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Este tipo de residuos de origenurbano se genera y se generaráen un futuro de forma diaria y
puntual, lo que le confiere unas carac-terísticas especiales para considerarlocomo una fuente de materia orgánicapara los suelos ya que debido a su ori-gen urbano, la mayor parte de la ma-teria orgánica que contienen es muybioactiva, por lo que su empleo ensuelos áridos es enormemente intere-sante, (Moreno, 1997).
Las características del lodo produci-do en una determinada estación de-puradora de aguas residuales (EDAR)dependen, no solo del origen del in-fluente que llega a la depuradora, sinotambién de la tecnología y tipo de de-puración, del tratamiento final a queson sometidos, y de la época del año(Moreno, 1985).
Antes de su uso para reciclaje en elsuelo como fuente de materia orgáni-ca, se deben catalogar los lodos como“aptos”o “no aptos”, para lo cual de-bemos estudiar su composición y pro-piedades. Las principales característi-cas que deben ser consideradas en loslodos de EDAR son:
• su contenido en materia seca, queinfluye en su tratamiento, transpor-te y utilización posterior.• la cantidad de materia orgánica yde elementos fertilizantes que con-tienen. La cual condicionará su utili-zación como abono.
• el contenido en materiales indesea-bles y tóxicos, que pueden limitar suutilización y exigir la adopción demedidas de precaución en su elimi-nación.
En la Tabla 1, se muestra el rango devalores de pH y conductividad eléctri-ca encontrado en los lodos de EDAR,así como la oscilación de los conteni-dos de materia orgánica y nutrientes.En ella se observa como los lodos dedepuradora constituyen un residuo ri-co en materia orgánica, lo cual es unaspecto fundamental para su aplica-ción a suelos pobres en uso agrícola,puesto que es precisamente de mate-ria orgánica de lo que carecen estossuelos. Los lodos también poseen unelevado contenido en nitrógeno debi-do a su origen, claramente proteico, yen fósforo, procedente posiblementede los detergentes, ambos nutrientesconsiderados como indispensablespara un suelo agrícola de calidad. Laeficacia de los lodos como fertilizantesdepende de diversos factores tales co-
El compost de lodo de EDAR
[ ALTERNATIVA PARA LA MEJORA DE LA CALIDAD DEL SUELO Y LA PRODUCCIÓN DEL OLIVAR ]
[Dossier ]
La puesta en marcha del
Plan Nacional de
Saneamiento y Depuración
de Aguas Residuales 1995-
2005, supone un paso
importante en cuanto a la
protección de la calidad del
agua y del medio hídrico en
nuestro país.
Este avance en lo que
respecta a depuración de
aguas plantea un problema
de residuos derivado de la
misma, como es la correcta
gestión de los lodos
generados en las plantas
depuradoras.
Agricultura Septiembre 07I600
Fertilización
!Irene RodríguezCarlos García Mª Teresa HernándezDepartamento de Conservaciónde suelos y aguas y manejo deresiduos orgánicos.C.E.B.A.S.-C.S.I.C. Murcia, España
Tabla 1: Composición media de lodos de depuradora sobre muestra seca
Parámetros Valor mínimo y máximo
Conductividad Eléctrica (dS m-1) 0,8-11
pH 6-12
Materia Orgánica (g•kg-1) 500-800
Relación C/N 5-8
Nitrógeno (g•kg-1) 20-60
Fósforo (P2O5) (g•kg-1) 20-50
Potasio (K2O) (g•kg-1) 5-10
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mo el tipo de suelo y tipo de cultivo,existiendo gran controversia respectoa esto (Gallardo-Lara and Nogales,1987). A pesar de ello, una ventaja dellodo como residuo orgánico frente alos fertilizantes inorgánicos es el seruna fuente gradual de nutrientes(Kropisz and Rusell, 1978).
Los niveles de potasio son relativa-mente bajos puesto que este elementose encuentra formando sales solubles,que permanecen en el agua una vez fi-nalizado el proceso de depuración queorigina los lodos.
