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Los suelos y la fertilización en producción ecológica, San Fernando de Henares, Madrid, 30 de junio de 2016

Compostaje y enmiendas orgánicas en agricultura ecológica

Dr. Germán Tortosa Departamento de Microbiología del Suelo y Sistemas Simbióticos. Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC).Email: german.tortosa@eez.csic.es Compostando Ciencia: http://www.compostandociencia.com compostandociencia@gmail.com

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● La materia orgánica (MO) en el suelo

● Factor limitante de la fertilidad

● Mejora propiedades físicas:– Estabilidad estructural (acción cementante)– Mejora la porosidad – Control de la temperatura y radiación

● Mejora propiedades químicas:– Capacidad de cambio iónico– Capacidad tamponante– Procesos redox

● Mejora propiedades biológicas:– Biodiversidad–

Materia orgánica

● HUMUS y Sustancias Húmicas (SH):– MO presente en el suelo (investigadores principio siglo XIX)– Proviene de la degradación biológica y bioquímica de restos animales y

vegetales, así como productos del metabolismo de los microorganismos

● Dos categorías de MO en la naturaleza:

– Sustancias no húmicas ● Estructura química definida

(carbohidratos, péptidos, aminoácidos, grasas, lípidos, etc.)

– Sustancias húmicas (SH)

● Las SH se encuentran en todos losambientes terrestres y acuáticos, siendo aproximadamente el 50% de la MOtotal del suelo.

● Para el estudio propiedades químicas y coloidales de las SH

Tipos de Sustancias húmicas (SH)

● Es necesario su extracción con disolventes. Según su solubilidad, se clasifican en tres grupos con características químicas diferenciadas:

ÁCIDOS HÚMICOS: ÁCIDOS HÚMICOS: Extraíbles en medio básico e insolubles en medio ácido

ÁCIDOS FÚLVICOS: ÁCIDOS FÚLVICOS: Solubles en medio ácido

HUMINAS: HUMINAS: Insolubles en disoluciones alcalinas

● Punto de vista nutricional de las SH:

– Relación directa entre SH y fertilidad– Fracción más activa de la MO– Favorece la germinación, estimulan

procesos bioquímicos, etc.– Gran gama de productos agroquímicos

comerciales

Sustancias húmicas

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Microorganismos son materia orgánica

● Parte biológicamente activa de la MO

● Microorganismos promotores del crecimiento vegetal (PGPR):

– Fijación de nitrógeno– Solubilización de P– Siderórofos– Etc.

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Fuentes de MO para agricultura

● Suelos (restos vegetales o animales)● Carbones ● Turbas y Leonarditas● AH● Estiércoles● Residuos orgánicos● Compost● Vermicompost● Biochar● Carbones vegetales● ...

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Fuentes de MO para agricultura

● Residuos orgánicos sin transformar– Estiércoles, cascarilla de arroz,

melaza, salvado, suero de leche, posos de café, bagazo, cebadilla, … biomasa en general

● Residuos orgánicos trasnformados biológicamente:

– Aeróbicamente (compostaje, Bocashi, etc.)

– Anaeróbicamente – Vermicompostaje

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Residuos orgánicos sin transformar (estiércoles)

● Ventajas– Usados desde siempre– Buenos como fuente de nitrógeno inorgánico (Gallinaza)– Buenos como inoculantes microbianos– Relativamente baratos y asequibles (¿?)

● Desventajas– Producto fecal (Salmonella, coliformes, E.coli, etc.)– No estable biológicamente– No se puede añadir directamente a los cultivos

COMPOSTAJECOMPOSTAJEcomo método para como método para

obtener abonos obtener abonos y enmiendasy enmiendas

orgánicasorgánicas

Compostaje

“La adaptación, en condiciones controladas, del proceso

natural de descomposición de la materia orgánica “

- Sencillo y tecnológicamente asequible- Proceso microbiológico- Temperatura, factor selectivo de microorganismos (eliminación de patógenos)- Aeróbico (proceso bioxidativo)- Liberación de vapor de aguaCO

