XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
1
Aunando la ganadería ecológica y la bioenergía: Gestión del estiércol mediante digestión anaerobia para producir biogás y un fertilizante de calidad para praderas
Ortiz-Montes L.1, Blanco-Cobián D.
2, González-Andrés, F.
1
1Instituto de Medio Ambiente y Biodiversidad. Universidad de León. Avda. de Portugal 41. 24071 León.
[email protected]. Tel. 987291840 2Bioenergía y Desarrollo Tecnológico (BYDT). Avda. de Portugal 41. 24009 León
RESUMEN
La ganadería ecológica ha cobrado interés en los últimos años. Dado que
las explotaciones ganaderas de vacuno han evolucionado hacia la especialización y el
incremento en número de animales, esto ha traído como consecuencia un aumento en
la producción de estiércol, y la necesidad de buscar nuevas alternativas para
gestionarlo. Por tanto la ganadería ecológica debe alcanzar un enfoque global hacia la
sostenibilidad de la producción agropecuaria en su conjunto. En este sentido la gestión
bioenergética de los residuos es la estrategia líder. La digestión anaerobia del estiércol
es hoy en día la más viable de las formas de gestión bioenergética del estiércol en las
explotaciones ecológicas, y los productos son el biogás y el digerido anaerobio de
estiércol (DAE). El primero se utiliza para producir energía y el segundo como
fertilizante de las praderas. En este trabajo se estudió el potencial de producción de
biogás a partir de un ensayo en discontinuo, obteniéndose un potencial de producción
específico (160 l CH₄·kg SV-¹) que puede llegar a ser interesante como energía
renovable. Se analizó la fitotoxicidad del digerido mediante bioensayos de
germinación, encontrando que el DAE a diluciones 1:5 y 1:10 no solamente no fue
fitotóxico sino que tuvo efecto estimulante de la germinación en especies indicadoras
de fitotoxicidad. Se examinó el efecto que produce el DAE en las etapas iniciales de
crecimiento de pratenses, dando lugar a efectos positivos en estas fases. Todo esto
hace de la biometanización un proceso viable a la hora de gestionar el estiércol, y abre
nuevas perspectivas para aunar la ganadería ecológica con la generación de energía
en la propia explotación.
Palabras clave: Biometanización, digerido anaerobio de estiércol (DAE), fitotoxicidad,
pratenses y valorización agronómica
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
2
INTRODUCCIÓN
El sector bovino es uno de los principales sectores ganaderos a nivel
nacional por su contribución a la producción ganadera y agraria. En el año
2012, España mantenía la quinta posición de la Unión Europea en número de
cabezas de ganado, aportando el 15,6% de la producción final ganadera
española y el 5,8 % de la producción final agraria española (Eurostat, 2012).
Durante los últimos años hemos asistido a un crecimiento en el número
de animales y a una especialización de las explotaciones ganaderas en general
debido a los mercados agrícolas y al incremento de la competencia (Magrama,
2013), lo que también ha afectado a la ganadería ecológica. Durante cientos de
años, los agricultores han empleado el estiércol como fuente de nutrientes para
los cultivos, considerándose un recurso muy valioso. Así, las deyecciones
ganaderas eran gestionadas de manera más o menos correcta dentro de la
propia explotación. Sin embargo al aumentar el tamaño de las explotaciones,
empiezan a surgir problemas de gestión de los residuos ganaderos lo que
viene dado por el inapropiado almacenaje, uso y dispersión en el campo de
grandes cantidades de estiércol, dando lugar a un exceso de materia orgánica
lábil, mal olor debido al amoniaco y los ácidos orgánicos, alto contenido en
macronutrientes (nitrógeno, fósforo y potasio), generación de compuestos
fácilmente volatilizables como el amonio y gases como el amoniaco, el metano
y el óxido nitroso, además de acarrear microorganismos patógenos. Estos
problemas han llevado a que en los últimos años las investigaciones se hayan
centrado en estudiar el modo más efectivo de usar los estiércoles, con el fin de
obtener el máximo beneficio en términos de producción y dando prioridad a la
prevención sobre la contaminación (Restrepo, 2013).
