgnico (Biol) es una tcnica utilizada con el

objetivo de incrementar la cantidad y calidad de las cosechas. Es fcil y

barato de preparar, ya que solo se utiliza el estircol de animales domsticos

en un tiempo corto (1 - 2 meses). Por ello es importante determinar cual es

el contenido de nutrientes (N, P, K), as como la concentracin de sales y pH,

para su aplicacin en los cultivos.

4

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo general

Determinar las propiedades fsicas y qumicas del biol de ganado bovino y

ovino, obtenido de biodigestores, para la recomendacin del uso y aplicacin

del biol.

1.2.2 Objetivos especficos

1.- Determinar el contenido de Nitrgeno, Fosforo y Potasio (N, P, K), as

como sus propiedades fsicas (pH y conductividad elctrica) del biol de

bovinos.

2.- Determinar el contenido de Nitrgeno, Fosforo y Potasio (N, P, K), as

como sus propiedades fsicas (pH y conductividad elctrica) del biol de ovino.

5

1.3 Problemas a Resolver

El uso de fertilizantes inorgnicos de forma irracional es una de las causas

del deterioro del suelo, ya que estos actan solo en la planta, es por ello que

se busca cambiar su uso por fertilizantes orgnicos que se obtienen por

transformacin de estircol animal, de restos de cosecha, o en general de

desechos orgnicos.

El uso de biodigestores es una alternativa para el manejo de los desechos

orgnicos (estircol), proveniente de las granjas de los pequeos productores,

de estos obtenemos un producto denominado biol, resultado de la

fermentacin del estierco.

El anlisis qumico del biol tiene como propsito determinar el contenido de

nutrientes (N, P, K) que son esenciales para el desarrollo de las plantas. El

principal motivo para la realizacin de estos anlisis, es la generacin de

informacin para su manejo y mejoramiento de la produccin, as como su

impacto en la reduccin de los costos de produccin. Mejorando las

condiciones y calidad de vida de los productores.

6

1.4 Alcances y Limitaciones

La determinacin de los anlisis del biol dar un panorama de su potencial,

para la recomendacin de su aplicacin en los cultivos, y as lograr nutrir la

planta sin la necesidad de utilizar fertilizantes qumicos, mejorando el

rendimiento y rentabilidad.

No solo va a servir para nutrir la planta sino tambin para mejorar las

condiciones del suelo, mejorando su fertilidad y la retencin de nutrientes.

Una de las limitantes es que la calidad del biol depender notablemente de la

alimentacin de los animales del establo, ya que de la calidad del alimento

depender la calidad del biol.

7

II REVISIN DE LITERATURA

2.1 Manejo del Estircol

2.1.1 Asuntos Medioambientales

El manejo del estircol animal se define como un proceso de toma de

decisiones que apunta a combinar la produccin agrcola rentable con

prdidas mnimas de nutrientes del estircol, tanto en el presente como en el

futuro. El buen manejo del estircol minimizar los efectos negativos y

estimular los efectos positivos sobre el medio ambiente. La emisin de gases

y el lavado de nutrientes, la materia orgnica y los olores tienen efectos

indeseables sobre el medio ambiente. La contribucin del estircol a la

nutricin de las plantas y a la acumulacin de materia orgnica en el suelo

es considerada como efecto positivo. Un efecto positivo indirecto es que el uso

del estircol puede ahorrar recursos no renovables usados en la produccin

de fertilizantes inorgnicos.

Los aspectos negativos y positivos del estircol estn estrechamente

relacionados entre s porque las emisiones en un estado temprano

inevitablemente tienen repercusiones en los efectos positivos sobre el suelo y

sobre las cosechas en etapas posteriores. Las cantidades de nutrientes tales

como N, P y K tomadas por el cultivo determinan el valor agrcola del

estircol y dependen de las cantidades de nutrientes emitidas durante el

traspaso desde el animal hasta el cultivo. Cuanto ms grande sea la prdida

de nutrientes, menor ser el valor agrcola del estircol.

8

2.1.2 Tcnicas

Los sistemas de manejo del estircol son altamente diversos:

Pastoreo: distribucin natural de las heces en las pasturas. Prdidas

sustanciales a travs del lavado debido a la distribucin irregular de

las heces y la orina. Volatilizacin de parte del N.

Corrales (kraals): A menudo se usan como mecanismo de fertilizacin

in situ de la tierra arable al mover el corral regularmente. Los

nutrientes del suelo de una gran rea usada para el apacentamiento

son reciclados y se concentran en el rea de cultivo, permitiendo la

produccin en situaciones de pobreza de recursos.

