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Te de compost y otros biopreparados a partir de materiales orgánicos

Maria Mercedes Martínez S. PhD Grupo de Investigaciones en Agricultura Tropical y Subtropical (TROPEN),

Instituto de Recursos Naturales y Agricultura,

Universidad de Bonn, Alemania.

Grupo de Investigacion en Suelo, Planta Agua y Ambiente (Chile)

Taller. Producción y calidad de Compost y otros productos Carbonados. Abril 2016

Compost Bocashi Vermicompuesto Te de compost

Bioles

Bocashi Bocashi

• 10 medidas de compost o tierra • 10 medidas de cascarilla de arroz

/ cascarilla de cafe quemada – Aireacion – Adsorcion de niutrientes

• 10 medidas de guano de gallina compostado/ cada medida de cascarilla de arroz – Compostada: ausencia de

patogenos humanos

• 10 medidas de harina de soya • 3 medidas de Bocashi maduro

– Inoculante

• 6 L de melaza • 1 Kg de levadura panadera

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Caracteristicas de Abono tipo Bocashi

• 14 horas: 55°C

• 2 volteos/ dia: 10 días

• 1 volteo/ dia: 10-21 días

• 6-10% Oxígeno OD

• pH: 6-7.5

• Relación C/N: 25-35

• 50-60% humedad

Biofertilizante de estiercol

• 180 L de Agua.

• 2 litros de leche o 4 litros de suero.

• 2 litros de melaza

• 50 kilos de estiercol de vaca

• 3-5 kilos de Ceniza de leña.

FUNDESYAM, Salvador

Biol

• Producto de la fermentación anaerobica de estiercol, productos lacteos, leguminosas, melaza.

• Recipientes cerrados

Gomez J., 2014

No aireado

• Estático: – no incorpora

oxigeno

– Condiciones anaeróbicas de producción

– Limita el crecimiento de microorganismos

1-2 semanas, mayor concentración de sustancias benéficas? Menores poblaciones

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Té de compost

• Extracto acuoso de compost

• Enriquecido con fuentes nutritivas para microorganismos

• Aeróbico o anaeróbico

• Poblaciones benéficas de microorganismos

Métodos de producción

• Aireado

– Aire forzado/mecánico

– Favorece el crecimiento de microorganismos

Grower Solutions USA, 2016

Té de compost

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4

Nutritech, Australia

Monitoreo de producción de té de compost.

9.2

9.3

9.4

9.5

9.6

9.7

9.8

9.9

10

10.1

10:17:4

9

11:28:1

2

12:59:0

8

14:29:0

8

15:59:0

8

17:29:0

8

18:59:0

8

20:29:0

8

21:59:0

8

23:29:0

8

0:59

:08

2:29

:08

3:59

:08

5:29

:09

6:59

:08

8:29

:08

9:59

:09

10:47:5

9

10:58:3

5

Tiempo

O2 (

mg

/L)

0

5

10

15

20

25

10:3

0

12:0

0

13:3

0

15:0

0

16:3

0

18:0

0

19:3

0

21:0

0

22:3

00:

001:

303:

004:

306:

007:

309:

00

10:3

0

Tiempo

Te

mp

era

tura

(ºC

)

Temp. Té

Temp. Aire

7.40

7.50

7.60

7.70

7.80

7.90

8.00

11:0

0:00

13:0

0:00

14:1

5:00

15:3

0:00

16:4

5:00

18:0

0:00

19:1

5:00

20:3

0:00

21:4

5:00

23:0

0:00

0:15

:00

1:30

:00

2:45

:00

4:00

:00

5:15

:00

6:30

:00

7:45

:00

9:00

:00

10:1

5:00

hora

pH

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

CE

(d

S/m

)

pH

CE

• Relacion compost/Agua

– 1 compost: 10-50 agua

• Aireación

– Permanente 12, 24, 48 h

• Adición de nutrientes o catalizadores

– Melaza, catalizadores minerales

• Aireado: 2-5 días, menor riesgo de contaminación con patógenos humanos

Propiedades

Material Orgânico

A aditivos Oxigeno disuelto

g/L

T

(°C)

pH CE (ds/m)

Levaduras UFC/ml o

g

Hongos filamento

sos

Bacterias

Compost

Jardin

NCT Ninguno 6.4 ±0.5 15 ±2 6.7 ±0.3

0.26 ±0.05

5.1 ±0.1 0.69 ±1.4 5.96 ±0.50.5

4.31 ±0.5

ACT Ninguno 8.5 ±0.5 18 ±1 7.4 ±0.2

0.27 ±0.03

<2.3 0.7 ±1.2 6.11 ±0.41

5.84 ±0.34

Vermi

compost

ACT Ninguno 9.0 ±0.5 17.8 ±1.1

7.3 ±0.5

0.77 ±0.02

4.3 6.09 ±0.16

6.02 ±0.50.3

5.74 ±0.06

Té de compost ACT Bact. 8.3 ±0.5 17.3 ±2.5

8.0 ±0.4

1.93 ±0.1

3.53 ±0.5 2.1 ±2 8.6 ±0.28

6.92 ±0.02

Fungico 8.4 ±0.5 16.1 ±0.1

8.3±0.1

1.67 ±0.02

<2.3 1.97 ±2.8 8.04 ±0.49

6.86 ±0.48

Scheurell S. & Mahafee W. Compost tea as container medium drench

for suppressing seed damping-off caused by Phytium ultimun.