La obtención de energía es vital en el progreso de la actividad humana.
En los últimos decenios, el requerimiento de energía ha sido cubierto por las
energías no renovables, aumentando de este modo los problemas
medioambientales a nivel mundial. Esta problemática ha de solucionarse para
alcanzar un equilibrio entre el bienestar social y la capacidad del medio para
absorber los impactos ambientales (Lobato, 2012).
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
3
En la gestión de este tipo de residuo ganadero existen diversas
alternativas como la digestión anaerobia, el compostaje, la digestión aerobia y
la nitrificación-desnitrificación (Bernet & Beline, 2009). La digestión anaerobia o
biometanización es un proceso de reacciones que se basan en la oxidación de
la materia orgánica en ausencia de oxígeno mediante microorganismos
específicos (Karagiannidis & Perkoulidis, 2009). La materia orgánica se
descompone dando lugar a dos productos principales, el biogás y el digerido.
El biogás contiene una alta proporción de metano y una potencia
calorífica del orden de 5.500 kcal.m-³, por ello, es un gas apto para el
aprovechamiento energético mediante su combustión. Por tanto, el biogás
obtenido a partir de residuos ricos en materia orgánica, como son los residuos
ganaderos, agrícolas o derivados, es una fuente de energía renovable que
utiliza la energía contenida en la biomasa, proveniente de la fotosíntesis y por
ello del sol (Lobato, 2012).
La digestión anaerobia del estiércol muestra un efecto doble sobre las
emisiones del efecto invernadero, disminuyendo las emisiones de metano que
de forma natural se emitirían a la atmosfera y las emisiones de CO2
equivalentes a la energía fósil ahorrada (Chen et al., 2008) con el fin de cumplir
con las obligaciones del Protocolo de Kyoto.
Por otro lado, el efluente digerido de naturaleza semilíquida tiene mayor
valor agronómico que el estiércol, por su alta proporción de nitrógeno y de
materia orgánica (Sorensen & Moller, 2009), aunque también puede presentar
otras características que hacen desaconsejable su uso directo en agricultura,
como el contenido fitotóxico y patogénico, el pH, la viscosidad o la falta de
estabilidad (Walker et al., 2009).
El objetivo general de este estudio fue la gestión de estiércol vacuno en
explotaciones ecológicas, con la finalidad de alcanzar un enfoque global
hacia la sostenibilidad de la producción agropecuaria ecológica en su conjunto.
En este sentido la gestión bioenergética de los residuos se plantea como
estrategia líder.
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
4
Además, los objetivos específicos fueron:
1. Estimar el potencial de producción de biogás mediante la digestión
anaerobia de estiércol vacuno.
2. Analizar el grado de fitotoxicidad del digerido anaerobio de estiércol
(DAE) a partir de ensayos de germinación preestablecidos.
3. Evaluar el efecto del digerido anaerobio de estiércol en las primeras
etapas del desarrollo de especies pratenses.
MATERIAL Y MÉTODOS
1. Obtención y evaluación de biogás a partir de estiércol bovino.
1.1 Material
Se utilizó estiércol fresco de bovino mezclado con paja de una ganadería
en régimen ecológico situada en la Comunidad de Cantabria, dedicada a la
mejora de razas autóctonas para ganadería ecológica. El inóculo para la
degradación del estiércol se obtuvo de un digestor anaerobio en el Instituto de
Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Universidad de León. Se recogió
del sobrenadante del efluente del digestor, 24 h después de la sedimentación
por reposo.
1.1. Analítica
Previamente al diseño del ensayo, se realizaron una serie de análisis para
controlar el proceso y determinar la cantidad de estiércol e inóculo que había
que añadir. Se tomó el valor del pH directamente del estiércol fresco, se
determinó el contenido en sólidos totales (ST) y sólidos volátiles (SV) mediante
la desecación en estufa a 105°C durante 24 horas con el método de APHA
(1998).