2 y nutrientes

- Producto estable con características húmicas llamado COMPOST

Inicio del compostaje

8 semanas

Maduro

- El compostaje es una práctica milenaria

- Difícil atribuirle a una persona o sociedad- Asociado inicialmente a la agricultura- Primeras evidencias apuntan al Imperio Acadio (Mesopotamia, XXIV A.C.). Evidencias romanas, griegas y tribus de Israel:

- Marcus Cato (agricultor y científico)- Lucius Junio Moderatus Columea

(año 42) en sus “Doce libros de la agricultura“- Biblia y Talmud (III A.C.-V D.C.)- Escritores árabes del siglo X-XII- Textos medievales y del Renacimiento

Ibn aI Awam (XI), Moses Maimonides (1135-1204), Miquel Agustí (XVII), Olivier de Serres (1600), Francis Bacon (1620), Emile Zola (1873), Victor Hugo (1862), Mahatma Gandhi (1869-1948),...

Shakespeare (1606) en Hamlet: “Do not spread the compost on the weeds, to make them ranker“

Los caballeros templarios españoles del siglo XIII hacen una descripción muy detallada de las técnicas del compostaje

Sir Albert Howard (1930), primer agrónomo que hizo la primera aproximación científica del compostaje. En 1940 publica “An Agricultural Testament“, con el que se inició el movimiento de agricultura ecológica...

Compostaje

Factores que influyen en el compostaje1- Sustrato o matriz

Tamaño de partículaEstructura físicaPorosidadMayor o menor biodegradabilidadMáxima superficie disponible al ataque microbiano

2- HumedadProceso biológico (25-45%)Secado implica parar el proceso

3- pHFactor selectivo microbianoRango óptimo 5,5-8pH>7,5 se produce pérdida de nitrógeno Volatilización en forma de amoníaco

4- AireaciónProceso aerobio (anaerobiosis=mal olor)Microorganismos aeróbicosVolteos mecánicos o ventilaciónRango óptimo: 15-20% oxígenoControl del proceso y activación

Factores que influyen en el compostaje5- Temperatura

Factor selectivo de la microbiología

Cuatro fases: Mesófila, Termófila, Enfriamiento Maduración

Higienización (elimina parásitos y patógenos)

Factores que influyen en el compostaje6- Relación carbono-nitrógeno (C:N)

Inicio del proceso: 25-30:1Fin del proceso: <15:1

Problema 1:1000Kg Estiércol de oveja (humedad 69,0%, carbono: 43,2%, nitrógeno: 2,7%)3000Kg Paja (humedad: 12,0%, carbono: 56,0%, nitrógeno: 0,7%)Solución: http://compostingtechnology.com/resources/compost-calculator-tool/

¿Qué podemos compostar?

Cualquier material orgánico sepuede compostar:

Estiércoles, Restos de madera, Tallos cebada,Hojas, Serrín, Paja, Posos de café, Aceite deCocina, Restos de comida, Residuos Agroindustriales, Lodos, Purines, Cáscara de Arroz, Cama de ganado, Leguminosas, Cartón, Restos de cultivos, Etc.

IMPORTANTE1- Saber lo que tenéis cerca y la cantidad2- Estimar la humedad, el carbono y el nitrógeno3- Cálculo de las proporciones

¿Cómo podemos compostar?

Dependerá de varios factores:

Necesidades de materia orgánicaInstalaciones disponiblesCondiciones climáticasCantidad de residuos a compostarRequerimientos básicos:

Mantener la humedadManejoAireación y volteo

Sistemas abiertos: Pila móvil (volteo mecánico del material

permite la oxigenación) Pila estática (sin volteo mecánico del

material, la oxigenación se hace insuflando aire, por succión o mezcla de ambos)

Sistemas cerrados Sistemas dinámicos (volteo del material)

Sistemas estáticos (sin volteo del material)

Reactores horizontales, verticales, y en túnel.

Tecnología¿Cómo podemos compostar?

Tecnología¿Cómo podemos compostar?

Tecnología¿Cómo podemos compostar?