Phytopathology (2004), 94(11):1156-1163

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Propiedades Biológicas

• Contiene activadores del crecimiento : vitaminas, reguladores de crecimiento (auxinas, giberelinas, citoquininas) – antibióticos.

• Las raíces, indudablemente, se encuentran mejor en un suelo rico en humus que en uno pobre en esta sustancia.

• Activa las poblaciones de microorganismos presentes en el suelo y favorece: – Estimulacion de crecimiento vegetal – Estimulación de la producción de enzimas – Control biológico – Supresión de suelo – Propiedades físicas

PGPR

Legumes shown were sown with [bottom] and without [top] PGPR

Señal

RECEPTOR

Transmision

Señal (fitohormonas)

RESPUESTA

Acido Jasmonico Fenoles

Ca

ELICITOR (emisor)

Protección física: Barreras en la superficie de la planta

Protección física: Barreras internas en la planta

Protección química: Metabolitos secundarios

…..Respuestas

Cutina Suberina

Cera

Formación de tejidos

suberizados

Terpenos Fenólicos

Compuestos N Alcaloides Fitohormonas

Acido salicilico

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Fuente: autor; Michigan State Universit, 2006.

AIA AIB

Fase de enraizamiento

(Anwar, 2000; Ahmad et al., 2004; Mok & Mok, 2001; Ciccillo et al., 2002; Jiménez et al., 2000; Gadagi et al., 2003; Loredo et al., 2004; Vandeputte et al., 2005)

Producción de hormonas

Hormona de

crecimiento

Auxinas

(AIA)

Giberelinas Giberelinas y

citoquininas

Microorganismo(s)

productor(es)

A. brasilense

A. lipoferum,

Rhizobium sp.

Xanthomonas sp.

Pseudomonas sp.

Agrobacterium sp.

Micrococcus spp.

Pseudomonas spp.

Arthrobacter spp.

Corynebacterium sp.

A. lipoferum

Nocardia sp.

Bacillus cereus

Bacillus subtilis

Clostiridum sp.

A. giacomelloi

A. brasilense

AIA, giberelinas y

citoquininas

Azospirillum paspali Azotobacter spp. Acinetobacter sp.

Aerobacter sp. Agrobacterium sp. Arthrobacter spp.

Bacillus spp. Chromobacterium spp. Xanthomonas sp.

Pseudomonas spp. Corynebacterium spp. Flavobacterium spp.

Rizogenesis

Infiltración

Control de enfermedades

Diversidad

Nutrientes Agregados

CIC

Sustancias Promotoras

de Crecimiento

Inocuidad en productos de consumo directo

La inocuidad esta definida como la ausencia de agentes o sustancias que resulten nocivas para el consumidor (Beuchat

et al., 2006).

(M. T. Brandl, 2006). Extraído de Klerks, 2006.

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Microorganismos contaminantes

• 449 casos en Chile, a la semana 12 de 2013

– 41% en Valparaiso y Region Metropolitana

– Comidas preparadas, mariscos, frutas y hortalizas

• ETA (Enfermedades Transmitidas por Alimentos)

Islam et al., 2002

Irrigation water, biofertilizers before or during planting (Natvig et al., 2002, Viswanatan and Kaur, 2001

Beuchat et al., 2002

(Buck et al., 2006)

…pero…la calidad de los abonos

• Materias primas

• Proceso de producción (compost)

• Presencia de sustancias toxicas

– Metales

– Pesticidas

– Hormonas/antibioticos

Hoitink H, Boehen M., Hadar J. (1993) Mechanism of suppression of soil pathogens in compost amended substrates. Science and Engineering of Compostin: Design, Environmental, Microbiological and Utilization Aspects. Wooster. OH USA. Ohio State University

Microorganismos usados como indicadores de contaminación fecal

Coliformes fecales

E coli

Clostridium reductores de Sulfato

Enterococus faecalis

Clostridium perfringens

•Colifagos: somaticos

•F RNA especifico

Giardia intestinalis

Cyclospora cayetanensis

Cryposporidium

Patogenos Salmonella sp:

Coliformes fecales(NMP/4g)

Huevos de helminto /4g dw

Ausente

<1000 <1

Espinacas Orgánicas y E. coli

• In the wake of the E. coli debacle,

is organic spinach safe to eat?

B Y C I S S Y B O W M A N, 2006

• Espinacas, ensaladas mixtas listas

– E. coli O157:H7 en alimentos organicos

– Octubre 2, 2006, FDA : all spinach ,….. to Natural Selection Foods LLC of San Juan Bautista, California.

