Prueba de laboratorio con Eisenia fetida (Oligochaeta, Lumbricidae) para establecer tiempos mínimos de compostaje. Discrepancias con observaciones de campo
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- El 25 marzo, 2009
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SUMMARY
The objective of this work is to determine how accurate are the lab tests to determine the minimum composting time (“precomposting”) with a discrete number of worms – 5 or 10 (tray tests, P5L, P10L) – compared with the times observed in field conditions. For this 6 different diets were used (rabbit, sheep and bird manure – combined or not with lenga Nothofagus spp. sawdust – and the organic biodegradable fraction of the solid urban refuse – BSUR) with 4 replicas. It was observed that: a) For different organic biodegradable matter – OBM – the tray tests have a reasonable approximation to the times of precomposting that the OBM needs in field conditions for the 50% of the diets used; b) Lab conditions are not favorable for determining the duration of precomposting in highly nitrogenated diets, with longer times than those for field conditions; c) The addition of organic matter – OM – rich in fiber, shortens the precomposting time significantly, as it can be seen in diets that differ only in the presence / absence of sawdust; d) When the OBM is not accepted in lab conditions taking over 100 days, it´s convenient to repeat the test in field conditions to determine the minimum composting time; e) The water trap in the 24 hr. test, defines the acceptation / not acceptation of the substrate, independent from if the worms enter or not to the substrate test, the 48 hr. test can be obviated; f) Reproduction confirms the acceptation of the substrate, permitting to shorten the test with the presence of the first cocoons.
Key words: Vermicompost, minimal precompostig, lab tests.
RESUMEN
El vermicompostaje se inicia al inocular una materia orgánica biodegradable (MOB) con lombrices. El proceso asienta en uno previo de compostaje natural (o “precompostaje”). Optimizar el ciclo de reconversión de la MOB en abono implica conocer el tiempo mínimo de composta que requiere cada MOB hasta permitir su inoculación/aceptación con/por las lombrices. El objetivo del trabajo es establecer cuán confiables son los test de laboratorio para determinar, con un número discreto de lombrices (5 ó 10: pruebas en bandeja, “P5L, P10L”), el tiempo mínimo de composta respecto del lapso observado en condiciones de temperie. Con tal fin se ensayaron seis dietas con cuatro réplicas (egestas de conejos, ovinos, aviares –combinado o no con aserrín de Lenga- y la fracción orgánica biodegradable de los residuos sólidos urbanos, RSUB). Se observó que: a) Para el 50% de los alimentos ensayados las pruebas en bandeja permiten una aproximación razonable al tiempo de composta que la MOB requiere en temperie; b) Las condiciones de laboratorio no favorecen la determinación de la duración del compostaje cuando las dietas son ricas en compuestos nitrogenados, prolongándola respecto de lo observado en temperie; c) El aporte de MOB fibrosa acorta el tiempo de composta significativamente, como se comprueba en el caso de las dietas que difieren solo en la presencia / ausencia de aserrín; d) Cuando la aceptación de una MOB en condiciones de confinación se prolonga más allá de los cien días, conviene repetir la experiencia en condiciones de temperie para fijar el tiempo mínimo de compostaje; e) La trampa de agua, en la prueba de 24 horas, define la aceptación/no aceptación de un sustrato, independientemente de que las lombrices ingresen o no al sustrato test, pudiendo obviarse la prueba de las 48 horas; f) La presencia de cópulas confirma la aceptación efectiva de un sustrato, permitiendo abreviar la duración del ensayo a la aparición de los primeros cocones; g) El estiércol ovino enmendado con aserrín acelera la eclosión de los embriones.
Palabras clave: Vermicompostaje; “precomposta” mínima; pruebas laboratorio.
INTRODUCCIÓN
El vermicultivo (vermicompostaje) es una tecnología limpia para la bioconversión de la materia orgánica biodegradable (MOB) en un compuesto estable que goza de aceptación como abono (humus de lombriz).