La utilización de este tipo de residuoejerce una clara mejora sobre la cali-dad del suelo. Dicha mejora se apreciaen las propiedades físicas, fisico-quí-micas, nutricionales y microbiológi-cas del suelo, si bien es en este último
aspecto donde es más patente la in-fluencia positiva de los lodos deEDAR. Esto es debido a la calidad dela materia orgánica que dichos resi-duos contienen, la cual mantiene unaalta carga microbiana. Una de las ma-neras de recuperar en los suelos su ca-lidad y fertilidad perdidas es la mejo-ra de su actividad microbiana, que ha-rá poner en marcha los ciclos biogeo-químicos de elementos tan importan-tes, como el C, N, P y S, mejorando asíla funcionalidad del suelo.
Sin embargo, como ya se ha indica-do anteriormente, los lodos de depu-radora disponen también de aspectosnegativos como son su contenido, aveces excesivo, en metales pesados.Esto merece especial atención debidoa su peligrosidad. A priori, no deberí-amos encontrarnos con este problemaya que se trabaja con lodos obtenidosde la depuración de aguas urbanas,sin embargo, debido a pequeñas in-dustrias urbanas (talleres de automó-viles, laboratorios, etc.) así como a laintroducción dentro de las líneas deaguas urbanas de aquellas proceden-tes de industrias periurbanas, es hastacierto punto normal que aparezcan,en mayor o menor medida, contami-nantes de este tipo. Cuando el conte-nido en metales pesados es excesivo,superando los límites establecidos porla legislación vigente (Según Real De-creto 1013/1990, por el que se regulala utilización de los lodos de depura-ción en el sector agrario), el lodo debeser descartado para su uso en el suelo.
La elevada salinidad de los lodos, estambién un factor negativo a tener encuenta, aunque puede ser enmascara-do este aspecto negativo por los bene-ficios que confiere al suelo la aplica-
ción del lodo. La excesiva salinidad,junto con los metales pesados, son as-pectos negativos de los lodos no subsa-nables por el proceso de compostaje,de ahí su importancia en cuanto a sudetección y descarte del reciclado en elsuelo de los lodos en caso de apareceren exceso estos componentes.
Otros problemas para el empleo agrí-cola de los lodos pueden venir deriva-dos de un exceso de materia orgánicalábil, lo cual le confiere característicasno deseables, ya que este material seencontrará sometido a continuos cam-bios debido al uso que los microorga-nismos hacen de esa materia orgánicalábil. Entre estas características se en-cuentra la producción de malos olores,
los cuales son debidos a la producciónde ciertos compuestos volátiles duran-te la degradación de esta materia orgá-nica, así como la producción de ácidosorgánicos de bajo peso molecular decarácter fitotóxico.
La presencia de microorganismospatógenos así como de metabolitosorgánicos fitotóxicos (restos de pla-guicidas, etc.) que en ocasiones pue-den aparecer en los lodos, son tam-bién aspectos indeseables de los lodosfrescos.
Estos aspectos negativos de la utili-zación de los lodos frescos pueden sersoslayados mediante un proceso deestabilización de la materia orgánicacontenida en los mismos: compostaje.
Este proceso, no solo permite elimi-nar o reducir los factores negativos ci-tados anteriormente (eliminación depatógenos, eliminación de metaboli-tos orgánicos diversos y exceso demateria orgánica lábil, mal olor, etc.),sino que realizado de modo adecuadopermitirá la obtención de un productode calidad, compost, que no solo ser-virá como fuente de materia orgánicapara suelos, sino que puede abrir el
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!Los lodos de depuradora
constituyen un residuo rico en
materia orgánica, y es este un
aspecto fundamental para su
aplicación a suelos pobres en
uso agrícola
“
FertilizaciónE
l compostaje se define como un proceso biooxidativo controlado,
en el que intervienen numerosos y variados microorganismos y
que requiere una humedad adecuada y sustratos orgánicos
heterogéneos. Este proceso implica el paso por una etapa termofílica y
una producción temporal de fitotoxinas, dando al final como producto
de los procesos de degradación, dióxido de carbono, agua y minerales,
así como una materia orgánica estabilizada, libre de fitotoxinas y
dispuesta para su uso sin que provoque fenómenos adversos.
