Livestock Research for Rural Development 23 (6) 2011 Notes to Authors LRRD Newsletter

Citation of this paper

Efecto de la actividad del hongo Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm. en la calidad de compost elaborado a partir de Eichhornia crassipes (Mart.) Solms-Laubach y estiércol bovino

Y A Alomía, E J Peña, A C Bolaños y G X Pedraza*

Facultad de Ciencias, Departamento de Biología, Universidad del Valle, Calle 13 No 100-00 Cali-Colombia
yasminal@univalle.edu.co
* Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria (CIPAV)
Carrera 25 No 6-62 Cali, Colombia

Resumen

El aprovechamiento de los residuos vegetales para elaborar enmiendas nutritivas es una alternativa para minimizar el uso de fertilizantes químicos, al tiempo que proporciona  una cantidad considerable de materia orgánica al suelo. Con el interés de producir un bioabono con cualidades nutricionales óptimas, se aprovecharon tres factores; la capacidad del buchón de agua (Eichhornia crassipes) de acumular nutrientes (nitrógeno y fósforo), la adición de estiércol bovino rico en  nitrógeno, y la capacidad de degradación de residuos vegetales que tiene el hongo Pleurotus  ostreatus junto con los nutrientes de la biomasa micelial generada durante su crecimiento.  En este trabajo se evaluaron los parámetros físico-químicos (temperatura y  pH) de un proceso de compostaje utilizando dos  tipos de mezcla;  la primera compuesta por buchón de agua y estiércol bovino (M1), y la segunda compuesta por buchón de agua, estiércol bovino y hojarasca (M2).

La temperatura registrada en las pilas con M1 alcanzó los 63°C llegando al rango termofílico, mientras que la temperatura máxima de las pilas con M2 no superó los 42°C, permaneciendo en un rango mesofílico. Los valores de pH registrados fueron ligeramente mayores en las pilas con M1; luego de la inoculación de l hongo para ambos tipos de mezcla el pH disminuyó significativamente en comparación con aquellas pilas no inoculadas (controles). Al finalizar el proceso de compostaje se comparó la calidad nutricional de los compost finales entre las pilas con y sin actividad de P. ostreatus. Se encontró que las pilas con M1 se comportaron mejor durante el proceso de compostaje y que aquellas donde se adicionó P. ostreatus presentaron mejores atributos nutricionales.

Palabras clave: buchón de agua, compostaje, degradación fúngica, pH, temperatura



Effect of Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm activity on the quality of compost made with Eichhornia crassipes (Mart.) Solms-Laubach, and cattle manure

Abstract

An alternative for reducing the use of chemical fertilizers is the use of vegetable residues to elaborate nutritive amendments while providing to the soil considerable amounts of organic matter. In order to produce a biofertilizer with optimal nutritional properties three factors were considered: (i) the ability of water hyacinth Eichhornia crassipes to accumulate nutrients (nitrogen and phosphorus), (ii) the addition of a rich in nitrogen cattle manure and (iii) the ability to degrade vegetable waste that the fungus Pleurotus ostreatus has, as well as, the nutrients from the mycelia biomass produced during its growth. In this study, the physical and chemical parameters (temperature and pH) of a composting process using two types of mixture were evaluated. The first consisting of water hyacinth and cattle manure (M1), and the second including by water hyacinth, manure cattle and litter (M2).

The temperature in the cells with M1 reached 63 °C, in the thermophilic range, while the maximum temperature of the cells with M2 did not exceed 42 °C, and remained in the mesophilic range. The registered pH values were slightly higher in the cells with M1. After the inoculation of the fungus for both types of mixing, the pH significantly decreased in comparison with the not inoculated cells (controls). At the end of the composting process the nutritional quality of the final compost in the stacks with and without activity of Pleurotus ostreatus was compared. It was found that cells with M1 performed better during the composting process and that better nutritional attributes where common where Pleurotus ostreatus was added.

Keywords: composting, fungal degradation, pH, temperature, water hyacinth


Introducción

La eutrofización de lagos es un problema ambiental ocasionado por las prácticas inadecuadas de producción industrial, agrícola y ganadera, así como por las diversas actividades domésticas.  Una consecuencia directa e indeseable de este fenómeno, es el excesivo crecimiento de macrófitas flotantes (Fontúrbel 2005) dentro de las cuales, el buchón de agua Eichhornia crassipes (Mart.) Solms-Laubach, es reconocida por los serios impactos medioambientales y socioeconómicos que ha generado en regiones tropicales, subtropicales y templadas de todo el mundo (Penfound y Earle 1948, Brendonck et al 2003, El-Gendy et al 2005, Carpenter y Cottingham 1997).