Tecnología¿Cómo podemos compostar?

Tecnología¿Cómo podemos compostar?

Criterios de calidad del compost

1- Estabilidad y madurez-Presencia de compuestos fácilmente degradables-Actividad microbiana (consumo de O

2, emisiónde CO

2, etc.)

-Pérdida del potencial fitotóxico

2- Higienización-Presencia de microorganismos patógenos:

Salmonella (ausente en 25 gr de compost)E. coli (< 1000 NMP por gr de compost)

3- Presencia de productos tóxicos e impurezas-Materiales iniciales de partida-Contenido en metales pesados

Clase A (Uso para agricultura)Clase BClase C

4- Contenido en materia orgánica, sustancias húmicas y nutrientes

Criterios de calidad del compost

Criterios de calidad del compost

Test de fitotoxicidad (Test de Zucconi)

1- Semillas de rápido crecimiento (Berro, rábano, ...)2- Extracción acuosa del compost

- Proporción peso:volumen 1:20 (1 gr compost y 20 ml agua)- Agitación durante 2 horas- Filtración malla (gasa de farmacia)

3- Germinación de las semillas- Poner 10 semillas por placa o recipiente (poner 10)- Humedecer papel con 1-2 ml del extracto- Germinación durante 1 semana a oscuridad (ideal: 2-3 días a 28ºC)- Control con agua (lo mismo que para el extracto)

4- Cálculos- Porcentaje de germinación - Elongación de las raices- El 100% es el control hecho con el agua

IG (%) = (%G x %L) / 100

Ausencia de fitotoxicidad: IG > 70%

Aplicación del compost

Forma de aplicación- Como enmienda- Como fertilizante

Tipo de aplicación- Enmienda sólida- Enmienda líquida

Aplicación foliarAbono órgano-mineralAbono húmicoTé de compost

Dosis:- En función del contenido en nitrógeno (1,5-2%)- Legislación zonas vulnerables contaminación por nitratos- Aplicación máxima: 170 kg de nitrógeno por hectárea y año de cultivo- De aplicación a los estiércoles (alto contenido en amonio y nitrato)- ¿De aplicación a los composts?

Nitrógeno orgánico y liberación lentaAplicación de compost (1,5-2% de N): 21 kg de compostIncongruencia: dosis 40, 80 ó 200 kg por hectárea

Conclusiones

VENTAJAS

- Excelente abono y/o enmienda orgánicaMateria orgánica estabilizadaAusencia de patógenosFuente de sustancias húmicas

- Fácil de hacer y barato- Abono de liberación lenta- Versátil:

Uso sólido y líquidoBase para otros abonos

INCONVENIENTES

- Contenido en nitrógeno bajo (fundamentalmente orgánico)- No puede competir contra un nitrato o un amonio de síntesis- Suplemento y/o enriquecimiento en nitrógeno

Otros ejemplos de abonos orgánicos caseros...

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Los suelos y la fertilización en producción ecológica, San Fernando de Henares, Madrid, 30 de junio de 2016

Conceptos teórico-prácticos para la elaboración de té de compost y otros fertilizantes orgánicos líquidos

Dr. Germán Tortosa Departamento de Microbiología del Suelo y Sistemas Simbióticos. Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC).Email: german.tortosa@eez.csic.es Compostando Ciencia: http://www.compostandociencia.com compostandociencia@gmail.com

Principios de microbiologíaMedios de cultivo y factores de crecimiento

- Agua- Sólidos (agar o gelificante) y líquidos- Temperatura

Principios de microbiologíaMedios de cultivo y factores de crecimiento

- Agua- Sólidos (agar o gelificante) y líquidos- Temperatura- Salinidad- Oxigenación (aeróbios, anaeróbios y facultativos)

Principios de microbiologíaMedios de cultivo y factores de crecimiento

- Agua- Sólidos y líquidos- Temperatura- Salinidad- Oxigenación- pH (6,5-7,5)