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
5
Las expresiones con las que se determinó el contenido en ST y SV
fueron:
Con los datos obtenidos (Tabla 1) se diseñaron 3 ensayos con diferente
mezcla de inóculo-estiércol en base a sus SV en relación 2, 1 y 0,5.
1. 3. Diseño del ensayo
Se aplicó la metodología descrita por Labatut (2011) y Lobato (2012) para
un ensayo de digestión anaerobia en discontinuo.
En los reactores (botellas de capacidad útil 250 ml), se añadieron 250 ml
de la mezcla inóculo-estiércol con las proporciones indicadas en la Tabla 2.
Para cada tratamiento se utilizaron dos réplicas, además de un control con
inóculo únicamente, para los 6 reactores. Se midió el pH de las 7 botellas
durante dos días consecutivos para confirmar que era cercano a 7, condición
necesaria para que tenga lugar la digestión anaerobia.
La regulación térmica del proceso se consiguió por inmersión de los
reactores en baños de agua termostatizada a 35°C. A su vez, la
homogenización se alcanzó con agitadores magnéticos en los reactores (200
rpm). Dado que los ensayos se realizaron en discontinuo, los reactores se
cargan una sola vez con la mezcla del residuo y del inóculo.
El ensayo se mantuvo durante 32 días. Durante este tiempo, se midió la
cantidad de biogás producido por cada reactor. Cada reactor está provisto de
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
6
una salida que permite la evacuación del gas producido, conduciéndolo al
sistema de medición de volumen basado en el desplazamiento de agua. La
producción de biogás se midió diariamente. Además, se analizó la composición
de biogás expulsado en 3 momentos del ensayo, a intervalos regulares, para
poder determinar la concentración de CH₄,. Se utilizó un cromatógrafo de
gases Varian CP-3800 GC, equipado con un detector de conductividad térmica
(TCD). Se determinó el amonio del estiércol fresco y del digerido utilizando el
método de APHA (1998).
2. Determinación de la fitotoxicidad del DAE mediante bioensayos de
germinación.
2.1. Material
Se utilizaron cuatro especies vegetales indicadoras de fitotoxicidad:
lechuga (Lactuca sativa) var. Batavia cv. Pierre Bénite, tomate (Lycopersicum
esculentum) var. Raf, rabanito (Raphanus sativus) y berro (Nasturtium
officinals) cv. Berro del manantial de la fuente. El material a ensayar fue el DAE
0,5 descrito en el apartado 1.1.
2.2. Diseño del ensayo
Se empleó la metodología descrita por Varnero et al. (2007). Para cada
especie vegetal se ensayó la fitotoxicidad del DAE puro y a diluciones 1:5 y
1:10 (v:v). Además de un control con agua destilada. Todos los ensayos se
hicieron por duplicado. Cada placa de Petri contenía un disco de papel de filtro
Prat Dumas. A cada placa se añadieron 10 ml de la sustancia a ensayar y 10
semillas. Se cerraron con film transparente para no perder la humedad.
Después de preparar todas las placas, se mantuvieron en cámara de
germinación a 25°C con luz blanca permanente hasta que el control de cada
especie germinó al menos un 90%.
A intervalos de 2 días se contó el número de semillas germinadas y se
calculó en porcentaje de germinación (G):
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
7
Porcentaje de germinación (G):
Al finalizar el ensayo, se determinaron los siguientes parámetros:
Porcentaje de germinación relativo (PGR):
Se midió la longitud de la raíz de cada plántula. Se tomó el valor medio de
las 2 réplicas, en el caso de una elevada discrepancia entre placas, se repitió el
ensayo.
Crecimiento de radícula relativo (CRR):
Índice de germinación (IG):
IG =
El valor obtenido con el índice de germinación se usó para concluir si
había riesgos de fitotoxicidad para las distintas concentraciones de DAE
utilizadas. La escala utilizada para determinar la fitotoxicidad fue la siguiente
(Tiquia, 2000):
I ≥ 8 f x
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
8
IG entre 50-79% compuestos moderadamente fitotóxicos
IG < 50% compuestos elevadamente fitotóxicos
3. Efecto del digerido anaerobio de estiércol en las primeras etapas del
desarrollo de especies pratenses.