El vermicompostaje es un proceso que se acopla a uno previo de compostaje (o sea de descomposición de la MOB) que se lleva a cabo por microorganismos (hongos, actinomixetes, bacterias, protistas), interviniendo asimismo de un modo concurrente una fauna “desmenuzadora” diversa (rotíferos, nemátodes, insectos primitivos, ácaros y otros) que conforma la corriente trófica del detrito (Begon, y otros, 1988; Schuldt, 2006).
El amplio espectro de MOB existentes, así como las diversas posibilidades de su combinación (requerimiento que tiene que ver con las relaciones Carbono / Nitrógeno de la MOB –Schuldt, 2002) hace que varíe el tiempo de compostaje que requieren previo al ingreso de las lombrices al sustrato que se pretende reconvertir en abono. De hecho, algunas MOB, admiten un ingreso de las lombrices sin composta previa (estiércoles de conejo, equino y bovino), mientras otras requieren un proceso previo de descomposición que puede extenderse por varios meses (egestas aviares, estiércoles de cerdos). Una cuestión no menor si tenemos en cuenta que la MOB que interesa en el marco de un lombricultivo es simultánemente el medio de las lombrices y su alimento (las lombrices son micrófagas, ingiriendo microorganismos y restos parcialmente descompuestos de MOB).
Cada vez que se pretende iniciar un lombricultivo utilizando sustratos para los cuales no se posee experiencia previa, o se la posee pero se pretende acortar el tiempo de composta, es imprescindible efectuar ensayos para poder establecer la duración del compostaje mínimo previo que requiere una utilización segura para la salud las lombrices.
Desde el punto de vista operativo para la implementación del proceso de vermicompostaje es crucial acotar adecuadamente este período ya que los procesos de descomposición pueden generar diversos compuestos tóxicos para las lombrices (derivados amoniacales, taninos) o hallarse presentes preventivos agrícolas (herbicidas, fungicidas, etc) y medicamentos de uso veterinario (nematicidas y otros) que requieren ser degradados antes del ingreso de las lombrices al medio. Acortar el periodo de compostaje previo tiene la ventaja de mantener elevado el carbono lábil, lo que posiblemente favorece las posibilidades de desarrollo de las poblaciones de Eisenia fetida y E. andrei, cuya ingesta se relaciona con los microorganismos del ciclo del carbono (Domínguez, 2004), evitando las lombrices un medio donde la estabilización del carbono se halla avanzada, como ocurre cuando el compostaje se aproxima a su fin y las relaciones carbono / nitrógeno tienden a 10/1 (la MOB para iniciar el compostaje se dispone / enmienda de modo que su relación carbono / nitrógeno se halle entre 40/1 y 25/1).
En ese contexto se han diseñado diversos test de laboratorio a ejecutar en cajones o bandejas conteniendo un número discreto de lombrices (5 a 50 por bandeja / cajón y por cada réplica) (Ferruzzi, 1987; van Gestel, 1991; Schuldt y otros, 2005a). Estos ensayos son conocidos como pruebas de “x” cantidad de lombrices o P5L, P10L o P50L, recomendadas en el marco de las normas ISO (1993, 1996) relativas a la utilización de lombrices como animal de laboratorio (Schuldt y otros, 2005a), posibilitando: a) una valoración objetiva acerca del alimento partiendo de su aceptación o rechazo en un lapso definido; b) el análisis de distintas dietas y su incidencia sobre de crecimiento; c) contrastar cada dieta y correlacionarla con parámetros reprobiológicos (el numero de puestas producidas por animal adulto, la eclosión media por puesta y el potencial reproductor); y d) la alternativa de utilizar estas experiencias para estimar el grado de apiñamiento que permiten distintos sustratos / alimentos.
El objetivo del presente trabajo es verificar en que medida los resultados de estas pruebas realmente se correlacionan con el tiempo mínimos de composta que requiere la materia orgánica ensayada (laboratorio) cuando se la pretende utilizar en lombricultivos extensivos en condiciones de temperie.