Almacenamiento en lotes secos: La orina no se recolecta y la paja para

lechos es usada de manera muy escasa. Las prdidas de N y K son

altas ya que la mayor parte de la orina se pierde. Parte de los

nutrientes de las heces se pierden por lavado y escorrenta superficial

en el caso de altas precipitaciones y de montones de estircol

descubiertos. El uso de lechos puede capturar parte de la orina por

absorcin y reducir las prdidas.

Almacenamiento de heces lquidas: las heces y la orina se almacenan

juntas. Este mtodo se usa comnmente en sistemas ganaderos

intensivos en los pases OCDE (Organizacin para la Cooperacin y el

Desarrollo Econmicos). Las prdidas por volatilizacin dependen de la

profundidad y el tiempo de almacenamiento.

Lagunas: El estircol lquido, bien sea antes o despus de separar

parte de los slidos, es tratado en lagunas anaerbicas. El material

9

orgnico es descompuesto, mineralizando por lo tanto parte de los

nutrientes. La fase lquida se descarga a las aguas superficiales o se

usa para riego.

Combustible: en varios pases en desarrollo, el estircol se recolecta y

seca para ser quemado como combustible domstico. La mayor parte

del N, el C y el S se pierden durante la combustin. Otros nutrientes

pueden ser reciclados a la tierra cultivable a travs del uso de las

cenizas.

Alimento: el estircol puede ser reciclado como forraje (ganado y peces),

pero este uso es limitado. nicamente el estircol de las aves de corral

es de una calidad razonable. El estircol animal es reciclado en la

produccin pisccola integrada en Asia.

2.1.3 Sistema Ganadero Enfocado

Concierne a todos los sistemas de produccin, pero los sistemas industriales

son los ms implicados en razn de la gran cantidad de estircol producida.

Los sistemas mixtos generalmente incluyen procesamiento y utilizacin del

estircol en los procedimientos agrcolas (FAO, 1999).

2.2 Impacto

2.2.1 Impacto Medioambiental Positivo

Fertilizacin del suelo por aplicacin de estircol: la descomposicin de

la materia orgnica por los microorganismos produce dixido de

carbono (CO2), agua y minerales de los nutrientes vegetales tales como

N, P, S y metales. La mineralizacin es la transformacin de elementos

10

con enlaces orgnicos en nutrientes disponibles para las plantas. La

aplicacin de estircol a los campos de cultivo o a las pasturas

reducir los requerimientos de fertilizante artificial

Mejoramiento de la fertilidad del suelo: se asume que la materia

orgnica que permanece en el suelo despus de un ao de la aplicacin

forma parte del mismo y se descompondr gradualmente con el paso

del tiempo, liberando nutrientes para las plantas.

Mejoramiento de la estabilidad estructural del suelo. La materia

orgnica tambin est involucrada en las propiedades fsicas del suelo,

tales como porosidad, aireacin y capacidad de retencin de agua. Por

lo tanto mejora la estructura del suelo y reduce la vulnerabilidad de

ste a la erosin.

Mejoramiento del potencial del fertilizante inorgnico: la materia

orgnica en el suelo incrementa la capacidad de absorcin de

minerales, reduciendo la prdida de los elementos trados con los

fertilizantes. Los elementos absorbidos son liberados gradualmente

para la nutricin de las plantas.

2.2.2 Impacto Medioambiental Negativo

Emisiones de Amonaco: antes y durante el almacenamiento y durante la

aplicacin a los campos.

Emisin de NOx: ste se forma como un producto secundario del proceso de

desnitrificacin.

Emisin de metano: formado durante la descomposicin del estircol bajo

condiciones anaerbicas.

11

Escorrenta del estircol y de sus componentes hacia el agua superficial:

contribuyendo a la polucin acutica.

Lavado de nitratos y fsforo al agua subterrnea: contribuyendo a la

contaminacin de aguas subterrneas (FAO, 1999).

2.3 Los fertilizantes orgnicos

2.3.1 Los conceptos bsicos

El suelo necesita alimentarse para poder brindarle al hombre productos que

l a su vez necesita para nutrirse. El modo de enfrentar este requerimiento

parte de la forma en que se enfoque el suelo: como ser vivo que ambienta

vida, o slo como elemento inerte al que se le puede ir agregando los

componentes faltantes. En cualquiera de los casos, el suelo (o la propia

planta) recibe sustancias adicionales para la nutricin.

2.3.2 Los fertilizantes

En general, los terrenos empleados para la agricultura demandan de

complementos nutritivos que enriquezcan el suelo. Se hace a travs de

fertilizantes, naturales o sintticos que mejoran la calidad del suelo, y le

ayudan en su tarea de produccin.

La fertilizacin constituye una prctica comn en la agricultura, de ah que

es importante enfatizar en el tipo de la misma y sus correspondientes

implicancias.

12

2.3.3 Las categoras de los fertilizantes

Se distinguen dos: orgnicos e inorgnicos, dependiendo del material

empleado en su preparacin.