Sin embargo, a E. crassipes también se le atribuyen ciertos atributos positivos por su alta eficiencia en la remoción de nitrógeno, potasio, fósforo, cloro, sólidos totales, sales inorgánicas y metales pesados en los cuerpos de agua donde se encuentra (El-Gendy et al 2005; Paganetto et al 2001; Muzira 2004), por lo que se utiliza en embalses artificiales en el tratamiento de aguas residuales. Específicamente la causa del afloramiento del buchón de agua en la laguna de la granja “Pozo Verde” en Jamundí, Valle del Cauca,  es la alta concentración de compuestos nitrogenados y fosfatados producto de la contaminación por aguas servidas de origen ganadero y por otras actividades agroindustriales de la zona. En esta laguna el buchón cumple un papel importante en la remoción de sales, de compuestos nitrogenados y fosfatados de acuerdo a los datos reportados por Alomía (2010) donde  se evidencia una disminución de la concentración de estos elementos a medida que se avanza en línea horizontal en la laguna. 

A pesar de su papel en la remoción de nutrientes, el excesivo crecimiento del buchón de agua conlleva a una serie de problemas socio ambientales tales como la proliferación de insectos vectores de enfermedades (Rogers y Davis 1972), la obstrucción del sistema de irrigación del agua (Fontúrbel 2005), la reducción drástica de la biodiversidad asociada al cuerpo acuífero (Sikoyo y Goldman 2007) y en general el bloqueo de varios procesos ecológicos. En este sentido, la producción de un bio-abono  a través del compostaje, podría ser una alternativa para el manejo de las grandes cantidades de esta biomasa vegetal.  Además, utilizar conjuntamente el estiércol de vaca contribuye en este estudio con dos aspectos importantes; por un lado, se le da un uso productivo a este material que se produce en exceso en esta finca que posee un hato bovino y bufalino,  y por otro,  con su aporte se adiciona una carga microbiana benéfica necesaria para aumentar la temperatura en las pilas, lo cual es indispensable para que se lleve a cabo un adecuado proceso de compostaje (Eweis et al  1985).

El compostaje es un proceso que bajo ciertas condiciones acelera los procesos de descomposición y degradación de la materia orgánica, en la que se incluyen los residuos vegetales, gracias a la actividad microbiana que se genera y que es de común ocurrencia en la naturaleza.  Este proceso está limitado por condiciones químicas, físicas y medioambientales; tales  limitaciones incluyen la estructura química del residuo (lignina, celulosas y hemicelulosas) y su resistencia a la biodegradación, la falta de contacto entre los compuestos y los microorganismos involucrados en su degradación (biodisponibilidad),  la cantidad del inóculo y las condiciones adecuadas para su crecimiento (Eweis et al 1999).

En condiciones naturales, los hongos basidiomycetes de pudrición blanca (WRF, por su sigla en inglés),  son considerados los organismos más eficientes para degradar los componentes de las paredes vegetales, debido a que cuentan con un conjunto de enzimas oxidativas no epecíficas: manganeso peroxidasa (MnP), lignina peroxidasa (LiP) y Lacasa (Hatakka 1994; Osono 2007). Estas enzimas (llamadas también sistema ligninolítico) conllevan a la formación de compuestos inestables (e.g. radicales fenólicos y carboxílicos) que pueden ser más fácilmente asimilados por otros microorganismos. Dado que P.  ostreatus pertenece a este grupo de hongos, y estudios previos indican que puede aprovechar de manera eficiente el buchón de agua para su crecimiento (Alomía 2010),   resulta interesante evaluar si su capacidad para degradar sustratos orgánicos puede acelerar el proceso de compostaje del buchón de agua, y determinar si su participación puede mejorar  las cualidades del abono producido, si se tiene en cuenta que el micelio presenta ciertos atributos  nutricionales.

En un proceso de compostaje, la relación carbono-nitrógeno (C:N) es uno de los parámetros de mayor relevancia. Por esta razón es necesario añadir enmiendas que proporcionen un alto contenido de materia orgánica fácilmente degradable para que sirva como fuente de calor; en este sentido, el estiércol bovino constituye un excelente material, debido a su contenido de  nitrógeno, lo que mejora la relación C:N final cuando se mezcla con residuos vegetales, al tiempo que contribuye a mejorar la textura del sustrato y a incrementar el reciclaje de nutrientes a través de la distribución de excretas animales con un proceso previo de tratamiento.