3.1. Material
Se utilizaron dos especies vegetales para estudiar el efecto en el
desarrollo, trébol blanco (Trifolium repens) cv. Grasslands y ray-grass
Westerwold (Lolium multiflorum) cv. Agraco 812.
Se empleó tierra procedente de una parcela de pradera en régimen de
explotación ecológica, perteneciente a la misma empresa en la que se obtuvo
el estiércol, como sustrato para crecer las especies pratenses (Tabla 3).
Además, se usó el DAE 0,5 mencionado con anterioridad y estiércol fresco de
la propia ganadería.
3.2. Diseño del ensayo
Se diseñó un ensayo completamente aleatorizado con 4 repeticiones y las
2 fuentes de variación: i) tratamiento consistente en aplicación de estiércol por
una parte y DAE por otra a distintas dosis (50%, 100% y 150%) y un control, sin
tratamiento; ii) especie: ray-grass y mezcla de ray-grass y trébol blanco en
proporción 2:1 en número de semillas.
Los cálculos de las dosis básicas (DAE 100% y estiércol 100%) se
basaron en la extracción de nitrógeno del ray-grass para una producción media
esperada en Cantabria de 120 kg de nitrógeno por hectárea y en la
concentración de nitrógeno del estiércol (0,512%) y DAE (0,154%).
Además se probaron para ambos productos otras 2 dosis, 50% de la
extracción y 150% de la misma (Tabla 4).
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
9
Cada unidad experimental estuvo constituida por un contenedor de 25 ml
de capacidad. La distribución de las semillas se presenta en la Figura 1.
La preparación del suelo consistió en el secado al aire durante 48 horas y
tamizado de la tierra en un tamiz con una luz de malla de 2 mm. En el fondo de
cada contenedor se introdujo una malla, de ese modo se podía filtrar el agua
pero no la tierra. Se añadió tierra hasta rellenar el 75% del contenedor y
dependiendo del tratamiento, distintas cantidades de DAE o estiércol fresco
sobre ella. Se agregó una fina capa de tierra, se sembraron las semillas y se
adicionó otra fina capa de tierra. Por último, se regó a capacidad de campo.
Cada unidad experimental se depositó en un plato. En este plato se incorporó
agua cada vez que lo demandaban las plantas.
Todos los tratamientos (incluidos los controles) se mantuvieron en un
fitotron durante un mes con las siguientes condiciones: 60% de humedad, 24°C
con luz blanca durante 16 horas y 16°C durante 8 horas en oscuridad.
Después de este tiempo, se obtuvo el peso fresco del conjunto de plantas
contenidas en cada unidad experimental. Después del secado en estufa a 60°C
durante 48 horas se obtuvo también el peso seco.
3.3. Tratamiento estadístico
Se empleó el programa IBM SPSS Statistics v19 para el tratamiento
estadístico de los datos. Se utilizó un modelo lineal general univariante para
observar las posibles diferencias significativas del tratamiento, las especies y
las réplicas.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
1. Obtención y evaluación de biogás a partir de estiércol bovino.
En los ensayos DAE 2, DAE 1 y DAE 0,5 se obtuvieron las producciones
específicas de metano 160 l·kgSV-¹, 124 l·kgSV-¹y 109 l·kgSV-¹. Por tanto el
potencial de producción de metano alcanza los 160 l CH₄·kgSV-¹. Aunque se
trate de una producción que probablemente no se alcance a la hora de operar
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
10
en una planta de biogás agroindustrial, se puede esperar una importante
valorización de este residuo. Así, para una explotación ganadera de 150
cabezas de ganado mayor, con una producción de estiércol estimada de 40 kg
por unidad, podríamos esperar una producción de unos 53.000 m³ de metano
anuales, con los cuales podría instalarse una unidad de cogeneración de 13
kW eléctricos. Esto permitiría un suministro eléctrico para cubrir las
necesidades de nuestra explotación.