Los fertilizantes orgnicos provienen de materiales vegetales o animales, y

son objeto preferente de esta pgina del Curso.

Los fertilizantes inorgnicos se consiguen de procesos qumicos comerciales.

En su uso deben atenderse riesgos de contaminacin qumica, y

eventualmente microbiana al combinarse con agua o por el empleo de equipo

de aplicacin mal mantenido.

2.4 Sobre los fertilizantes orgnicos

2.4.1 Definicin

Los fertilizantes orgnicos se obtienen por transformacin de estircol

animal, de restos de cosecha, o en general de residuos orgnicos. Su

tratamiento conduce a la formacin de abono.

Estos materiales permiten obtener fertilizantes eficaces, y sern seguros si se

preparan adecuadamente. Incluso, cuando se aprovechan desechos

orgnicos, se contribuye a la salud pblica al evitar que se constituyan en

fuente de contaminacin.

La incorporacin del abono enriquece la capacidad del suelo para albergar

una gran actividad biolgica, la cual tiene varias implicancias favorables.

Ayuda a mejorar la estructura del suelo.

Permite la labor de las bacterias ayudando a sintetizar los nutrientes.

Otros elementos despiden antibiticos, y los hay que producen el tpico olor a

tierra mojada.

Tambin existen las auxinas que influyen en el desarrollo de las plantas

vecinas

13

En el intercambio suelo - planta, uno a dos centenares de millones de

bacterias en cada gramo de suelo, pueden vivir de las sustancias del suelo y

de excreciones radiculares entregando a su vez nutrientes.

2.5 Riesgos respecto al estircol animal

El uso sin tratar de materias fecales de origen animal (y humano) se

constituye en un riesgo de contaminacin de los productos, y un peligro en

caso de que estos estn destinados al consumo en fresco.

Los organismos patgenos asociados a estos riesgos pueden ocasionar

enfermedades gastrointestinales, siendo la escherichia coli una de las ms

infecciosas. Se encuentra con frecuencia en las vacas, ovejas y ciervos.

Otros como la salmonella y el cryptosporidium, pueden encontrarse en los

excrementos de origen humano y animal.

La tasa de supervivencia de estos contaminantes es muy elevada,

dependiendo de diferentes factores como el tipo de suelo, el volumen aplicado

de estircol, la acidez del suelo y el momento de la aplicacin.

Como es de esperarse, la aplicacin continua de estircol animal no tratado,

incrementa el riesgo de supervivencia de los patgenos, as como el de

contaminacin de las reas vecinas.

El estircol sin tratar no debe utilizarse como fertilizante por los riesgos

anotados. En la eventualidad de su uso, ser preferible emplearlo en la etapa

de preparacin del terreno y antes de la siembra, procurando que transcurra

el mayor tiempo posible. Se estima que algunas bacterias patgenas pueden

sobrevivir en el estircol por un periodo de un ao, o ms.

Hay tambin que tomar en cuenta que el producto que crece a poca

profundidad o en la superficie, es ms susceptible de contaminarse.

Eventualmente, el efecto del polvo puede contaminar productos a mayor

distancia de la superficie del terreno.

14

2.6 Tratamientos para disminuir los riesgos

Para reducir los riesgos en el uso del estircol, es necesario someterlo a un

proceso de degradacin y descomposicin. La accin de bacterias y hongos

fermenta el material orgnico y lo va estabilizando en la forma de humus.

Los microorganismos que contribuyen en la formacin del abono requieren

de oxgeno, el cual lo toman del existente en los propios desechos.

El alto calor que se genera por el proceso de fermentacin, reduce los riesgos

de contaminacin biolgica. El propio calor acelera el proceso de

descomposicin y deviene en la destruccin de los microorganismos

adversos.

2.7 Los tipos de tratamiento

Para transformar los desechos orgnicos en abono, se dispone de dos tipos

de proceso: pasivos y activos.

En los procesos pasivos, se deja a la naturaleza y las condiciones

ambientales a que favorezcan el proceso de transformacin gradual en

abono.

En los procesos activos se brindan tratamientos para acelerar el proceso de

transformacin, activando justamente las condiciones que requieren los

microorganismos ms favorables para el abono.

2.7.1 Los tratamientos pasivos

El proceso natural de degradacin y descomposicin demanda de un tiempo

para ser efectivo. Ello depende de las propias condiciones naturales como

humedad, temperatura y radiacin solar.

Justamente tomando en cuenta que los microorganismos ms activos en la

formacin de abono, son aerobios (demandan oxgeno). Al no removerse el

15

material, se desarrollan condiciones anaerobias que demoran el proceso de

transformacin.