Discutir estas alternativas parece conveniente dadas algunas discrepancias observadas con motivo de una serie de pruebas efectuadas en la UNPA-UART utilizando medios diversos (egestas de conejos, ovinos, aviares –combinado o no con aserrín de lenga- y la fracción orgánica biodegradable de los residuos sólidos urbanos –RSUB), constatándose en algunos casos que el tiempo de composta mínimo esperado sobre la base de información previa, discrepaba significativamente.
MATERIALES Y MÉTODOS
1) Aspectos generales
Se utlizaron Eisenia fetida adultas procedientes de un lombricultivo experimental de Villa Elisa (Prov. Buenos Aires), aclimatadas por 10 días en un Laboratorio de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral (Unidad Académica de Río Turbio, Prov. Santa Cruz). La iluminación del mismo correspondió al fotoperíodo natural y la temperatura fluctuó entre 15 y 25 0 C. Las experiencias se iniciaron el 21.02.2005 y finalizaron el 21.11.2005.
Se siguió el protocolo de procedimientos propuesto en Schuldt y otros (2005a).
2) Dietas ensayadas
Como medio de cultivo y alimento para las lombrices se utilizó:
A) Estiércol de conejo (alimentado con pastura natural); pH 8,5.
B) mezcla de estiércol de conejo (alimentado con balanceado) y aserrín de Lenga –Notophagus pumilio– (1/3 del volumen total); pH 7
C) mezcla de egestas de gallinas ponedoras (alimentadas a campo) con aserrín de Lenga (1/2 del volumen total); pH 6,5.
D) estiércol ovino (alimentado a campo); pH 8.
E) la fracción biodegradable de los residuos sólidos urbanos; pH 6.
F) estiércol ovino (alimentado a campo) con aserrín de Lenga (1/3 del volumen total); pH 8.
Cada una de las dietas (MOB) fue dispuesta en bandejas plásticas (pet) de 16x14x4 cm, enrasando el alimento de prueba con el borde del recipiente. Cada bandeja fue introducida en otra mayor de 26×18,5×5,5 cm con agua, oficiando de trampa para mantener el control sobre los individuos contenidos en ellas (cuando se dan circunstancias adversas para las lombrices en el medio en que se encuentran, se producen fugas relacionadas con la búsqueda de sustratos mas adecuados). La valla liquida de 2 a 3 cm de altura retiene a los animales fugados que, por regla general, sobreviven mas de 12 horas en el agua (incluso mas de 24 horas con temperaturas inferiores a 18 C).
Se implementaron 4 réplicas por MOB o combinación, con sus respectivas trampas.
En la experiencia con RSUB se efectuaron repeticiones, intercalando entre la bandeja “test” y la trampa una bandeja de tamaño similar a la primera, conteniendo aserrín de Lenga, con el objeto de recoger los lixiviados de la bandeja superior (a tal fin se practicaron perforaciones en el piso de la bandeja “test”).
Todos los estiércoles utilizados fueron de generación reciente (frescos), al igual que los RSUB, y el aserrín de Lenga provenía de maderas estacionadas y no tratadas (sin pentaclorofenol). Sobre la base de Schuldt (2006) se estimó que la relación carbono / nitrógeno de las dietas al iniciarse el test se hallaba comprendida entre 25/1 y 40/1.
3) Desarrollo del test y valoración
El alimento que se incorporó a las bandejas se hallaba en condiciones de humectación apropiadas para las lombrices (85-95%) y con una antelación de al menos 48 horas respecto del ensayo.
