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4/16/2016
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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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Nutritech, Australia
Monitoreo de producción de té de compost.
9.2
9.3
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Tiempo
O2 (
mg
/L)
0
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Tiempo
Te
mp
era
tura
(ºC
)
Temp. Té
Temp. Aire
7.40
7.50
7.60
7.70
7.80
7.90
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hora
pH
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
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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