Justamente el mayor problema que se aduce de este tratamiento es el tiempo

que requiere para reducir significativamente la poblacin de patgenos. La

cantidad de tiempo que se necesita depende de las condiciones ambientales,

la estacin del ao, el origen y tipo de estircol as como de la materia

orgnica empleada.

Sin la remocin del material, las altas temperaturas se concentran en el

interior de la pila, mientras que en la periferia se mantienen temperaturas

ambientales.

De otra parte, los microorganismos que mejor actan en la formacin del

abono, demandan de un nivel adecuado de humedad (40 a 50 por ciento).

Sin remocin, las condiciones de humedad son desiguales y en general

tienden a disminuir, dependiendo de las condiciones ambientales.

Debido a ello, no se recomienda emplear estircol animal no tratado durante

el periodo de cultivo.

Otro factor a tomar en cuenta es el de la temperatura. Al interior de la pila es

recomendable contar con una temperatura del orden de los 54 a 66 grados

Centgrados. Esta temperatura favorece la constitucin y desarrollo de

bacterias termoflicas proclives a la digestin de materia orgnica. Cuando se

alienta el calor, tambin se acelera el proceso de descomposicin, y se

colabora en la eliminacin de microorganismos patgenos.

16

2.7.2 Los tratamientos activos

En estos tratamientos, las pilas del material son sometidas a condiciones que

agilizan los procesos de transformacin en abono. Se induce de manera

artificial su conversin en abono. Bsicamente comprenden las siguientes

actividades.

Remocin de las pilas para favorecer la aireacin.

Control de temperatura y humedad, y uso de aditivos para alcanzar los

niveles necesarios.

El proceso est completo cuando la pila deja de estar caliente. Es la alta

temperatura la que destruye los patgenos. Estrictamente, es recomendable

un anlisis microbiano del abono.

2.8 Propiedades de los fertilizantes (orgnicos)

Los principales fertilizantes con alto contenido de materia orgnica son

el estircol slido, el purn, el estircol semilquido, paja, compost y abono

verde. El estircol slido contiene N orgnico y amoniacal, fsforo, potasio y

micronutrientes como Cu, Zn, Fe, Mn. El lquido o purn tiene un mayor

componente lquido, y por su importante contenido en sales potsicas es

considerado como un abono N-K. Es de efecto rpido, ya que los nutrientes

que contiene se encuentran en su mayor parte en forma fcilmente

disponible.

La paja es pobre en nutrientes, pero suministra materia orgnica degradable,

por ejemplo celulosa, lo que constituye una fuente energtica importante.

Como su descomposicin es lenta, debe enterrarse con gran antelacin a la

siembra.

17

El compost tiene una serie de ventajas con respecto a los materiales

primarios utilizados en su produccin, y es el ms amplio entre los abonos

orgnicos. Para su confeccin se utilizan restos vegetales, animales,

minerales y correctores de pH. En cuanto a estos ltimos si se prev una

reaccin cida, y principalmente si se va a incorporar a tierras cidas, lo

mejor son carbonato clcico o potsico en forma de roca pulverizada o ceniza

de madera. Cuando se tenga un suelo bsico puede incorporarse tierra.

Menos buena es la cal muerta, que es hidrxido de calcio Ca (OH)2, nunca

cal viva; xido de calcio CaO.

El xido de calcio reacciona violentamente con el agua, haciendo que sta

alcance los 90 C. Se forma entonces hidrxido de calcio.

Una materia orgnica humificada o compost de buena calidad tiene

elementos contenidos en cidos hmicos y flvicos, su estructura es

granulosa, esponjosa y se desmenuza con facilidad, es de color oscuro y olor

agradable.

Respecto a los abonos verdes, permiten recuperar los elementos libres,

evitando su prdida por lixiviacin, volatilizacin, etc. Proveen al suelo de

materia orgnica de descomposicin rpida que eleva la vida microbiana.

Estimulan el suelo, atacan la roca madre liberando nutrientes nuevos y

movilizando nutrientes de difcil asimilacin por otras plantas. Aportan N,

mejoran la estructura del suelo y su estabilidad, as como la capacidad de

retencin de agua y drenaje.

Se utiliza intercalado entre dos cultivos, como si fuese un cultivo ms de la

rotacin, asociado a un cultivo mediante todo su ciclo, o asociado a un

cultivo, sembrndolo una vez ya crecido, de forma que quede intercalado

(Villagra, 2000).

18

2.9 Introduccin de la fermentacin anaerbica para la produccin de

biogs y fertilizantes orgnicos

La generacin del biogs es un proceso de fermentacin en ausencia de

oxigeno, en el cual se produce biogs (componente energtico) empleado para

la generacin de electricidad, calefaccin, etc., y bio-fertilizante, el que

presenta muy alta calidad agronmica ya que mejora la absorcin de

nutrientes, promueve el crecimiento de tallos, frutos y races (gracias a las

hormonas vegetales de crecimiento) entre otros beneficios.