Emplazadas las bandejas se procedió a poner 5 lombrices (P5L) adultas en contacto con el medio que se prueba (en la superficie), observándose su ingreso, o en su defecto el desplazamiento sobre la superficie (el desplazamiento superficial sin ingreso al sustrato transcurridos 5 minutos es un comportamiento que indica falta de aceptación del medio / alimento). En uno u otro caso, al cabo de 24 horas, se consignó cuantas lombrices había en la trampa y en el medio (en general, cuando se desplazan superficialmente sin ingresar a la MOB dispuesta, suelen encontrarse los animales en su totalidad en el agua, obviando el conteo en la MOB).
Si más del 50% de las lombrices se hallaron en el agua, o se constató mortalidad en la MOB, se reiniciaba el test al cabo de 9 días, con criterios similares para la valoración de la prueba.
Si por el contrario, menos del 50% de los animales eran retenidos por la trampa, con una mortalidad inferior al 10%, el test se extiendía a 48 horas. De mantenerse la situación descripta y con énfasis en la mortalidad inferior al 10%, se inspeccionaban las trampas diariamente hasta que al cabo del 8vo. día se revisaba también la MOB de las bandejas, consignando mortalidad, fugas, cópulas y/o cocones (es difícil reconocer lombrices muertas transcurridas 48 horas del deceso).
Mientras persistían fugas superiores al 30%, aun sin mortalidad y no se constatasen cópulas y/o cocones, cada 10 días se reiniciaba la prueba.
Se consideró que el tiempo de compostaje mínimo que requiere una MOB es aquella que no genera mortalidad, o al menos era inferior al 10%, con un nivel de fugas que no superara al 30% y donde los animales se reproducían (presencia de cocones). No obstante, la experiencia se prolongó hasta la aparición de juveniles eclosionados de los cocones (figura 1).
Figura 1. |
RESULTADOS
Las lombrices una vez puestas en contacto con los distintos substratos (dietas A-F) se comportaron de la siguiente manera (figura 1):
Dieta A. Compuesta por egestas de conejos alimentados con pastura y sin adición de balanceados.
No hubo aceptación de la misma por parte de las lombrices, que aún a los 196 días de preparadas las bandejas, tras 24 horas de poner los animales en contacto con la dieta, ingresaban a las trampas de agua 17 lombrices (de 20).
Nota: Olor amoniacal persistente.
Dieta B. Integrada por estiércol de conejos mantenidos con balanceados a la que se adicionó un 33% (en volumen) de aserrín de Lenga.
Al cabo de 24 hrs de ingresar al sustrato, ninguno de los animales se refugia en las trampas de agua, manteniéndose esta situación los días subsiguientes. Se observan cópulas de consortes al cabo de 10 días, produciéndose cocones en forma continuada, eclosionando los primeros animales juveniles a los 59 días desde el inicio del test.
Dieta C. Compuesta por una mezcla de egestas aviares (de gallinas ponedoras y pollos barrilleros) combinada con un 50% (en volumen) de aserrín de Lenga.
Se aprecia ingreso a las trampas de agua a las 24 hrs. de16 lombrices (de 20), y a las 48 hrs. todavía lo hacen 5 animales (de 20). A los 10 días ya no se observan fugas, hay cópulas y se generan cocones, de estos últimos eclosionan juveniles recién tras 107 días de iniciarse la experiencia.
Dieta D. Basada en excremento ovino proveniente de animales alimentados a campo.
Resultado similar al observado en la dieta A, manifestándose todavía al cabo de 196 días la no aceptación del sustrato con la presencia en las trampas de agua de 11 animales (de 17) en el test de 24 horas.
Nota: Olor amoniacal persistente
Dieta E. Integrada por una mezcla de residuos de origen vegetal resultantes de la elaboración de comidas (fracción orgánica biodegradable de los Residuos Sólidos Urbanos –RSU).
Dieta no aceptada. Al cabo de 107 días provocaba fugas a las trampas de agua (en 24 hrs. Se fugaban 18 lombrices de 20).
Dieta F. Compuesta por una mezcla de estiércol de ovinos alimentados a campo combinada con un 33% (en volumen) de aserrín de Lenga.