2. Determinación de la fitotoxicidad del DAE mediante bioensayos de
germinación.
La Figura 2 muestra la evolución de los porcentajes de germinación (G)
para las especies vegetales indicadoras de la fitotoxicidad. Hay que indicar que
el tomate es la especie vegetal que necesitó más tiempo para germinar (14
días), en comparación a las otras 3 especies que necesitaron menos tiempo (9
días).
El DAE no retrasa la germinación en ninguno de los tratamientos respecto
al control. Es más, en tomate y con una dilución de 1:10, la germinación
experimenta un ligero adelanto respecto al control.
El porcentaje de germinación para las diluciones 1:10 y 1:5 en todas las
especies vegetales estudiadas es igual o ligeramente superior al control, lo que
conduce a porcentajes de germinación relativos iguales o mayores al 100% en
todos los casos (Tabla 5). De hecho, el DAE a estas diluciones provoca una
estimulación muy notable del crecimiento de las radículas, en consecuencia, el
crecimiento relativo radicular alcanza valores entre los 229,75% y los 447,79%.
El índice de germinación (IG) se comporta de manera parecida,
alcanzando los valores más altos en berro y rabanito, superando el 400% y
algo más bajos en tomate y lechuga (Tabla 5). Lo que nos indica que DAE a
una dilución 1:10 y 1:5 no es fitotóxico. Podemos concluir entonces, que las
proporciones 1:10 y 1:5 de digerido tienen un efecto positivo sobre las especies
estudiadas. Esto indica un efecto estimulante sobre la germinación de semillas
y, probablemente, en el crecimiento de la planta posterior (Abad et al., 2000). A
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
11
excepción del rabanito, los datos para IG en proporción 1:10 son más elevados
que para 1:5, es decir, con una mayor dilución del DAE el valor de IG aumenta.
Resultados semejantes a los obtenidos por otros autores como Abad et al.
(2000) y McLachlan et al. (2004).
En las 4 especies, el porcentaje de germinación y de crecimiento radicular
para la proporción puro es muy bajo en comparación a la proporción 1:5 y 1:10.
La lechuga es la especie con los valores más bajos de las 4, causado por la
extrema sensibilidad de esta a la toxicidad (Torres, 2003). El índice de
germinación de las 4 especies vegetales para el tratamiento puro es menor de
50%, los que nos indica que el digerido anaerobio de estiércol sin diluir es
altamente fitotóxico (Tabla 5). Una alta concentración residual de ácidos
orgánicos y fenoles, junto con amonio y algunos metales pesados, podría ser la
causa principal de la fitotoxicidad indicada por el índice de germinación. Un
tratamiento aeróbico sucesivo podría ser necesario para eliminar la fitotoxicidad
residual (Massaccesi et al., 2013) o la aplicación del digestato a tierra debe
hacerse con bastante antelación a la siembra, evitando el contacto directo con
plantas o de las semillas en germinación. Por lo tanto, la aplicación del
digestato debe tener en cuenta las concentraciones de Na y Cl, y también
metales pesados (especialmente Cu y Zn), con el fin de evitar cualquier riesgo
de acumulación de metales en el suelo (Alburquerque., 2012).
Los resultados obtenidos en el bioensayo de fitotoxicidad son
dependientes del tipo de semilla utilizada (Komilis & Tziouvaras, 2009), por ello,
existen diferencias entre los valores de las 4 especies vegetales utilizadas.
3. Efecto del digerido anaerobio de estiércol en las primeras etapas del
desarrollo de especies pratenses.
En los parámetros peso fresco y peso seco existen diferencias
significativas entre tratamientos, es decir, hay tratamientos más o menos
efectivos y también hay diferencias significativas entre especies. También
existen interacciones significativas entre tratamiento y especie (Tabla 6).