Este fertilizante, que en proporcin del peso y el volumen con los residuos

entrantes es 0.9 a 1, es separado en su fase solida, conocida en el mercado

de abonos como biosol y su fase liquida conocida como biol. Ambos

componentes tienen extraordinarias cualidades agronmicas beneficiosas

para los cultivos. El valor de los nutrientes (P, K, N, etc.) del biofertilizante

en comparacin a los residuos entrados es casi 1:1.

2.9.1 Datos sobre la calidad y composicin del biol y biosol

Como resultado de la fermentacin de los residuos se obtiene un fango con

alta calidad fertilizante. Este fango es separado en 2 componentes: el

componente lquido conocido como Biol, el cual representa la mayor parte

del fango resultante y el componente solido conocido como Biosol.

Dependiendo de las caractersticas de los residuos a fermentar, se tiene que

en promedio el fango saliente del biodigestor representa aproximadamente

entre el 85-90% de la materia entrante. De esto, aproximadamente el 90%

corresponde al biol y el 10% al biosol. Estos porcentajes varan segn los

residuos a fermentar y del mtodo de separacin empleado.

19

2.10 Biol (fertilizante liquido)

Es la fraccin liquida resultante del fango proveniente del fermentador o

biodigestor. Este fango es decantado o sedimentado obtenindose una parte

liquida a la cual se le llama Biol. Aproximadamente el 90% del materia que

ingresa al Biodigestor se transforma a Biol. Esto depende naturalmente del

tipo de material a fermentar y de las condiciones de fermentacin.

2.10.1 Ventajas del uso del Biol como fertilizante

El uso del Biol permite un mejor intercambio catinico en el suelo. Con

ello se ampla la disponibilidad de nutrientes del suelo. Tambin ayuda

a mantener la humedad del suelo y a la creacin de un microclima

adecuado para las planta.

El Biol se puede emplear como fertilizante lquido, es decir para la

aplicacin por rociado.

Tambin se puede aplicar junto con el agua de riego en sistemas

automticos de irrigacin.

Siendo el Biol una fuente orgnica de fitoreguladores en pequeas

cantidades es capaz de promover actividades fisiolgicas y estimular el

desarrollo de las plantas, sirviendo para enraizamiento (aumenta y

fortalece la base radicular), accin sobre el follaje (amplia la base

foliar), mejora la floracin y activa el vigor y poder germinativo de las

semillas, traducindose todo esto en un aumento significativo de las

cosechas.

Prueba realizadas con diferentes cultivos muestran que usar Biol solo

sera suficiente para lograr la misma o mayor productividad del cultivo

que empleando fertilizantes qumicos.

20

2.10.2 Biosol (fertilizante solido similar a la Compost)

El biosol es el resultado de separar la parte solida del fango resultante

de la fermentacin anaerobia dentro del fermentador o biodigestor.

Dependiendo de la tecnologa a emplear, este Biosol tratado puede

alcanzar entre 25% a solo 10% de humedad. Su composicin depende

mucho de los residuos que se emplearon para su fabricacin.

2.10.3 Ventajas en el uso del biosol (fertilizante solido)

El uso de este abono hace posible regular la alimentacin de la

planta. Los cultivos son fortalecidos y ocurre una mejora del

rendimiento. El uso del Biosol permite el uso intensivo del suelo

mejorando a la vez la cantidad del mismo.

El Biosol confiere a los suelos arenosos una mayor cohesin

mejorando con ello la retencin de los nutrientes en el suelo.

El Biosol mejora la estructura del suelo y la capacidad de retencin

de la humedad del mismo, esto favorece la actividad biolgica en el

suelo. Mejora la porosidad, y por consiguiente la permeabilidad y

ventilacin (Aparcana S., 2008).

21

III METODOLOGA

3.1 Caracterizacin del rea

Las muestras fueron extradas de diferentes biodigestores con los que cuenta

la empresa, que ascienden a ms de 30, distribuidos en la regin angelopolis

del estado de Puebla, que comprende alrededor de 13 municipios.

La Empresa Sistema Biobolsa es parte del Instituto Internacional de

Recursos Renovables (IRRI) en el programa de biogs y esta ubicada en calle

Amatlan, No. Ext. 37, Piso 1, Colonia Condesa, Mxico D.F. C.P. 06140

RFC: IRR050715O.

Las muestras fueron llevadas al laboratorio de suelos del Instituto

Tecnolgico del Altiplano de Tlaxcala, donde se tiene como objetivos

contribuir a la generacin de informacin a travs de proyectos de

investigacin para el uso y manejo del suelo, en apoyo a los sectores pblico

y privado, mediante la capacitacin y servicios orientados a mejorar las

condiciones del suelo.