A las 24 hrs. las trampas de agua contenían 11 lombrices (de 20), mientras que al día 16 solo se constató 1 animal en las trampas. Al cabo de 28 días se observan acoples y cocones en 2 bandejas (de 4) y el alimento de una de ellas seguía sin ser aceptado por la lombrices. A los 36 días las cópulas y cocones se observan en 3 bandejas (de cuatro) y recién al cabo de 90 días eclosionan los juveniles.
DISCUSIÓN
Sobre la base de la experiencia “a campo” en el manejo de los sustratos ensayados se observa que el tiempo de compostaje que requieren estos, previa administración a las lombrices varía, desde los que pueden ser administrados frescos (conejo, caballo, vacuno, RSUB) hasta aquellos que necesitan ser compostados de 2 a 4 meses (egestas de aves y cerdos). En general se recomienda compostar los sustratos que se admiten frescos por 6 semanas para así evitar efectos negativos (tratamientos antiparasitarios, elevación térmica tardía por descomposición de hidratos de carbono de fibra larga –ligninas- y otros) (Schuldt, 2006).
No siempre es fácil catalogar la “edad” de una MOB ya que las condiciones ambientales del lugar de generación hacen que el simple computo del tiempo transcurrido desde su generación no basta para caracterizarla temporalmente, siendo un ejemplo las deposiciones ovinas en corrales de la meseta patagónica, donde bajas temperaturas, pisoteo y falta de agua hacen que no evolucione la composta natural, al punto que cuando se los recoge, al cabo de un año, se comportan como “frescos” (con olores amoniacales y núcleos verdosos al quebrar las egestas compactadas). Estos estiércoles enmendados con aserrín tras 6-8 semanas son pasibles de suministro a las lombrices (experiencias personales inéditas).
En este contexto sorprende que el estiércol de conejos (alimentados con pastura y sin enmendar con aserrín)(Dieta A) utilizado en las bandejas no fuera aceptado siquiera al cabo de 196 días, lo que pareciera relacionarse con los olores amoniacales detectados, dado que los anélidos son muy sensibles a estos compuestos, tolerándolos solo en baja dosis (Ferruzzi, 1987; Edwards y Bohlen, 1996; Domínguez, 2004) y posiblemente las condiciones de temperie favorecen una remoción mas rápida de los compuestos en cuestión. El que la Dieta B fuera aceptada de inmediato puede relacionarse con la elevación de la relación carbono / nitrógeno por la enmienda con aserrín.
Las egestas de aves solo rara vez son aceptadas frescas (caso de camas de codornices) (Rodríguez, comunicación personal; Schuldt y otros, 2005b,c) y normalmente exigen un compostado previo de 2 meses (camas de ponedoras), requiriendo 3 meses las camas de pollos barrilleros, lo que se relaciona con la mayor cantidad de proteína del núcleo del balanceado para los pollos. El que la dieta C fuera aceptada al cabo de 10 días no puede desvincularse del aserrín.
El estiércol ovino sin mezclar con aserrín (dieta D) no fue aceptado, fugando las lombrices todavía tras 196 días de iniciada la prueba, mientras que enmedado con aserrín (dieta F) la aceptación del medio se hallaba dentro los límites esperados para este sustrato. Las consideraciones para ambas dietas son semejantes a las efectuadas para las dietas A y B (compuestos nitrogenados, elevación relación carbono / nitrógeno con el aserrín).
Los resultados de las pruebas en bandeja con la dieta E, que al cabo de 107 era rechazada, se apartaron de un modo llamativo de lo esperado, ya que la larga práctica con este sustrato fuera del medio confinado (laboratorio) lo indican como un sustrato que no ofrece reparos para las lombrices, aunque se recomendase un precompostaje de 6 semanas al solo fin de elevar la población de microorganismos que en definitiva constituyen el alimento de los anélidos.