El propósito de este estudio fue evaluar el efecto del hongo P. ostreatus en la calidad del compost elaborado a base de E. crassipes y estiércol bovino, y evaluar los parámetros físico-químicos (temperatura y pH) en el proceso de compostaje utilizando dos tipos de mezclas, con y sin la presencia de P. ostreatus.

Materiales y métodos

 Zona de estudio

El buchón de agua se extrajo de la laguna de la granja “Pozo Verde” ubicada en el municipio de Jamundí,  Valle del Cauca, Colombia, una altura de 970 msnm. Según Holdridge (1947) la zona de vida corresponde a bosque seco tropical (bs-T), con una temperatura media de 22.2°C, precipitación media anual de 1400 mm y estacionalidad bimodal, con dos épocas secas de enero a marzo y de agosto a septiembre. “Pozo Verde” tiene una extensión total de 55.3 ha, de las cuales 7.6 ha pertenecen al humedal que es de tipo artificial, pues en épocas anteriores se utilizaba como embalse para el cultivo de arroz.

Fase de laboratorio

Se tomó una muestra de buchón de la laguna, se secó al sol y se llevó al laboratorio para determinar el contenido de materia orgánica y fósforo (Laboratorio de Análisis Ambiental). Por medio del protocolo USP- 731- (USP Compendial Methods), se analizó el porcentaje de humedad del buchón de agua, para lo cual se pesó 100 gramos de buchón recién extraído del lago y se secó en un horno a 103°C durante 12 horas. Se realizaron 10 repeticiones. Finalizado este tiempo se retiraron las muestras, se dejaron reposar 4 horas a temperatura ambiente y se pesaron hasta obtener peso seco constante. La diferencia entre el peso fresco y el peso seco, correspondió a la cantidad de agua presente en las muestras (% humedad).  En el laboratorio se determinaron los porcentajes de carbono, nitrógeno,  lignina, celulosas y hemicelulosas del buchón de agua, y el porcentaje de humedad, contenido de carbono, nitrógeno y fósforo del estiércol bovino y de la hojarasca utilizada para potenciar el proceso de compostaje.

Para la preparación del inóculo del hongo se siguió el método descrito por Bolaños (1994). Se tomó semilla de trigo,  se pesó y se llevó a ebullición  por una hora. Transcurrido este tiempo se retiró del fuego y se drenó el agua. Una vez drenado y frío, se colocó en frascos de vidrio de 1000 cm3. Cada recipiente se llevó a la autoclave durante una hora y media, y luego a la cabina de flujo laminar para inoculación del micelio. Con un asa previamente estéril se hicieron cuadritos de 1 cm2 del hongo en cultivo puro, el cual fue proporcionado por el laboratorio BIOCLONE S.A, y se transfirieron a los frascos con el cereal estéril. 

Fase de campo
Preparación y seguimiento de pilas de compost:

En una máquina mezcladora se combinaron los componentes para preparar dos mezclas diferentes como se muestra en la Tabla 1.  


Tabla 1. Formulaciones de las Mezclas de compost

Mezcla

Componentes

Kg (peso seco)

%C

% N

C:N

M1

Buchón de agua

40

33.8

1.97

17.1

 

Estiércol bovino

40

32.6

1.80

18.1

 

Total

80

33.2

1.89

17.6

M2

Buchón de agua

40

33.8

1.97

17.1

 

Estiércol bovino

5

32.6

1.80

18.1

 

Hojarasca

15

46.6

2.25

20.7

 

Total

60

36.9

2.03

18.2


Se construyeron cuatro pilas por mezcla en forma de trapecio con base de 1.15 m x 1.25 m  y altura de 0.9 m, sobre una plataforma de cemento. Periódicamente se realizó aireación manual para redistribuir el oxígeno en cada pila. Se controló la humedad de las pilas a un valor del 70% y se llevó un registro de  las características físico-químicas temperatura y pH.

Inoculación del hongo sobre las pilas compostadas:

La inoculación del hongo se realizó en dos de las cuatro pilas por mezcla al cabo de 35 días de haber iniciado el ensayo,  momento en el cual se alcanzó la temperatura ambiente (28°C). El inóculo se distribuyó en varias partes del interior de la pila a una proporción del 5% del peso seco inicial de cada pila.