Principios de microbiologíaMedios de cultivo y factores de crecimiento

- Agua- Sólidos (agar o gelificante) y líquidos- Temperatura- Salinidad- Oxigenación (aeróbios, anaeróbios y facultativos)- pH (6,5-7,5)

Tampón para mantener el pH - Fuente de carbono

Compuestos orgánicos (glucosa, etc.)- Fuente de nitrógeno

Extractos de levadura, etc.- Elementos minerales

Hierro, fósforo, potasio, calcio, etc. - Factores de crecimiento

Vitaminas, animoácidos, etc.- Factores selectivos

Antibióticos

Principios de microbiología

Origen del té de compost

- Interés a partir de 1990- Paradigma control biológico de plagas: ¿un producto para un solo patógeno microbiano?- Pesticidas sintéticos y problemas medioambientales y de salud- Interés creciente por la agricultura ecológica- Búsqueda por productos para control

biológico (salud y prevención) como alternativa por parte de los productores al no existir ningún producto certificado

- Compost ya se conocía sus propiedades de biocontrol

- Usos extractos de plantas desde los Romanos

Muchos casos de “a mi me funciona“ pero muy pocas pruebas científicas...

¿Qué es un té de compost?¿Un extracto acuoso?, ¿un lixiviado?, ¿un extracto fermentado?, ¿un té o infusión?, ¿un caldo microbiano?, ¿un cultivo microbiano?, ¿solubilización microbiana?, ¿enriquecimiento microbiano?, ¿un brebaje alquímico?...

¿Qué es un té de compost?

“Extracto acuoso orgánico obtenido de un compost (o vermicompost) madurodonde se solubilizan y/o reproducenalgunos microorganismos presentes que tienen propiedades beneficiosasy protectoras para las plantas,y que además, puede tenerpropiedades fertilizantes“

¿Cómo se hace un té de compost?

¿Cómo se hace un té de compost?

Algunos factores a tener en cuenta:- Microorganismos presentes en el compost

PATÓGENOS

SalmonellaAusente en 25 g de compost elaborado

Escherichia coli<1000 número más probable (NMP)Por gramo de compost elaborado

¿Cómo se hace un té de compost?

Algunos factores a tener en cuenta:- Microorganismos presentes en el compost- Temperatura:

Microorganismos mesófilos y temperatura ambiente¡NO APLICAR CALOR!

¿Cómo se hace un té de compost?

Algunos factores a tener en cuenta:- Microorganismos presentes en el compost- Temperatura:

Microorganismos mesófilos y temperatura ambiente¡NO APLICAR CALOR!

¿Cómo se hace un té de compost?

Algunos factores a tener en cuenta:- Microorganismos presentes en el compost- Temperatura- Agitación, aireación y oxigenación

Aerated Compost Tea (ACT) vs Non-Aerated compost Tea (NCT)

¿Cómo se hace un té de compost?

Algunos factores a tener en cuenta:- Microorganismos presentes en el compost- Temperatura- Agitación, aireación y oxigenación

Aerated Compost Tea (ACT) vs Non-Aerated compost Tea (NCT)

Condiciones aeróbicas Condiciones anóxicas (mal olor)Mejor solubilización nutrientes Peor solubilización nutrientesMáxima solubilización microorganismos No tan buena(bacterias, hongos, protozoos, etc.)Mejor crecimiento de los microorganismos (¿?) Menor crecimiento (¿?)Mayor coste energético y tecnológico Menor coste

¿Cual da mejor resultado?

¿Cómo se hace un té de compost?

¿Cómo se hace un té de compost?

Algunos factores a tener en cuenta:- Microorganismos presentes en el compost- Temperatura- Agitación, aireación y oxigenación- Componentes nutricionales - Solubilización vs crecimiento de microorganismos

¿Cómo se hace un té de compost?

¿Cómo se hace un té de compost?

¿Cómo se hace un té de compost?

¿Cómo se hace un té de compost?

Algunos factores a tener en cuenta:- Microorganismos presentes en el compost- Temperatura- Agitación, aireación y oxigenación- Componentes nutricionales - Solubilización vs crecimiento de microorganismos- Tiempo de extracción

¿Cómo se hace un té de compost?