El tiempo de incubación de los cocones, que se infiere de las observaciones (figura 1), arroja valores inusualmente prolongados respecto de la media de 23 días, vinculándose con las bajas temperaturas del laboratorio en invierno (Schuldt y otros, 2005b). No obstante, en términos relativos, arrojan resultados novedosos en torno a cuales dietas pueden abreviar la permanencia de los embriones en los cocones, aceptándose sobre la base de los trabajos de Herrera y de Mischis (1994, 1995) y Di Maso y otros (1997) que las dietas comprendiendo egestas de conejo aceleran la eclosión de Eisenia fetida (ninguno de los autores experimentó con egestas ovinas). De las dietas aceptadas en el marco del presente trabajo (B, C y F) surge que el menor tiempo de incubación lo experimentan los cocones cultivados con estiércol ovino en la mezcla (39 días), seguido del conejo c/ aserrín (49 días), requiriendo el excremento de aves c/aserrín el mayor tiempo (97 días). La mezcla con estiércol de conejo al ser aceptada 41 días antes que la enmienda ovina, sigue siendo la que permite la eclosión más temprana de las puestas. El abreviar la permanencia de los embriones en el cocón no necesariamente implica una ventaja a largo plazo en términos de reclutamiento, ya que del contraste entre una dieta formulada con conejo respecto de otras con estiércol equino y bovino se observó que la fecundidad (número de individuos por cocón) derivada de la dieta con conejo es algo menor que las otras 2, siendo la producción semanal de cocones muy superior cuando se utiliza estiércol bovino (incluso el equino proporciona mas cocones que el conejo)(Schuldt y otros, 2005b).
CONCLUSIONES
1) En lo concerniente a la determinación de tiempos mínimos de composta para distintas MOB, las pruebas en bandeja (P5L, P10L) permiten una aproximación razonable al tiempo de precompostaje que dicha MOB requiere en condiciones de temperie para el 50% de los alimentos ensayados (Dietas B,C y F).
2) Las condiciones de laboratorio no favorecen la determinación de la duración del precompostaje cuando las dietas son ricas en compuestos nitrogenados (Dietas A y D), prolongándose la precomposta respecto de lo observado en condiciones de temperie.
3) El aporte de MO fibrosa acorta el tiempo de precompostaje significativamente, como se comprueba en el caso de la dietas B y F respecto de A y D que difieren respecto de las primeras solo en la presencia de aserrín.
4) Cuando la no aceptación de una MOB en condiciones de confinación se prolonga más allá de los 100 días, se debe repetir la experiencia en condiciones de temperie para fijar el tiempo mínimo de composta (Dieta E).
5) La trampa de agua, en la prueba de 24 hrs. define la aceptación / no aceptación de un sustrato, independientemente de que las lombrices ingresen o no al sustrato test, pudiendo obviarse la prueba de las 48 hrs.
6) La presencia de cópulas confirma la aceptación efectiva de un sustrato y en el caso de los ensayados aquí proporcionó juveniles, por lo que, de no poder continuarse la experiencia hasta la eclosión de los cocones, permite abreviar la duración del ensayo a la aparición de los primeros cocones (no aplicable en caso de investigarse la presencia de sustancias nocivas presentes en muy baja concentración).
7) El menor tiempo de incubación se observa en los cocones cultivados con estiércol ovino en la mezcla (39 días), seguido del conejo c/ aserrín (49 días), mientras que el excremento de aves c/aserrín requiere aún más tiempo (97 días).
BIBLIOGRAFÍA
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Por: SCHULDT, M. 1, R. CHRISTIANSEN 2,3, J.P. MAYO2 , L.A. SCATTURICE2, C. PESSIN 2,4, M.A. HELLING 2,4, I. ILLANES 2, C. GASPAR 2 Y J.M. RUBINICH 2
1 Conicet, AER INTA El Bolsón;
2 Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UA Río Turbio);
3 INTA Río Turbio;
4 Consejo Agrario Provincial (Sta. Cruz)
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