3.2 Muestreo y anlisis.

Las muestras fueron tomadas como se muestra en la tabla siguiente.

Tabla 1. Muestras de biol y semana de recoleccin.

Muestra Descripcin Tipo de biol Mes de recoleccin N Productor Tipo de Muestra Bovinos Ovinos Agost. Sept. Oct.

M1 Hern Q. Biol fresco x x x x x M2 Hern Q. Biol 20 das x x x x x

M3 PRONIBAS Biol fresco X x M4 Hern Q. Biol 30 das x x x x

M5 Enrique V. Biol fresco x x x x x

M6 Enrique V. Biol 15 das x x x x x M7 Adn Biol fresco x x

M8 Adn Biol 10 das X x

22

3.3 Descripcin de las actividades a realizar

3.3.1 pH

El pH es un indicador de la acidez de una sustancia. Est determinado por el

nmero de iones libres de hidrgeno (H+) en una sustancia.

El resultado de una medicin de pH viene determinado por una

consideracin entre el nmero de protones (iones H+) y el nmero de iones

hidroxilo (OH-). Cuando el nmero de protones iguala al nmero de iones

hidroxilo, el agua es neutra. Tendr entonces un pH alrededor de 7.

Para la determinacin de pH de la muestras se utilizo un potencimetro,

marca HANNA HI255, previamente calibrado con 2 puntos correspondientes

a soluciones buffer de pH 4 y 7.

Se deben tomar 2 ml de biol y se agregan en un vaso de precipitados de 50

ml, a continuacin se agregan 20 ml de agua destilada, como es una solucin

acuosa no hay agitacin; y se mide. La medicin tambin puede ser directa.

3.3.2 Conductividad elctrica

La conductividad elctrica, se define como la capacidad que tienen las sales

inorgnicas en solucin (electrolitos) para conducir la corriente elctrica.

Se utilizo un conductimetro digital CL8. Se deben colocar 2ml de biol en un

vaso de precipitados de 10ml, se aaden 4ml de agua, se agita y se deja

reposar por 30 minutos. Se lava la celda despus de cada medicin con agua

destilada, se toma la temperatura de la solucin, las lecturas se corrigen por

el factor de temperatura que proporciona el mtodo a utilizar, y se expresa en

mmol o Ds.

23

3.3.3 Determinacin de Nitrgeno del biol (micro-Kjeldahl)

Se extrae 0.5ml de la muestra de biol y se coloca en un matraz de micro-

Kjeldahl seco, se le adicionan 1.1 gr de mezcla de catalizador, 3 ml de cido

sulfrico concentrado, calentar en la unidad digestora a temperatura media

alta hasta que el digestado se tia a un color claro.

Ebullir la muestra por 1 hora a partir del momento en que se torne claro. La

temperatura en esta fase debe regularse de modo que los vapores de cido

sulfrico se condensen en el tercio interior del cuello del tubo de digestin.

Una vez completada esa fase se deja enfriar el frasco y agregar suficiente

agua para colocarla en suspensin, mediante agitacin.

Dejar decantar las partculas de slice evitando la precipitacin de cristales

de sulfato de amonio.

Pasar el contenido lquido a la cmara de destilacin del aparato, lavando el

matraz de digestin con pequeas porciones de agua.

Colocar en el tubo de salida del aparato de digestin un matraz Erlenmeyer

de 125ml que contenga 10ml de la solucin H3BO3 + indicadores.

Conectar el flujo de vapor e iniciar la destilacin. Destilar hasta que el

volumen alcance la marca de los 75ml en el frasco Erlenmeyer.

Determinar el nitrgeno amoniacal presente en el destilado, para ello se

titula con cido sulfrico al 0.01N. el cambio de color de la mezcla de

indicadores en el punto final de la titulacin es de verde a rosa fuerte. Se

prepara blanco siguiendo exactamente el mismo procedimiento que en las

muestras.

24

3.3.4 Determinacin de Fosforo (mtodo de Olsen)

Se deben tomar 2.5 ml de Biol y se colocan en frascos de polietileno.

Se le adicionan 5ml de la solucin extractora y agitar la suspensin, se

recomienda que sea en agitadores de accin reciproca durante 30 minutos a

180 oscilaciones por minuto.

Se debe dejar filtrar a travs del papel filtro Whatman N. 42 u otro.

Preparar blanco a partir de alcuotas de solucin extractora y adicionar todos

los reactivos como en las muestras.

Tomar unas alcuota de 5ml (o 10ml si la concentracin de P es muy baja) del

filtrado y colocarla en un matraz aforado de 50ml.

Agregar 5ml de la solucin reductora, agitar y aforar. Leer despus de 30

minutos, pero antes de una hora a una longitud de onda de 882 nm.

Preparar una curva de calibracin con patrones de 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 y

1.0 mg L-1. De P.