El producto resultante del proceso de compostaje y maduración es el
compost, que está constituido por una materia orgánica estabilizada
semejante al humus, con poco parecido con la original, puesto que se
habrá degradado dando partículas más finas y oscuras. Será un
producto inocuo y libre de sustancias fitotóxicas, cuya aplicación al
suelo no representara riesgo para las plantas o el medio ambiente, y
que permitirá su almacenamiento sin posteriores tratamientos ni
alteraciones.
Foto 1: Zona labrada en las
oliveras con tratamiento
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abanico de posibilidades de uso, au-mentando el contenido en sustanciashúmicas, o actuando como bioestimu-lantes del desarrollo vegetal o en elbiocontrol de plagas.
El presente estudio se planteó con elobjeto de evaluar el efecto de la adi-ción de compost de lodo de EDAR adosis agrícola, tanto sobre el rendi-miento del olivar como sobre la cali-dad del suelo al que se adiciona y enparticular sobre su actividad micro-biana.
Como ya hemos comentado ante-riormente, los microorganismos delsuelo son un aspecto fundamental enla calidad del mismo, puesto que sonestos microorganismos los que confie-ren al suelo su capacidad productiva,activando los ciclos biogeoquímicosde los principales macronutrientes,permitiendo así que estén disponiblespara las plantas.
Material y Métodos
El estudio se llevó a cabo en una fin-ca situada en la comarca del altiplanode la Región de Murcia, al noroeste dela ciudad de Yecla, que es una zonacon tradición de viñedos y olivos, enparticular, y cultivos de secano en ge-neral. Sus suelos son principalmentecalizos y pobres en materia orgánica
pero muy sanos y aptos para la explo-tación agrícola.
El compost utilizado como agenteenmendante, procedía de la EstaciónDepuradora de Aguas ResidualesMurcia-Este, y se obtuvo sometiendouna mezcla de lodo de depuradora yserrín de pino, en proporción 1:1, a unproceso de compostaje rápido en re-actor vertical. La duración del procesode compostaje en el reactor fue de unasemana aproximadamente, seguidade un largo periodo de almacena-miento en sacas de rafia, durante elcual se desarrolló el proceso de madu-ración.
La finca abarca una superficie culti-vada de 1,16 hectáreas con 228 olive-ras. Para este estudio se eligió una zo-na con 98 oliveras distribuidas en 9hileras, 6 de estas hileras (con 63 oli-veras en total), fueron tratadas concompost a razón de 25 kg/árbol(5t/ha) y las 3 hileras restantes (con35 oliveras en total), se dejaron sintratar para que sirvieran de referencia(control). La cantidad estipulada decompost se distribuyó alrededor deltronco de cada olivera con posteriorlabrado de la tierra para homogenei-zar bien el producto, tal como se re-presenta en las fotos 1 y 2.
El suelo se muestreó en el momentode la aplicación del compost y cuatromeses después, con el fin de observarel efecto de la enmienda orgánica so-bre las características del suelo. Cadazona se muestreó por triplicado y ca-da una de estas muestras estaba cons-tituida por diferentes tomas aleato-
rias mezcladas y homogeneizadas. Enestas muestras se determinaron pará-metros físico-químicos (pH y conduc-tividad eléctrica) y nutricionales(contenido en N, P, K), así como pa-rámetros microbiológicos y bioquí-micos (respiración, contenido en ma-teria orgánica, carbohidratos y carbo-no hidrosoluble) indicativos de la ca-lidad microbiológica de ese suelo.Asimismo se determinó el contenidoen metales pesados (Cu, Cd, Cr, Zn,Pb, Ni), con el fin de asegurarnos deque el compost no introducía canti-dades preocupantes de estos elemen-tos tóxicos.
Paralelamente al estudio del suelo sehizo el seguimiento de la producciónde oliva durante dos años consecuti-vos (temporadas 2005 y 2006).
La oliva se recolectó siguiendo el or-den de las hileras, de manera que pu-diésemos tener el peso de la cosechade cada una de ellas. El método utili-zado fue tanto el vareo con red comoel peinado, dependiendo de la canti-dad de oliva que presentara el árbol.
El Vareo con red consiste en colo-car una maya de 3 mm de luz extendi-da bajo el árbol, ocupando algo másde la sombra del mismo y bien ajusta-da al tronco (ver foto 3). Una vez estála maya colocada, se golpean las ra-mas son una vara, ni demasiado durapara no dañar la fruta ni muy blanda.Cuando todas las olivas han caído so-bre la maya, se recogen y se vierten aun cesto.