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
12
La producción de biomasa fresca y biomasa seca de DAE a la dosis 150%
fue significativamente más elevada que en el control y en los tratamientos de
estiércol (Tabla 7). Los otros tratamientos con DAE no presentaron diferencias
significativas con este. Por ello, se puede concluir que son los tratamientos que
producen mayor biomasa en las primeras etapas del desarrollo de las especies
vegetales estudiadas.
Además, se dedujo que el digerido anaerobio de estiércol fue más
efectivo que el estiércol sin procesar. Otros autores como Castellanos (2011),
Nkoa (2014) y Sorensen & Moller (2009) obtuvieron el mismo resultado.
Castellanos explica que la aplicación de DAE da lugar a la estimulación vegetal
al producirse hormonas vegetales de crecimiento (giberelinas, auxinas y
citoquinas) por bacterias específicas que intervienen en el proceso de
fermentación, promoviendo la germinación, el engrosamiento de los tallos, el
fortalecimiento de la base radicular y de la base foliar.
De los tratamientos con estiércol, la concentración 150% también fue la
más efectiva. Por tanto, la mayor concentración de DAE o estiércol da lugar a
mayor crecimiento de las pratenses ya que en las primeras etapas del
desarrollo de una planta, esta necesita una gran cantidad de nutrientes. Datos
similares a los obtenidos por Weijiang et al. (2012).
Como se observa en la Figura 3, ambos controles tienen una producción
total similar. Sin embargo los tratamientos incrementan la producción de
biomasa en la gramínea.
En el tratamiento de estiércol dosis 100% en peso fresco. Este es un dato
anómalo y no erróneo ya que las réplicas del tratamiento son homogéneas y se
ha seguido la misma metodología que para los demás. Sin embargo en la
mezcla los incrementos de biomasa son menores lo que se debe a un efecto
negativo del nitrógeno sobre la leguminosa. Stiintifice (2011) también observó
en su ensayo un peso más bajo en praderas mixtas.
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
13
CONCLUSIONES
La producción potencial de 160 l CH₄·kgSV-1¹ a partir del estiércol bovino
de carne, permite esperar una importante valorización energética de este
residuo, alcanzando 53.000 m³ de metano anuales en una explotación de 150
cabezas de ganado.
El DAE puro es altamente fitotóxico pero a dilución 1:10 y 1:5 tiene un
efecto estimulante en la germinación de las especies indicadoras de
fitotoxicidad.
En las primeras etapas del desarrollo de las dos especies de pratenses
estudiadas, el DAE tiene un efecto mayor en la producción de biomasa que el
estiércol sin procesar, los resultados apuntan que puede ser más beneficioso
para praderas de ray-grass que para praderas mixtas (ray-grass y trébol
blanco).
Se puede concluir que el DAE diluido es beneficioso en el inicio de la
germinación y en etapas sucesivas, siendo recomendable aplicar este producto
a cultivos pratenses asociados a la explotación ganadera donde se valorice el
estiércol mediante digestión anaerobia.
En conjunto, los resultados obtenidos dan la posibilidad a nuevos
sistemas de gestión de residuos, innovadores para la ganadería ecológica en la
provincia de Cantabria.
AGRADECIMIENTOS
A Xiomar A. Gómez Barrios y Judiht Martínez Torres del grupo IQUIMAB
de la ULE por la ayuda prestada en el ensayo de obtención y evaluación de
biogás a partir de estiércol fresco.
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
14
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Abad M, Noguera P, Burés S. 2000. National inventory of organic wastes for use as growing media for ornamental potted plant production: case study in Spain. Bioresource Technology 77: 197-200.
Alburquerque JA, Fuente C, Ferrer-Costa A, Carrasco L, Cegarra J, Abad M, Bernal MP. 2012. Assessment of the fertiliser potential of digestates from farm and agroindustrial residues. Biomass and bioenergy 40: 181-189.
APHA. 1998. Standard methods for the examination of wáter and wastewater. Washington DC: American Public Health Association.
Bernet N, Béline F. 2009. Challenges and innovations on biological treatment of livestock effluents. Bioresource Technology 100: 5431-5436.