Análisis nutricional del compost producido:

Al finalizar el proceso de descomposición, se tumbaron las pilas y se dejaron en un período de maduración de una semana. Luego,  se realizó un tamizaje con malla de 1.0 cm2 y aleatoriamente se tomó una muestra de cada tratamiento para ser llevados a un laboratorio particular y realizar los análisis de los parámetros de calidad nutricional; C, N, P, K, Ca, Mg, Na, S, Bo, Cu, Fe, Zn y Mn.

Análisis de datos

En la etapa de compostaje, los datos de temperatura de las mezclas 1 y 2 se analizaron mediante un análisis de varianza.  En la etapa de inoculación del hongo en las pilas de compost se realizó un diseño factorial completamente al azar de 2x2; el primer factor se refiere al tipo de tratamiento (con y sin hongo) y el segundo factor, con dos niveles se refiere al tipo de mezcla empleado: M1 y M2. Se realizaron 2 réplicas por tratamiento para un total de ocho unidades experimentales. La variable respuesta para este diseño fue el pH. Los tratamientos se analizaron con el paquete estadístico Statistica (versión 7). Los datos se ajustaron a los supuestos de normalidad y homogeneidad de varianzas para pruebas paramétricas.

Resultados y discusión

Los resultados de los análisis (Tabla 2) indican que el buchón de agua presenta una relación C:N baja (C:N= 17.1) si se tiene en cuenta que Eweis et al (1999) y Dalzell et al (1987) reportan que una relación C:N óptima para un proceso de compostaje varía de 20 a 35. Este hecho sugiere la necesidad de aumentar un poco el contenido de carbono, para evitar que el relativo exceso de nitrógeno se pierda en forma de amoníaco. 


Tabla 2. Resultados de análisis para la caracterización de  los componentes usados en la elaboración de los sustratos.

Material

Buchón de agua

Estiércol bovino

Hojarasca

 Parámetro

Resultado

Resultado

Resultado

C ( C orgánico total)

33.7%

32.6%

46.6%

N  (Nitrógeno-espectrometría)

1.97%

1.80%

2.25%

Relación C:N

17.1

18.1

20.7

Porcentaje de humedad (n=10; Desv. Estándar=0,02)

91.3%

87.1%

-

Lignina

6.98%

-

-

Celulosas

34.8%

-

-

Hemicelulosas

34.3%

-

-

Materia orgánica (Incineración)

71.6 %

-

-

Fósforo (Colorimetría)

0.25%

-

-

No determinado


Con respecto al porcentaje de los componentes de la pared vegetal, el buchón de agua presenta un contenido alto tanto de celulosas como de hemicelulosas (34.8% y 34.3% respectivamente y en una menor proporción lignina (≈7%), lo cual sugiere que el material lignino-celulósico del buchón, podría justificar la adición de hongos basidiomycetes que ayuden a degradarlo de manera más eficiente (Webster y Weber 2007)

El contenido de nitrógeno del estiércol analizado fue muy alto (1.8%) si se tiene en cuenta que un valor normal de nitrógeno para estiércol de vaca es de 0.5% (Fermor et al 1985). Sin embargo, en este caso el contenido de N presente podría significar una ventaja para potenciar el proceso de compostaje y especialmente la adaptación del hongo al sustrato. De otro lado, la hojarasca presenta una relación C:N un poco más alta que el buchón y que el estiércol, lo cual puede aportar carbono y otros constituyente necesarios para el crecimiento posterior del hongo (Osono 2007) . En la Tabla 3 se muestran los datos para cada mezcla antes de la inoculación de las pilas con el hongo.

Evaluación de parámetros físico-químicos: 

Tabla 3. pH de las pilas de compost durante las primeras cinco semanas de compostaje.

 Semana

M1 (n=4)

M2 (n=4)

1

7.82±0.04

729±0.04

2

7.84±0.04

7.29±0.04

3

7.84±0.02

7.28±0.03

4

7.94±0.04

7.29±0.03 

5

7.96±0.02

7.31±0.01


 Al cabo de la sexta semana se realizó la inoculación de las pilas con el hongo; por lo tanto, se obtuvieron dos pilas inoculadas y dos pilas sin inocular por cada tipo de mezcla M1 y M2. El registro del pH luego de la inoculación, se muestra en la tabla 4.


Tabla 4. pH de las pilas de compost a partir de la sexta semana de compostaje.