El Peinado se ha utilizado en aque-llos árboles en los que la escasez de
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Fertilización
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Foto 2: Olivera con el compost antes de labrar
Foto 3: Recogida siguiendo la técnica de Vareo con red
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oliva nos permitía recolectar-los uno por uno, arrancándo-los bien con la mano bien conuna tijera de dedo.
Las olivas de cada hilera re-colectada, se fueron agrupan-do en un cesto y pesado enuna báscula (ver foto 4).
Resultados yDiscusión
Como se aprecia en la Ta-bla 2, la adición de compostal suelo no afectó de modoapreciable ni al pH ni al con-tenido de sales del suelo,mostrando los suelos en-mendados una salinidad, con un va-lor medio de CE de 222μS, muy pordebajo del límite establecido(2dS/m) para considerar que existeriesgo de salinización del suelo. ElpH de 8.8, ligeramente básico, pro-pio de las zonas calizas de dondeprocede, se considera propicio parala actividad microbiana, tan benefi-ciosa para la riqueza de los suelos, ypara el desarrollo vegetal.
La adición de compost al suelo nosupuso tampoco un incremento en elcontenido de metales pesados delmismo tal y como era de esperar, yaque se trata de un compost de calidadcon bajo contenido en metales pesa-dos (Tabla 2). Estos contenidos demetales pesados están muy por deba-jo de los límites legales establecidos(según Real Decreto 1310/1990, por elque se regula la utilización de los lo-dos de depuración en el sector agra-rio), siendo valores prácticamentedespreciables.
La fracción biótica de la materia or-gánica, formada por organismos vi-vos, desempeña un papel fundamen-tal en los suelos, al ser la última res-ponsable del estado de la materia or-gánica y en general, del desarrollo yfuncionalidad de un ecosistema te-rrestre (Smith and Papendick, 1993).
Los microorganismos por tanto influ-yen sobre los ecosistemas y sobre lafertilidad de los suelos, tanto en el es-tablecimiento de los ciclos biogeoquí-micos como en la formación de la es-tructura de los mismos (Harris andBirch, 1989). Los microorganismosejercen una gran influencia en nume-rosas reacciones de oxidación, hidró-lisis y degradación de la materia orgá-nica, que a su vez tienen un claro re-flejo en los ciclos naturales del carbo-no, nitrógeno, fósforo y otros elemen-tos (Balloni and Favilli, 1987), pro-porcionando de este modo las condi-ciones óptimas para el desarrollo de lavegetación.
Por todo esto, el estudio del estadomicrobiológico y bioquímico del suelopuede servir como un indicador de lacalidad del suelo, lo que se relacionacon la fertilidad del mismo.
Dentro del estudio de la materia or-gánica adquiere una especial impor-tancia aquella que es soluble en agua(Kuiters y Mulder, 1993) ya que cons-tituye una de las fracciones más lábi-les de la materia orgánica, siendo rá-pidamente degradada por los micro-organismos del suelo, que la utilizancomo fuente inmediata de carbono yenergía para su metabolismo (CooK yAllan, 1992). La parte lábil de la mate-
ria orgánica (carbono hidrosoluble ycarbohidratos), está estrechamente li-gada a la actividad microbiana queaumentará a medida que esta fracciónaumente. El análisis de estos paráme-tros nos permitirá conocer si mejorael nivel de los sustratos energéticosdel suelo.
Como puede observarse en el Gráfico1, los suelos tratados con compostmuestran un mayor contenido tanto decarbono hidrosoluble como de car-bohidratos solubles, particularmentecuatro meses después de la adición
del compost, lo que se traducirá enuna mayor actividad microbiana y ac-tivación de los ciclos biogeoquímicosde nutrientes en los suelos enmenda-dos. Esto dará lugar a una mayor dis-ponibilidad de nutrientes para lasplantas en los suelo enmendados, conla consecuente mejora del desarrollovegetal.
Esta mayor activación microbianapuede ser medida en los suelos me-diante parámetros tales como la res-piración del suelo.
