Edafología. Volumen 7-2. Mayo 2000. pag 103-111.

BIOTRANSFORMACIÓN Y VALORIZACIÓN AGRÍCOLA DE SUBPRODUCTOS DEL OLIVAR -ORUJOS SECOS Y EXTRACTADOS- MEDIANTE VERMICOMPOSTAJE

 

H. SAINZ, E. BENÍTEZ, R. MELGAR, R. ALVAREZ, M. GÓMEZ Y R. NOGALES

Dpto Agroecología. Estación Experimental del Zaidín. CSIC, c/ Profesor Albareda, 1, 18008- Granada

 

INTRODUCCIÓN

MATERIALES Y MÉTODOS

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

 

Resumen: El presente estudio plantea la posibilidad de biotransformar los orujos secos y extractados, subproductos generados por la industria del olivar, mediante el desarrollo de un proceso de vermicompostaje. Para ello se llevó a cabo un experimento de laboratorio, en el cual 300 g de este subproducto, sólo o acondicionado con estiércol de vaca y/o biosólido residual urbano, fue inoculado con 5 lombrices (Eisenia andrei) no cliteladas, siendo vermicompostados, bajo condiciones controladas, durante 160 dias. En todos los substratos ensayados, las lombrices se desarrollaron óptimamente, lo que provocó la mejora de la calidad agrícola de los orujos secos y extractados. Los productos finales obtenidos (vermicomposts) presentaron mayores niveles de humificación y nutrientes, menores pH y escasa fitotoxicidad, cumpliendo la mayoria de ellos con las especificaciones que contempla nuestra legislación sobre composts

 

INTRODUCCIÓN

El cultivo del olivar y la industria de obtención del aceite de oliva tienen una extraordinaria importancia económica y social en los paises de la cuenca mediterránea. Sin embargo, estas actividades generan grandes cantidades de subproductos y/o residuos cuya eliminación constituye uno de los mayores problemas medioambientales en estas áreas. En los últimos años han experimentado un notable auge y han constituido un importante avance en el desarrollo tecnológico el empleo de sistemas de extracción de aceite de aceite de oliva mediante centrifugación por dos fases. Estos sistemas evitan la producción de alpechines, generando únicamente un subproducto "orujo 2 fases o alperujo" que presenta un mayor contenido hídrico que los tradicionales orujos de 3 fases. Los orujos de 2 fases son utilizados como materia prima para la extracción del aceite de orujo, tras lo cual se obtiene un nuevo subproducto denominado "orujo seco y extractado". Los orujos secos y extractados pueden ser utilizados como combustible, aunque generalmente son depositados en vertederos cercanos a las orujeras, lo que representa un problema medioambiental y económico para esas industrias. Además, esta solución no permite aprovechar las sustancias contenidas en los orujos secos y extractados que pueden tener un gran interés desde un punto de vista agrícola. Por ello, y como alternativa a su abandono en vertedero, se plantea su utilización como abonos o enmiendas del suelo, aunque ello puede plantear problemas debidos a la alta relación C/N (45-50) y a la presencia de sustancias fitotóxicas (grasas, compuestos fenólicos) en esos subproductos; factores que pueden repercutir negativamente en el desarrollo de los cultivos (Nogales et al., 1995).
Por tales motivos y previamente a su aplicación al suelo, los orujos secos y extractados deben ser biotransformados y madurados con objeto que su uso agrícola no plantee problemas. Entre otros, presentan un gran interés los procesos de vermicompostaje; procesos ecobiotecnológicos de bajo coste que utilizan la capacidad de algunas lombrices epigeícas para transformar residuos en abonos orgánicos estabilizados y humificados (vermicomposts), con buena estructura y elevada riqueza en nutrientes (Nogales et al., 1996; Elvira et al., 1998). Estos procesos, aplicados a diferentes residuos agrícolas, ganaderos y urbanos (Albanell et al., 1988; Benitez et al., 1999; Elvira et al., 1999; Nogales et al.,1999), han sido escasamente utilizados para biotransformar subproductos del olivar (Moreno et al., 2000)
En relación a esta cuestión, el presente estudio plantea la posibilidad de biotransformar los orujos secos y extractados, sólos o acondicionados con otros residuos orgánicos, mediante el desarrollo de un proceso de vermicompostaje. La viabilidad del proceso fue evaluada mediante la valoración periódica del crecimiento y reproductividad de las lombrices inoculadas y los cambios químicos y fitotóxicos experimentados en los los diferentes substratos ensayado.