Algunos factores a tener en cuenta:- Microorganismos presentes en el compost- Temperatura- Agitación, aireación y oxigenación- Componentes nutricionales - Solubilización vs crecimiento de microorganismos- Tiempo de extracción- Relación peso del compost:volumen de agua (P/V)

¿Cómo se hace un té de compost?

Algunos factores a tener en cuenta:- Microorganismos presentes en el compost- Temperatura- Agitación, aireación y oxigenación- Componentes nutricionales - Solubilización vs crecimiento de microorganismos- Tiempo de extracción- Relación peso del compost:volumen de agua (P/V)-Calidad del agua

Evitar agua clorada del grifoNo crecimiento de microorganismos

- Material de la bolsa...

Sistemas para elaborar té de compost

Compost Tea Brewer

Sistemas para elaborar té de compost

Compost Tea Brewer

Sistemas para elaborar té de compost

Compost Tea Brewer

Sistemas para elaborar té de compost

Compost Tea Brewer

Sistemas para elaborar té de compostCompost Tea Brewer

Aplicación del té de compost

Control fitopatógenos y enfermedades plantas

Aplicación del té de compost

Control fitopatógenos y enfermedades plantas

Aplicación del té de compost

Control fitopatógenos y enfermedades plantas

Aplicación del té de compost

Control fitopatógenos y enfermedades plantas

Aplicación del té de compost

Control fitopatógenos y enfermedades plantas

Aplicación del té de compost

Producto fertilizante (efecto en hortalizas o plantas de ciclo corto de crecimiento)

Aplicación del té de compost

Producto fertilizante (efecto en hortalizas o plantas de ciclo corto de crecimiento)

Aplicación del té de compost

Producto fertilizante (efecto en hortalizas o plantas de ciclo corto de crecimiento)

Aplicación del té de compost

Producto fertilizante (efecto en hortalizas o plantas de ciclo corto de crecimiento)

Aplicación del té de compost

Aplicación como un abono líquido

- Recién hecho- Suelo (rizosfera)- Sistema de riego- Vía foliar

Dosis aplicación

- Dependerá de la forma de extracción- Dilución (¿?): 1:1, 1:3, 1:5 ó 1:10 (muy diluido)- Test de fitotoxicidad de Zucconi (Test de germinación) en caso de duda

Como fertilizante

- Aplicación continuada (de forma semanal)- Extracto orgánico diluido (poca materia orgánica)

Conclusiones

Té de compost:Extracto acuoso enriquecido en microorganismosCompost de calidad (IMPORTANTE)

Depende de factores como:AireaciónRelación peso:volumenTiempo de extracciónNutrientes

Tratamiento patógenos plantas efectivoMejora la salud de la planta (tratamiento preventivo)¿Poder fertilizante?

DosisCultivo (hortalizas o de rápido crecimiento)

Modo de aplicación:- Recién hecho- Suelo (rizosfera)- Sistema de riego- Vía foliar

Receta básica

Té de compost:

- Usar agua no clorada (extracto de lluvia o agua dulce)

- Inóculo:Compost (o vermicompost) de calidad Microorganismos autóctonos de la zona:

Mantillo del suelo agrícolaSuelo de la rizosfera

¡¡OJO CON LOS PATÓGENOS!! (evitar estiércoles)

- Proporción peso:volumen:1:20 (o más concentrado si es posible)

ej. 1000 litros + 50 kg

- Aditivos (< 0,5% V/V):Fuente de carbono: melaza, ácidos húmicos, algas, salvado de arroz, etc. Fuente de nitrógeno: harina pescado, harina de sangre, Otros (cenizas, roca fosfórica, etc.)

Receta básica

Té de compost:

- Sistema de agitaciónAireación (evita malo olores)

- Tiempo de agitación24-72 horas

http://www.compostandociencia.com/2013/03/biofertilizante-casero-html/

http://www.compostandociencia.com/2013/10/como-hacer-te-de-compost-html/

Otros ejemplos de abonos orgánicos caseros...