La respiración de un suelo es un pa-rámetro ampliamente utilizado paramedir la actividad microbiológica. Ladegradación de la materia orgánicamediante el metabolismo de los mi-croorganismos es una reacción queproduce dióxido de carbono, agua yenergía, por ello la actividad de losmicroorganismos viables está directa-mente relacionada con el consumo deoxígeno o el desprendimiento de CO2de ese suelo.
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ssier]
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Foto 4: Cesto con las olivas preparadas parapesar
Tabla 2: Contenido de Metales pesados de pH y CE en el suelo enmendado y sin enmendar (control)
Tratamiento Cu Cd Pb Ni Cr Zn pH C.E.
mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg μS
5 t/ha compost 11,8 <2,5 6,2 <5,0 <5,0 10,7 8,8 222
Control 6,9 <2,5 <5,0 <5,0 <5,0 8,9 8,9 210
Una ventaja del lodo
como residuo orgánico frente
a los fertilizantes inorgánicos
es el ser una fuente gradual
de nutrientes
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Fertilizaciónnuevo diseño agric 2 18/9/07 12:40 Página 603
Gráfico 2: Desprendimiento de CO2 (mg C-CO2/ kg suelo) en los suelos
con compost y el control inmediatamente después de la enmien-da (T0) y 4 meses más tarde (T1).
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Agricultura Septiembre 07I604
Fertilización
Como puede observarse en el Gráfico2 la adición de compost al suelo produ-ce ya en el inicio (T0) una estimulaciónde la respiración del suelo, obtenién-dose en los suelo enmendados valoresde respiración que son más del dobleque los del control, indicando que elaporte de la materia orgánica ha favo-recido el desarrollo y actividad de labiomasa microbiana del suelo.
Estas mejoras en las propiedadesdel suelo se reflejaron en la produc-ción de cosecha. Así, si consideramosla producción de oliva por hectárea,en la zona estudiada comprobamosde un modo más claro el beneficioaportado por el compost en las doscosechas consideradas en este estu-dio, (Tabla 3).
Las oliveras tienen un ciclo bianualen cuanto a la producción de oliva, porello, el rendimiento de oliva en 2005fue muy bajo en relación al obtenidoen 2006. En cualquier caso, el aportede la enmienda orgánica (compost),mejoró la cosecha en ambas tempora-das, siendo el incremento de la zonacon compost respecto a sus controlesde 153% y 66% en la primera y segun-da campaña respectivamente.
Conclusión
Observando los resultados de estetrabajo, podemos afirmar que el apor-te de compost de lodo de depuradora,ha beneficiado a las propiedades físi-cas, fisico-químicas, nutricionales ymicrobiológicas, siendo estas últimaslas más destacables, puesto que sonen gran medida responsables del au-mento de la calidad agrícola del suelo.
El hecho de utilizar este lodo some-tido a un proceso de compostaje y ma-duración, proporciona una materiaorgánica estable y biodisponible a me-
Gráfico 1: Contenido de carbono hidrosoluble y carbohidratos hidrosolubles(mg/Kg) en el suelo enmendado y control, inmediatamente despuésde la enmienda (T0) y cuatro meses más tarde (T1)
Cuando el contenido
en metales pesados
es excesivo, superando los
límites establecidos
por la legislación vigente,
el lodo debe ser descartado
para su uso en suelo
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Cook, B.D. and Allan, D.L. 1992.Dissolved organic matter in old fieldsoils: total amounts as a measure ofavailable resources for soil minerali-zation. Soil Biology and Bioche-mistry 24: 585-594. Gallardo Lara,F. and Nogales, R. 1987. Effect of theapplication of town refuse composton the soil-plant system. Areview.Biological Wastes. 19: 35-62.
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[Do
ssier]dio y largo plazo, estimulando
el crecimiento y actividad delas poblaciones microbianasdel suelo, las cuales activaránlos ciclos biogeoquímicos delos nutrientes del mismo, favo-reciendo la nutrición vegetal.Todo ello determina que el em-pleo de este material orgánicocomo enmienda favorezca eldesarrollo y producción de lasoliveras.
Bibliografía
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Tabla 3: Rendimiento de cosecha (kg/ha) en dosaños siguientes a la enmienda
2005 2006
Con compost Control Con compost Control
172 68 774 466
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