 

 

MATERIAL Y MÉTODOS

Lombrices, residuos orgánicos y tratamientos efectuados
Se utilizaron lombrices no cliteladas de la especie Eisenia andrei (Bouché, 1972), procedentes de un stock localizado en la Estación Experimental del Zaidín. Los orujos secos y extractados fueron suministrados por la Empresa Orujera COLGRA, DOS, S.L., Atarfe, Granada. Como residuos orgánicos acondicionantes del orujo se ensayaron estiércol de vaca maduro y biosólidos (lodos) residuales, digeridos anaerobicamente y desidratados, procedentes de la planta depuradora de aguas residuales urbanas EDAR Churriana-Sur de Granada.
Se ensayaron 7 tratamientos constituidos por los siguientes substratos orgánicos: i) orujo seco (O), ii) estiércol vacuno maduro (E)utilizado como control, iii) 2 mezclas de orujo seco y estiércol vacuno (O:E) a unas proporciones de 8:1 y 2:1 ps:ps, iv) 2 mezclas de orujo seco y extractado y biosólido residual (O:B) a unas proporciones de 16:1 y 8:1 ps:ps y v) mezcla de orujo seco con estiércol de vaca y biosólido residual a una proporción 16:1:1 ps:ps:ps.

Desarrollo experimental
Los diferentes substratos (300 g peso seco) fueron colocados en potes cilíndricos de PVC, de 12 cm de diámetro y 10 cm de altura, siendo inoculados con 5 lombrices no cliteladas. A continuación, los potes se humedecieron (80-85% de humedad) y se taparon con una tela porosa para facilitar el intercambio de gases. Posteriormente los potes se llevaron a una cámara obscura, con condiciones controladas de temperatura (24-26 °C), manteniéndose los substratos a una humedad comprendida entre 80 y 85%. Se efectuaron 4 repeticiones por tratamiento. Las lombrices no tuvieron alimento adicional a lo largo del período experimental que fue de 160 días. A los 40, 80, 120 y 160 días, se procedió a la cuantificación del número de lombrices, se comprobó su estado de desarrollo sexual (presencia o no de clitelo) y se determinó el peso total de ellas (biomasa).

Análisis efectuados
Tanto en los substratos iniciales como en los productos obtenidos al final del proceso de vermicompostaje se realizaron los siguientes análisis: pH, conductividad, carbono orgánico total y nitrógeno total según los metodos del M.A.P.A., 1986. El fosforo y potasio total fueron determinados, despues de la mineralización de las muestras con SO4H2+H2O2, según la metodología descrita por C.I.I., 1969. Las fracciones humificadas (ácidos húmicos, AH y ácidos fúlvicos, AF) fueron extraídas de los substratos con solución alcalina (0.1M Na4P2O7-0.1M NaOH), separando ambas fracciones mediante la acidificación del extracto a pH 1 (Dabin, 1971). La relación de humificación (RH) se calculó como el porcentaje de la suma de los ácidos húmicos y fúlvicos respecto al carbono orgánico total (Roletto et al., 1985). La fitotoxicidad de los substratos iniciales y productos finales se realizó según el método descrito por Zucconi et al (1981) modificado. Para ello se prepararon extractos acuosos de los substratos (relación 1:5), sobre los que se germinaron, durante 24 h, semillas de berro (Lepidium sativum, L), valorándose un índice de germinación (IG) como resultado del producto del porcentaje de germinación de las semillas y el crecimiento de sus radículas. Los datos fueron evaluados estadísticamente realizando análisis de varianza (ANOVA) utilizando el programa STATGRAPHICS Plus.

 