Castellanos JG. 2011. Caracterización y estudio económico del proceso de bio-digestión de excrementos de ganado vacuno como alternativa para obtener biogás y abonos en una hacienda de la Sierra Ecuatoriana, tesis. Facultad de ingeniería y ciencias agropecuarias, universidad de las Américas.
Chen Y, Cheng JJ, Creamer KS. 2008. Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology 99: 4044-4064.
Eurostat (Statistical Office of the European Communities). 2012. In http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/statistics/themes.
Karagiannidis A, Perkoulidis G. 2009. A multi-criteria ranking of different technologies for the anaerobic digestion for energy recovery of the organic fraction of municipal solid wastes. Bioresource Technology 100: 2355-2360.
Komilis DP, Tziouvaras IS. 2009. A statistical analysis to assess the maturity and stability of six composts. Waste Management 29: 1504-1513.
Labatut RA, Angenent LT, Scott NR. 2011. Biochemical methane potential and biodegradability of complex organic substrates. Bioresource Technology 102: 2255-2264.
Lobato A. 2012. Estudio de la co-digestión anaerobia de residuos ganaderos con otros substratos agroindustriales, tesis. Instituto de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Biodiversidad de la Universidad de León.
Magrama. 2013. Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente.
Massaccesi L, Sordi A, Micale C, Cucina, Zadra C, Di María F, Gigliotti G. 2013. Chemical characterization of percolate and digestate during the hybrid solid anaerobic digestión batch process. Process Biochemistry 48 (9): 1361-1367.
McLachlan KL, Chong C, Voroney RP. 2004. Assessing the Potential Phytotoxicity of Digestates during Processing of Municipal Solid Waste by Anaerobic Digestion: Comparison to Aerobic Comspost. In: Proceedings of 26
th Sustainability of Horticultural Systems: 638-643.
Nkoa R. 2014. Agricultural benefits and environmental risks of soil fertilization with anerobic digestates: a review. Agronomy for Sustainable Development 34: 473-492.
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
15
Restrepo AP. 2013. Valorización mediante compostaje de la fracción sólida de residuos ganaderos digeridos por biometanización y evaluación de sus potenciales usos agronómicos, tesis. Dpto. Agroquímica y Medio Ambiente, Universidad Miguel Hernández de Elche.
Sorensen P, Moller HB. 2009. Fate of nitrogen in pig and cattle slurries applied to the solid-crop system. Anaerobic digestion: opportunities for agriculture and environment. 1: 27-37.
Stiintifice L. 2011. The possibility of reducing the nitrogen fertilizers by using some gramineous and perennial mixtures in the conditions of northern Moldavia. Agronomy Series of Scientific Research 54(2).
Tiquia SM. 2000. Evaluating phytotoxicity of pig manure from the pig – on – litter system. In: Proceedings of the International Composting Symposium, CBA Press Inc. Truro, NS, p: 625-647.
Torres MT. 2003. Empleo de los ensayos con plantas en el control de contaminantes tóxicos ambientales. Rev. Cubana Hig Epidemiol 41: 2-3.
Varnero MT, Rojas C, Orellana R. 2007. Índices de fitotoxicidad en residuos orgánicos durante el compostaje. J. Soil Sc Nutr.7 (1): 28-37.
Walker M, Banks C, Heaven S. 2009. Two-stage anaerobic digestion of biodegradable municipal solid waste using a rotating drum mesh filter bioreactor and anaerobic filter. Bioresource Technology 100: 4121-4126.
Weijiang L, Egrinya A, Enejia B, Zhanga D. 2012. Nitrogen rate and plant density effects on yield and late-season leaf senescence of cotton raised. Field Crops Research 126: 137-144.