Semana

M1 Sin hongo (n=2)

M1 Con hongo (n=2)

M2 Sin hongo (n=2)

M2 Con hongo (n=2)

6

8.27±0.02

8.01±0.06

7.25±0.01

7.00±0.04

7

8.27±0.15

8.00±0.04

7.29±0.16

7.01±0.12

8

8.28±0.15

8.04±0.10

7.36±0.28

7.00±0.13

9

8.31±0.14

8.06±0.13

7.41±0.12

6.93±0.06

10

8.32±0.13

8.06±0.09

7.45±0.10

6.94±0.08

11

8.26±0.04

8.03±0.13

7.26±0.13

6.86±0.12

12

8.10±0.06

7.98±0.06

7.23±0.06

7.23±0.06

13

8.00±0.07

7.98±0.04

7.20±0.05

7.21±0.08


Se encontraron diferencias significativas entre los pH de las mezclas 1 y 2, siendo mayores, los valores registrados por las pilas con M1. El incremento en el pH se debe principalmente a las pérdidas de nitrógeno, con la consecuente formación de amonio. Estas características eran más notorias en la pilas con M1 que en las pilas con M2, las cuales presentaron valores de pH más bajos, posiblemente debido a que se perdía menos nitrógeno, dada una relación C:N mayor proporcionada por la adición de hojarasca. Entre las pilas inoculadas y no inoculadas con el hongo, también se encontraron diferencias siendo significativamente mayores las pilas no inoculadas con el hongo, en ambos tipos de mezcla (p<0.01; Figura 1), esto puede deberse a que el hongo libera ácidos como producto de su metabolismo y además utiliza el nitrógeno libre para la síntesis de proteínas, lo que hace que el sustrato pase de ser alcalino a ligeramente neutro (Fermor et al 1985).


Figura 1. pH de las Mezclas 1  y 2 utilizadas en campo.  SH=sin hongo; CH=con hongo.  (F (3.32)=1111E2; p<0.01)

Temperatura:

El análisis estadístico mostró diferencias significativas (p<0.01) en la temperatura entre los dos tipos de mezclas. De acuerdo con la prueba de Duncan y con el perfil de temperatura (Figura 2), hasta el día 35 se encontró que las pilas con M1 alcanzaron las temperaturas más altas de hasta 63°C, mientras que en las pilas con M2 la temperatura máxima alcanzada fue 42°C. La temperatura aumentó progresivamente en todas las pilas, hasta el tercer día donde se realizó el primer volteo, lo que ocasionó una disminución drástica sobre todo en la pilas con M1. A partir de este momento no se volvieron a registrar temperaturas altas en las pilas con M1 que se mantuvieron por los cinco días siguientes en una temperatura máxima de 45°C y luego paulatinamente fueron alcanzando la temperatura ambiente (28°C).  

El comportamiento de las pilas con M2 fue similar, salvo que el descenso en la temperatura luego del primer volteo no fue tan abrupto, y además lograron recuperar la temperatura alcanzada al inicio (42°C) por cerca de cinco días más, disminuyendo progresivamente hacia la temperatura ambiental. Para todas las pilas, se alcanzó la temperatura ambiente en el día 35.  

Para lograr una degradación uniforme en las pilas, se debió mezclar frecuentemente a fin de redistribuir el calor producido por la actividad microbiana. El volteo del material es importante para promover la ventilación y generar el oxígeno necesario para la actividad de los microorganismos responsables de la degradación (Eweis et al 1999). El primer volteo se realizó dos días después del montaje, y representa  el cambio más abrupto de las curvas. Luego, cada dos días se siguieron volteando las pilas, algunas veces se mantuvo constante la temperatura, otras veces se notaron cambios que se representan como oscilaciones en las curvas, aunque no de manera tan marcada como después del primer volteo. Antes de mezclar las pilas existe un equilibrio entre la utilización y el reabastecimiento de oxígeno. Inmediatamente se mezcla el sustrato, el gradiente de temperatura de la pila se perturba y se presenta una rápida demanda de oxígeno, mientras el gradiente de temperatura y la distribución del aire en la pila se restauran. Similarmente, el calor se pierde en cada mezclada. Sin embargo, la mayor pérdida de calor se da por la evaporación del agua durante cada volteo; el vapor de agua condensada pudo observarse como corrientes de aire cálido.