• Cerdos

• Riego

• Cercanía a depósitos de estiércol

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(Starkovsky., 2007)

• El mayor reservorio son los pollos

• Reconocido en el mundo como el primer causante de enfermedades transmitidas por alimentos (ETAs) (Adrienne et al., 2001)

• Fácil manejo y cultivo en condiciones de laboratorio

Salmonella typhimurium Factores que condicionan la presencia de patógenos en los bioabonos

• Concentración de nutrientes

• pH (alcalino): genera injuria en las bacterias

• Tensión de oxigeno

• Temperatura

• Origen de “materia orgánica”

• Humedad

• Competencia microbiana

Carrascal et al., 2009, Manyi-Loh et al., 2014

Digestión anaeróbica

Patógeno Tiempo de digestión (dias)

Recuento viable inicial

Recuento viable final

Campylobacter sp. 18 10.1 × 103

<102 ufc/g estiercol Escherichia coli sp 62 3.6 × 105

Salmonella sp. 133 7.4 × 103

Manyi-Loh et al., 2014

Limites EPA para patogenos humanos

Microorganismo Límite Unidades

Coliformes fecales < 1000 NMP/g*

Salmonella spp < 3 NMP/ 4g*

Huevos de Helminto < 1 /4g total de sólidos

Coliformes fecales < 2* 106 NMP o UFC/g*

Biosolidos clase A

*Número mas probable por gramo peso seco de sólidos totales (EPA, 2000)

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Normativa internacional

Limites máximos

de metales

pesados en mg/

Kg (ppm)

Arsénico

Cadmio

Cromo

Mercurio

Plomo

Níquel

41

39

1200

17

300

420

Patógenos Salmonella sp:

Enterobacterias totales:

Ausente

<1000 UFC/g

Comunidad Europea

compost : Salmonella spp. Ausente/50 g

Clostridium perfringens ausente/ 1g

Francia-Standard francés NF 44-095,

E. coli :< 1000 NMP/g

C. perfringens : <100 UFC/g

Enterococcus spp : <105 UFC/g

Salmonella spp y Listeria monocytogenes :ausente/25g.

(Lemunier et al., 2005)

EPA -5167

Vaca Gallina/ Pavo

Cerdo Cabra Caballo Biosolidos B

Salmonella sp X XXX XX X X XX

Campylobacter jeyuni X X XX XX XX

E. Coli O157H7 XXX XX XX

Listeria monocytogenes XX XXX XXX X

Cryptosporidium X XXX

Stopforth et al. 2004, Carrascal et al., 2009, Carrascal & Martinez 2014

Emergentes

Campylobacter jejuni

• Causante mas comun de enfermedad gastrointestinal

• Guano de Pollo, Gallina, Pavo

• Ensaladas de vegetales (Evans et al., 2003), melon y frutilla (Brand et al., 2014), rabano, especies, cebolla, papa, champiñones (Park & Sanders, 1992)

Listeria spp

• Ubicuo: suelo, materia fecal de ganado, vegetacion irrigada con agua contaminada.

• Ensaladas: cohombro, pimenton, tomate, vegetales de hoja, papa, frijol, brocoli, zucchini albahaca, perejil, frutales (Harvey and Gilmour 1993; Heisick et al. 1989). Beuchat (1998)

Calidad del Té.. depende

• Materia primas

• Sistema de compostaje

• Grado de madurez del compost

• Propiedades fisicas y químicas del compost

• Composición microbiológica – Benéficos: antagonistas y biofertilizadores

– Patógenos

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Estiercoles Compostados

• Libre de patógenos: 140°F (55-65°C)

• Estiercoles como emienda o fertilizante :

1. Aplique 120 dias antes de cosecha en hortalizas, hierbas, tuberculos

2. USDA National Organic Program (NOP): 90 dias entre la aplicacion del estiercol y cosecha para cultivos que no tienen contacto directo con suelo

3. Aplicaciones en otoño, incorporado a suelo y cultivo de cubierta permiten mantener nutrientes durante invierno y reducir patogenos

4. No emplear compost de mortalidad o mezclado, o que presente aspecto fisico dudoso

• Lodos de depuradora:

– Tratados/ estabilizados, NUNCA CRUDOS

– Aplicacion antes del 10 meses de la cosecha para cultivos que no esten en contacto con suelo

– 30 meses para cultivos de hoja, horatalizas, hierbas, tuberculos o consumo fresco. ( EPA-USA United States Environment Protection Agency Part 503 Biosolids Rule & Canadian Ministry of the Environment guidelines )

Conclusiones

• Calidad del materiales organicos – De las materias primas

– Del proceso de producción

– Del agua empleada

• Laboratorios especializados – Caracteristicas quimicas, fisicas y biologicas

• Garantizar inocuidad para alimentos y operarios

• BPA- GlobalGap

Muchas gracias