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
16
ANEXO 1: TABLAS
Tabla 1. Determinación de sólidos. ST sólidos totales y SV sólidos volátiles o sólidos orgánicos
Descripción ensayo
Proporción inóculo:estiércol (SV)
Cantidad (g masa fresca) inóculo:estiércol
Cantidad (g SV) inóculo: estiércol
DAE 2 2 239,11 : 10,89 3,29 : 1,65 DAE 1 1 228,21 : 21,79 3,29 : 3,29 DAE 0,5 0,5 206,42 : 43,58 3,29 : 6,01
Tabla 2. Relación inóculo-estiércol según ensayo
Parámetros analizados Tierra
% materia orgánica 3,54 N (% base seca) 0,48 C/N 4,30 P (ppm base seca) 12 Ca (ppm base seca) 988 Mg (ppm base seca 174 K (ppm base seca) 283 Na (ppm base seca) 28 Textura U.S.D.A Suelo franco-arenoso
Tabla 3. Análisis físico-químico de la tierra utilizada en el ensayo
.
Tratamiento Cantidad (g)
DAE dosis 50% 1,36 DAE dosis 100% 2,73 DAE dosis 150% 4,09 Estiércol dosis 50% 0,41 Estiércol dosis 100% 0,82 Estiércol dosis 150% 1,23
Tabla 4. Cantidad de DAE y de estiércol fresco necesaria para cada contenedor según el tratamiento
aplicado
Material ST (g·kg¯¹) SV (g·kg¯¹)
Estiércol 204,16 151,05 Inóculo 21,72 14,31
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
17
Proporción de DAE Especie Parámetros 1:10 1:5 Puro
Berro
PGR (%) 105,56 100 38,89
CRR (%) 447,79 405,88 26,96
IG (%) 472,67 405,88 10,48
Rabanito PGR (%) 100,00 113,33 13,33 CRR (%) 412,13 435,38 37,74 IG (%) 412,13 493,43 5,03
Lechuga PGR (%) 117,65 105,88 41,18 CRR (%) 273,30 287,19 31,09 IG (%) 321,53 304,09 12,80
Tomate
PGR (%) 113,33 106,67 53,33
CRR (%) 319,26 229,75 91,95
IG (%) 361,83 245,06 49,04
Tabla 5. Resultados obtenidos de las 4 especies vegetales para los parámetros: PGR-porcentaje de
germinación relativo, CRR-crecimiento radicular relativo, IG-índice de germinación
Peso fresco Peso seco Origen gl MC F MC F
Tratamiento 6 0,416 5,415* 0,014 6,251* Especie 1 1,264 16,463* 0,037 16,042* Réplicas 3 0,017 0,224 0,001 0,242
Tratamiento * Especie 6 0,305 3,979* 0,007 2,887*
Tratamiento * Réplicas 18 0,052 0,679 0,002 0,655
Especie *Réplicas 3 0,028 0,363 0,001 0,316
Error 18 0,077 0,002 Total 56
MC. media cuadrática *.diferencias significativas
Tabla 6. Pruebas estadísticas de los efectos entre variables
Tratamiento Peso fresco (g) Peso seco (g)
Media Media
Control 1,277 a 0,192 a Estiércol dosis 50% 1,467 a 0,249 a Estiércol dosis 100% 1,472 a 0,254 a Estiércol dosis 150% 1,531 a 0,262 ab DAE dosis 100% 1,553 ab 0,267 ab DAE dosis 50% 1,678 ab 0,268 ab DAE dosis 150% 2,010 b 0,338 b
Tabla 7. Agrupamiento entre tratamientos dependiente de sus medias
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
18
ANEXO 2: FIGURAS
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
L
G
L
G
G
G
G
L
Figura 1. Disposición de las semillas en cada contenedor:
G- gramínea (Ray-grass Westerwold) y L- leguminosa (Trébol blanco). En cada punto señalado del contenedor se sembraron dos semillas juntas. Izquierda- Ensayo con una única especie. Derecha- Ensayo con dos especies relación 2:1 gramínea:leguminosa
Figura 2. Evolución de los porcentajes de germinación en las especies vegetales ensayadas
XI Congreso de SEAE: «Agricultura ecológica familiar». Vitoria-Gasteiz (Álava), 1-4 octubre 2014
19
Figura 3. Valores medios del peso fresco y del peso seco para cada tratamiento
Top Related