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