Adicionar un volumen de solucin extractora de NaHCO3 .5 M igual a la

alcuota empleada para medir en las muestras desconocidas.

Llevar a aproximadamente 40ml con agua y adicionar 5ml de la solucin

reductora con cido ascrbico, aforar.

Agitar nuevamente. Leer despus de 30 minutos pero antes de una hora a

882nm.

25

3.3.5 Determinacin de Potasio

Se deben colocar 4ml de extracto en un tubo de ensayo. Se agregan 12 gotas

de formol (formaldehido), se agita y se deja reposar por 5minutos.

Se aaden 2ml de cobaltinitrito de sodio, agitar bien.

Se deben adicionar 4ml de alcohol isopropilico, deslizar lentamente por las

paredes para formar una capa sobre la superficie, agitar durante 30-40

segundos con movimiento rotatorio con la mano. Dejar reposar durante

30minutos en bao mara a temperatura de 27 oC, comparar las muestras

con la curva. Leer a 650 mU (filtro rojo) entre densidades pticas 0.0 y 0.5.

Cada anlisis lleva alrededor de 2 das aproximadamente, estos se

especifican en el cronograma de actividades.

Los resultados obtenidos determinaron:

Alimentacin adecuada del ganado para la obtencin de un buen

biofertilizante.

Composicin del estircol fresco antes de la fermentacin anaerobia, para

saber que entra y que sale (biol). En el caso del biol, determinar una dosis

para su aplicacin en los cultivos.

26

IV RESULTADOS Y DISCUSIN

De acuerdo a las muestras tomadas de los biodigestores de la regin que

fueron analizadas en el Instituto Tecnolgico del Altiplano de Tlaxcala

(Laboratorio de suelos), se obtuvieron los siguientes resultados.

4.1 Propiedades fsicas del biol

4.1.1 pH

De acuerdo a lo adquirido en la determinacin de pH del biol, se obtuvo que

las muestras M2, M5 y M7 mostrar un pH medianamente bsico, y las dems

muestras presentan un pH neutro.

Cuadro 1. Resultados pH Muestra Resultado

M1 7.38

M2 7.52

M3 7.13

M4 7.12

M5 7.4

M6 7.32

M7 7.5

M8 7.21

27

Cuadro 2. Valores de pH Valor pH. Interpretacin

10.0 Fuertemente alcalino

4.1.2 Conductividad elctrica (C.E.)

De acuerdo a la interpretacin del cuadro las muestras analizadas tienen de

1.1 a 2.0, mostrando un efecto muy ligeramente salino.

Cuadro 3. Resultados de C.E. Muestra Resultado

M1 1.32

M2 1.3

M3 1.12

M4 1.14

M5 1.25

M6 1.26

M7 1.08

M8 1.03

28

Cuadro 4. Valores de C.E. C.E. ds*m-1 Efecto

16.0 Muy fuertemente salino

4.1.3 Nitrgeno

De acuerdo al cuadro la concentracin de nitrgeno en las muestras de biol

se encuentran en un rango muy alto, cabe recalcar que los resultados de las

muestras estn determinados en base seca.

Cuadro 5. Resultados Nitrgeno. Muestra (DBS %)*

M1 0.478

M2 0.957

M3 0.239

M4 0.365

M5 0.304

M6 0.478

M7 0.413

M8 0.326

* Determinacin en Base seca

29

Cuadro 6. Interpretacin de Nitrgeno total. Clase Nitrgeno total %

Muy bajo 0.25

4.1.4 Resultados de fosforo (P)

De acuerdo al cuadro siguiente la muestra M4 y M8, tienen un porcentaje alto de fosforo, seguidas de las muestras M1 y M7, los resultados muestran

que a mayor tiempo de almacenamiento hay un incremento de fosforo.

Cuadro 7. Resultados fosforo.

Muestra (DBS %)*

M1 12.72

M2 9.91

M3 9.13

M4 18.57

M5 4.83

M6 4.33

M7 10.43

M8 15.00

* Determinacin en base seca.

30

Cuadro 8. Interpretacin de fosforo. Clase Mg Kg-1 de P

Bajo 11

4.1.5 Resultados de potasio (K)

De acuerdo a los anlisis efectuados respecto a potasio son altas las

concentraciones, nuevamente hay que recalcar que los resultados se

reportan en base a materia seca.

Cuadro 9. Resultados de Potasio. Muestra (K) mg/l

M1 230

M2 457

M3 261

M4 391

M5 226

M6 348

M7 243

M8 304

31

Cuadro 10. Parmetros de interpretacin de potasio. K Interpretacin

300 Alto

32

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Conclusiones

Se puede concluir que el trabajo realizado en el laboratorio de suelos del

Instituto Tecnolgico del Altiplano de Tlaxcala, da una amplia representacin

del contenido de nutrientes en el biol obtenido de los biodigestores.