Figura 2. Perfil de temperatura de las pilas con M1 y M2 durante los primeros 35 días de compostaje.
Se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos. F (2.102)= 537.82. p<0.01


Las  pilas con M2 permanecieron durante todo el proceso en una etapa mesofílica (20ºC-45°C). Esto pudo deberse a que en estas pilas el material estuvo muy compactado, reteniendo humedades altas de más de 70% lo que pudo provocar espacios de aire insuficientes para que se redistribuyera adecuadamente el oxígeno en toda la pila, afectando el papel de asimilación de la materia orgánica por parte de los microorganismos con la consecuente liberación de energía (Eweis et al 1999).

Sólo en las pilas con M1 se alcanzaron temperaturas termofílicas (45-60°C), sin embargo, estas temperaturas estuvieron precedidas de un tiempo muy corto (horas) del período de aclimatación que generalmente suele durar los primeros siete días en una fase mesofílica entre 20°C y 45°C. En este caso durante los tres primeros días se reportaron temperaturas de 48°C, 57°C y 63°C, respectivamente. En estas pilas la cantidad de estiércol adicionado hizo que se formaran espacios de aire al interior de las pilas, lo que les dio una mejor estructura. El estiércol bovino es considerado como una excelente fuente térmica al tiempo que ayuda a absorber la humedad para que no se den procesos de colmatación, aumentando la porosidad y accesibilidad del oxígeno (Eweis et al 1999).

Para que se de un adecuado proceso de pasteurización, lo ideal es que las pilas se mantengan por un período mínimo de cuatro días consecutivos a temperaturas mayores de 55°C. A pesar de que en las pilas con M1 se obtuvieron temperaturas altas, no se logró esta condición. Este fenómeno podría atribuirse al tamaño de las pilas, lo que ocasionó que no se lograra retener el calor producido por la actividad microbiana, ya que para mantener altas temperaturas la pila debe ser lo suficientemente grande para permitir que el calor generado por los procesos metabólicos exceda las pérdidas de calor de las superficies expuestas presentándose una pequeña relación superficie-volumen. Así, el ancho de la pila se sitúa normalmente ente 3 y 4 m, mientras que la altura puede llegar a 1.2 y 1.5 m  (Eweis et al 1999). Para el caso específico del cultivo de hongos comestibles, se elaboran camas con una altura de hasta 2 m para garantizar un adecuado proceso de pasteurización de tal manera que se elimine la flora antagonista para el buen desarrollo del hongo, además esta fase es importante porque químicamente se caracteriza por la utilización de carbohidratos disponibles y la incorporación o volatilización del amonio, contribuyendo a que la concentración de este componente  remanente no sea tóxica para el crecimiento del hongo (Fermor et al 1985).

La apariencia del sustrato fue un parámetro que cambió considerablemente en el transcurso del proceso; para la semana 5, las pilas con la M1 tomaron un color oscuro, un olor y textura como tierra y trozos muy pequeños de material vegetal, mientras que las pilas con la M2 presentaban un olor a tierra, la coloración fue un poco más clara y se observaron hojas enteras de la hojarasca así como trozos completos de buchón.

El seguimiento a los sustratos inoculados con P. ostreatus mostró que en los primeros ocho días el hongo se estableció muy bien en todas las pilas donde se inoculó y el  micelio se observó muy activo. Al cabo de dos semanas, al hongo le resultó difícil adaptarse a las condiciones que se presentaban en las pilas con M2, ya que en éstas se detectó la presencia de otros hongos así como de larvas de insectos que se alimentaban del micelio impidiendo completamente el establecimiento del hongo. De otro lado, en las pilas con M1, no se evidenció la presencia de otros hongos ni de  larvas de insectos, por lo que el micelio pudo continuar presente, aunque se notó una evidente disminución  del  micelio hacia la cuarta semana de haber sido inoculado.

Cuando las temperaturas se acercan a los 60°, los insectos plaga, y otras larvas molestas son eliminados o reducidos a bajos niveles, y generalmente el compost en estas condiciones tiene una mejor consistencia. Esto podrá explicar la razón por la que sólo en la pilas con M1 el hongo logró establecerse muy bien en etapas tempranas. Sin embargo, las altas temperaturas no se mantuvieron por períodos prolongados, pudiendo no darse el proceso de pasteurización adecuadamente, lo que pudo ocasionar el rebrote de larvas y/o esporas de microorganismos que fueron generando unas condiciones no óptimas para que el hongo pudiera mantenerse en gran proporción hasta el final del proceso. Lambert en 1941 (Fermor et al 1985) identificó que se dan diferentes condiciones en las diferentes regiones de una pila de compost, y verificó que las partes que se habían mantenido a una temperatura entre 50 y 60°C de cuatro a cinco días consecutivos, con una adecuada aireación era la zona ideal para el crecimiento de los hongos.