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A los 40 dias del inicio del proceso de vermicompostaje, las lombrices inoculadas en los diferentes substratos ensayados habían alcanzado su madurez sexual, mostrando clitelo (Tabla 1). Posteriormente, el número de lombrices y la biomasa total de ellas aumentó acusadamente. Este aumento fue debido a que las lombrices inicialmente inoculadas presentaron, en todos los substratos ensayados, un alto potencial reproductivo. Además, las capsulas presentaron una elevada fertilidad y como consecuencia de ello, una generación filial de lombrices se desarrolló adecuadamednte en los diferentes substratos.
Así, en el substrato control (estiércol de vaca) el número máximo de lombrices y la biomasa total se alcanzó a los 80 dias del inicio del proceso de vermicompostaje (143 lombrices, 7.8 g). Sin embargo al final del proceso no se detectaron lombrices en el substrato, lo que implicaría que todo el substrato habia sido ya consumido y degradado, y las lombrices murieron por falta de alimento. En el orujo sólo (O), el número máximo de lombrices se alcanzó a los 120 dias del inicio del experimento (129 lombrices) e incluso algunas de las lombrices nacidas (11 en total) alcanzaron su madurez sexual. Al final del experimento, se contabilizaron un total de 106 lombrices no cliteladas. La perdida del clitelo junto con el descenso del número de lombrices al final del proceso evidenciaría que casi todo el substrato había sido ya consumido y seria necesario adicionar mas orujo con objeto de mantener el crecimiento y desarrollo reproductivo de las lombrices contenidas en él.
Los substratos que contenían orujo mezclado con estiércol y/o biosólido residual presentaron una tendencia similar a la observada en el substrato que incluía exclusivamente orujo seco y extractado, ya que por lo general y con la excepción de la mezcla orujo:estiércol 8:1, el mayor número de lombrices se observó a los 120 dias del inicio del proceso, evidenciándose asimismo un descenso al final del periodo experimental (Tabla 1). Comparativamente, hubo un mayor número de lombrices en las mezclas de orujo con estiércol de vaca que en las mezclas de orujo con biosólido o con estiércol y biosólido. Pese a las diferencias observadas, todos los substratos que contuvieron orujo, solo o acondicionado, serían adecuados para ser utilizados en sistemas de vermicompostaje, ya que posibilitaron el crecimiento y desarrollo reproductivo de las lombrices, que incluso fue superior al observado en el substrato que contenía exclusivamente estiércol de vaca.
La acción combinada de las lombrices y microrganismos provocó un descenso significativo del contenido del carbono orgánico en todos los substratos ensayados (Tabla 2). Porcentualmente los mayores descensos correspondieron a la mezcla orujo:estiércol 2:1 (52%) y los menores a la mezcla orujo:estiércol:lodo (26%). El descenso del carbono orgánico fue más acusado para la fracción de materia orgánica no humificada, aunque también el C de los ácidos húmicos disminuyó significativamente, mientras que el C de los ácidos fúlvicos tendió a aumentar al final del proceso de vermicompostaje. Como consecuencia de estos descensos y junto con el aumento experimentado de los niveles de nitrógeno (tabla 3), particularmente en los substratos que contenían orujo seco, los productos finales presentaron relaciones C/N significativamente mas bajas y relaciones de humificación apreciablemente mas elevadas (Tabla 2) que los substratos iniciales. Estos cambios indicarían que los productos finales se encontraban parcialmente biodegradados, y la materia orgánica de ellos presentaba una mayor estabilidad, calidad y madurez que la de los substratos iniciales (Roletto et al., 1985; Henry y Harrison, 1996).
Comparativamente frente a los substratos iniciales, los productos finales que contenían orujo seco y extractado tuvieron menor pH y mayor conductividad y por lo general presentaron niveles mas elevados de de fosforo y potasio (Tabla 3). Una tendencia similar ha sido observada en procesos de vermicompostaje utilizando otros tipos de residuos (Elvira el al., 1996, 98).
En relación al ensayo de fitotoxicidad, los índices de germinación de los substratos iniciales fueron por lo general bajos, lo que implicaría que estos materiales presentaron fitotoxicidad. Ello sería debido a que, especialmente los subproductos generados por la industria del olivar, contienen compuestos de naturaleza fitótoxica (fenoles, lípidos y ácidos orgánicos de bajo peso molecular), los cuales presentan un marcado carácter inhibidor de la germinación de semillas (Saviozzi et al., 1993, Moreno et al., 2000). El proceso de vermicompostaje se mostró muy eficaz para reducir e incluso suprimir la fitoxocidad inicial de los substratos ensayados, ya que los productos finales presentaron índices de germinación muy elevados (> 88%). Zucconi et al (1981) y Riffaldi et al. (1986) consideran que valores de índices de germinación de Lepidium sativum, L superiores respectivamente al 60%, indicarían ausencia de fitotoxicidad en los residuos orgánicos, y por ello podrían ser utilizados como abonos orgánicos maduros en agricultura, sin riesgo para el normal desarrollo de los cultivos.

 

Figura 1

 

 

CONCLUSIONES

Los resultados expuestos en el presente estudio ponen de manifiesto que los orujos secos y extractados procedentes de la extracción del aceite de orujo pueden ser utilizados, solos o acondicionados con otros residuos orgánicos, como substratos en procesos de vermicompostaje. El proceso de vermicompostaje mejoró la calidad agrícola de los orujos secos y extractados, ya que favoreció la tendencia a la humificación de la materia orgánica contenida en ellos, disminuyó su pH, aumentó los niveles de nutrientes y redujo drásticamente la fitotoxicidad innata de estos subproductos. Los productos finales obtenidos "vermicomposts de orujos secos y extractados", excepto en la mezcla orujo:estiércol 2:1, cumplen con las especificaciones que contempla nuestra legislación sobre contenidos mínimos en principios activos en composts (BOE, 1998), y por ello pueden ser utilizados como abonos o enmiendas orgánicas en la agricultura tradicional, bajo cubierta y ecológica.

 

 

AGRADECIMIENTOS

El presente estudio ha sido financiado por la CICYT a través del proyecto OLI96-2162-CO2-02. H. Sainz agradece a la AECI-Programa Mutís, E. Benitez a la Fundación Alfonso Martín Escudero y R. Alvarez a la AECI-CSIC la financiación concedida para la realización del presente estudio. Asimismo, los autores agradecen a la Empresa COLGRA DOS, S.L. el orujo suministrado y a la Empresa EMASAGRA S.A. el biosólido proporcionado, y a ambas su interés por el desarrollo del proyecto de investigación.

 

 

BIBLIOGRAFIA

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