El anlisis de biol es una prctica que permite calcular una buena

dosificacin del uso de biol en el cultivo, de acuerdo a sus necesidades, sin

hacer un uso irracional del producto. La cantidad y forma de aplicar el biol

vara en funcin del cultivo, tipo y calidad del suelo.

La alimentacin del ganado en las granjas es muy variada de acuerdo a la

regin y poca; por ello la composicin del biol no siempre ser la misma.

El aprovechamiento de los desechos orgnicos (estircol), en los biodigestores

(sistema biobolsa), trae consigo muchos beneficios no solo en la economa del

productor, sino tambin para el medio ambiente y la salud humana, pues

permite un mejor manejo de los residuos.

5.2 Recomendaciones

Para dar una buena recomendacin para el uso del fertilizante orgnico debe

tomarse en cuenta que hay que hacer un anlisis de suelo para saber el

contenido de nutrientes del mismo y recomendar una dosis de aplicacin.

Se recomienda profundizar en las investigaciones sobre el uso de los

fertilizantes orgnicos ya que hay evidencias de que no contaminan ni

degradan la capacidad productiva del suelo, y que son regeneradoras de su

poblacin microbiana; hay estudios que muestran una funcin protectora

del sistema radicular de la planta contra microorganismos patgenos.

33

Se deben hacer ms estudios acerca de los componentes de este tipo de

efluentes que permitan conocer sus propiedades y beneficios para los

cultivos y el suelo.

El desarrollo de esta tecnologa incluye una amplia investigacin, creando

lazos con instituciones interesadas en el fomento de nuevas alternativas para

la produccin de los cultivos.

34

VI LITERATURA CITADA

Aparcana, S. (2008). Estudio sobre el Valor Fertilizante de los Productos del

Proceso Fermentacin Anaerbica para produccin de Biogs.

German ProfEc GmbH. Alemania.

Bizzozero, F. (2006). Biofertilizantes. Nutriendo cultivos sanos. CEUTA

(Centro Uruguayo de Tecnologas Apropiadas). Uruguay.

Felipe, C. (2004). Moreno, U., Primer Curso de Biodigestin, Bioagricultura

Casa Blanca (finca de produccin, investigacin y capacitacin en

agricultura ecolgica y agroecoturismo. Lote 20-Parcelacion Casa

Blanca Pachacmac, Lima Per.

Matheus, Christopher y Van Holde, K.E.(2000). Bioqumica. Addison.

Espaa.

Monroyh, O.; Viniegra G. (1990). Biotecnologas. Para el aprovechamiento de

los desperdicios orgnicos. AGTEDITOR. S. A.

Morales, M. Los Biofertilizantes. Una alternativa productiva, econmica y

sustentable. [Articulo de internet] [www.pa.gob.mx/publica

/rev_36/Marcel%20Morales%20Ibarra.pdf]

Navarro, G. (2000). Qumica agrcola. El suelo y los elementos qumicos

esenciales para la vida vegetal. Mundi-prensa.

35

Fuente electrnica

Orrego, P. Preparacin de fertilizantes a partir de residuos orgnicos. Centro

de Apoyo Rural CEAR. 2004. [Articulo de internet] [http://bpa.peru-

v.com/abono_organico.htm#ABONO_ORGNICO].

Restrepo, J., Abonos Orgnicos Fermentados Experiencias de Agricultores en

Centroamrica y Brasil. 2001. [Articulo de internet]

[http://www.motril.es/fileadmin/areas/medioambiente/ae/presentaci

on/documentos/ABONOSORG%C3%81NICOSFERMENTADOS.pdf]

(consulta, Octubre del 2011)

Villagra E. (2000). Produccin Orgnica: Propiedades de los fertilizantes.

Informe Frutihortcola, Olivcola y Vitcola. [Articulo de internet]

[http://www.imperiorural.com.ar/imperio/estructura/agricultura/ferti

lizantesprop.htm] (Consulta, Agosto del 2011)

http://www.infoagro.com/abonos/compostaje.htm. Disponible en lnea.

(Visitado 26/08/2011).

http://www.fao.org/ag/againfo/programmes/es/lead/toolbox/Tech/20Man

Mgn.htm (Visitado 26/08/2011).

http://www.uaaan.mx/academic/Horticultura/Memhort05/uso_estiercol.pd

f (visitado 26/08/2011)

http://www.exactas.unlpam.edu.ar/academica/catedras/edafologia/practico

s/cap%20de%20int%20cat.htm (visitado 26/08/2011).

36

ANEXOS

Imagen 1. Biobolsa de 12m3

Imagen 2. Muestras de biol

Documents

Análisis Físico y Químico de Fertilizante Organico Biol. Jonatan de La Rosa Méndez