La falta de retención del calor en las pilas, pudo deberse,  al tamaño de las pilas. Sin embargo, el volteo manual de éstas es una tarea extremadamente dispendiosa, por lo cual se prefirió manejar volúmenes más pequeños. Actualmente se ha desarrollado maquinaria capaz de llevar a cabo el volteo de las pilas y para aumentar las temperaturas y reducir la competencia y el antagonismo con otros microorganismos también se utilizan túneles de pasteurización; tal es el caso de la producción de setas comestibles en países de escala comercial como Francia, Inglaterra, Estados Unidos y Brasil (Fermor et al. 1985; Patra y Pani 1995).

Hacia la semana 11 (día 75) de haber iniciado los ensayos en campo, se empezó a notar que en las pilas con M1 se había descompuesto todo el material vegetal, lo que no ocurrió con las pilas con M2 que tardaron dos semanas más (día 89), antes de lograr una degradación completa de los residuos vegetales. Esto está directamente asociado a la mayor generación del calor que se presentó en las pilas con M1.

El análisis nutricional de los compost obtenidos (Tabla 5), señaló que  tanto aquellos inoculados como los no inoculados con el hongo, atienden a las exigencias de las normas nacionales -NTC 5167/04 -(ICONTEC 2004); sin embargo, la adición del hongo contribuyó a mejorar las propiedades de los sustratos inoculados. Los resultados indican que los contenidos de los elementos C, N, P, K y Ca fueron superiores en las pilas donde se inoculó el hongo en comparación con las no inoculadas. En el caso de los microelementos (Mg, S, B, Fe, Mn, Cu y Zn) no se detectaron diferencias que se puedan atribuir a la actividad del hongo.

Resultados de experiencias donde utilizan microorganismos eficientes para el proceso de compostaje de buchón de agua, han mostrado valores nutricionales más bajos (Fundación Humedales 2006) que los obtenidos en este estudio (Tabla 5.).


Tabla 5. Parámetros de calidad nutricional de los compost obtenidos.

 

Compost realizados en este estudio

Otras experiencias

Normatividad

Parámetro

M1 sin hongo

M1 Con hongo

M2 sin hongo

M2 con hongo

Laguna Fúquene

Limites permitidos NTC (5167/04)

pH

8.00

7.98

7.20

7.21

7.97

5-8

%Humedad

25.0

23.0

30.0

30.0

22.3

Menor de 35

C:N

12.9

12.7

13.9

13.9

11.3

Menor de 25

%C-total

28.4

29.2

30.5

31.2

16.8

Mayor de 15

%N-total

2.20

2.30

2.19

2.24

1.48

Mayor de 1

%P-total

1.49

1.61

0.72

0.82

1.19

*

%K

3.74

3.77

1.96

1.96

3.26

*

%Ca

3.51

3.73

3.70

4.64

0.23

*

%Mg

0.86

0.96

0.63

0.61

0.03

*

%S

0.85

0.87

0.74

0.72

0.96

*

%B

0.01

0.01

0.01

0.01

0.02

*

%Fe

1.82

1.78

2.92

3.02

2.04

*

%Mn

0.09

0.09

0.07

0.07

0.31

*

%Cu

0.02

0.02

0.01

0.01

0.02

*

%Zn

0.04

0.04

0.17

0.15

0.01

*

%Na

3.15

3.17

1.46

1.23

0.19

*

Duración del proceso (días)

75

75

89

89

-

-

*no tiene requerimientos específicos; sin embargo se consideran niveles altos valores superiores al 1%
M1= 50:50 buchón:estiércol (%)
M2= 67:8:25 buchón:estiércol:hojarasca (%)
Laguna Fúquene= compost producido a base de buchón de agua inoculando microorganismos eficientes.

Conclusiones


Agradecimientos

Los autores agradecen a la Universidad del Valle, especialmente al Laboratorio de Propagación Vegetal por el préstamo de sus instalaciones, a  CIPAV por el apoyo logístico y  financiero de esta investigación, al Laboratorio Bioclone S.A por suministrar la cepa del hongo y al señor Alfonso Madriñán, propietario de la finca Pozo Verde por su generosidad durante el desarrollo de este estudio.  


Referencias

Alomia Y A 2010 Colonización y degradación del buchón de agua (Eichhornia crassipes) por hongos basidiomycetes y su potencial uso como bioabono. Tesis de Pregrado. Universidad del Valle, Cali-Colombia. 124 pp.

 

Bolaños A C 1994 Compostos e linhagens para o cultivo do cogumelos comestiveis do gênero Agaricus spp. São Paulo, Tesis de mestrado Universidade de São Paulo - Brasil. 194 pp.

 

Brendonck L, Maes J and Rommens W 2003 The impact of water hyacinth (Eichhornia crassipes) in a eutrophic subtropical impoundment (Lake Chivero, Zimbabwe). Archive für Hydrobiologie 158: 389–405.

 

Carpenter S R and Cottingham K L 1997 Resilience and restoration of lakes. Conservation Ecology 1(1): 2:  http://www.consecol.org/vol1/iss1/art2/

 

Dalzell H W, Biddlestone A J, Gray K R and Thurairajan K 1987 Soil management: compost production and use tropical and subtropical environments. FAO Soils Bulletin 56.  United Nations Food and Agriculture Organization.  Roma, Italia. 177 pp.

 

El-Gendy A S, Biswas N and  Bewtra J K  2005 A floating aquatic system employing water hyacinth for municipal landfill leachate treatment: effect of leachate characteristics on the plant growth. Journal of Environmental Engineering and Science. 4: 227–240.

 

Eweis  J , Ergas S, Chang D y Schroeder E 1999 Principios de Biorecuperación (Bioremediation) Tratamientos para la descontaminación y regeneración de suelos y aguas subterráneas mediante procesos biológicos y físico-químicos. 1ª ed. Madrid. McGraw-Hill. 327 pp.

 

Fermor T R, Randle P E and Smith J F 1985 Compost as a substrate an its preparation. In: Flegg, P.B.; D.M. Spencer and D.A. Wood. 1985. The Biology and Technology of the Cultivated Mushroom.  pp 81-130.

 

Fonturbel F 2005 Indicadores fisicoquímicos y biológicos del proceso de eutrofización del Lago Titicaca (Bolivia). Ecología Aplicada 4:1-2.

 

Fundación Humedales 2006: http://www.fundacionhumedales.org/seccion.php?idSeccion=6

 

Hatakka  A  1994  Lignin-modifying enzymes from selected white rot Fungi – production and role in lignin degradation. Microbiology Reviews 13: 125–135.

 

Holdridge L R 1947 Determination of World Plant Formations from Simple Climatic Data. Science 105 (2727): 367-368

 

ICONTEC  2004  Norma Técnica Colombiana NTC 5167. Productos para la industria Agrícola; Productos orgánicos usados como abono o fertilizantes y enmiendas del suelo. Bogotá D.C.

 

Muzira R N,  Amoding A and Bekunda M A 2003 Preparing Compost and Silage from Water Hyacinth. En: Savala, C EN,  Omare M N and Woomer P L (eds). Organic Resource Management in Kenya: Perspectives and Guidelines. Forum for Organic Resource Management and Agricultural Technologies, Nairobi. pp 75-79.

 

Osono T  2007 Ecology of ligninolytic fungi associated with leaf litter decomposition. Ecology Research 22: 955–974

 

Paganetto A, Carpaneto A  and  Gambale F 2001 Ion transport and metal sensitivity of vacuolar channels from the roots of the aquatic plant Eichhornia crassipes. Plant Cell and Environment, 24: 1329–1336

 

Patra A K and Pani B K  1995  Evaluation of banana leaf as a new alternate substrate to paddy straw for oyster mushroom cultivation. Journal Phytology Research 8 (2): 145-148

 

Penfound W and  Earle T T 1948 The biology of the water hyacinth. Ecological Monographs. 18: 447–472.

 

Rogers H H and Davis D E 1972 Nutrient removal  by water hyacinth weed. Science. 20:423-428

 

Sikoyo G M and Goldman L 2007 Assessing the Assessments: Case Study of an Emergency Action Plan for the Control of Water Hyacinth in Lake Victoria. Water Resources Development  23(3):443–455.

 

USP Compendial Methods. United States Pharmacopeia: Loss on drying [USP<731>]: http://www.uspbpep.com/usp31/v31261/usp31nf26s1_c731.asp

 

Webster J and Weber R 2007 Introduction to fungi. Cambridge University Press. Tercera edición. 875 pp.



Received 1 March 2011; Accepted 18 March 2011; Published 19 June 2011

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