Myriam Bendeck Lugo Químico Magister en Suelos. Myriam Bendeck Lugo Químico Magister en Suelos...

Myriam Bendeck LugoQuímico Magister en Suelos

PARAMETROS DE CALIDAD DE UN COMPOST


Qué es un material orgánico?

• Composición

• Propiedades

Litter – Mantillo Hojarasca – Estiércol


Composición de los residuos

LITTER(Tejidos vegetales y algunos animales)

HUMEDAD Agua

FRACCION ORGANICA

FRACCION MINERAL

Lignina Celulosa Hemicelulosa Proteínas Carbohidratos no estructurales y

almidones Grasas, ceras y resinas

Sílice Nutrientes minerales


Características estructurales de las moléculas de la pared celular vegetal


Propiedades del material orgánico

FACTORES POSITIVOS FACTORES NEGATIVOS

< 20 > 50

Celulosa

Hemicelulosa

Polisacáridos Lignina

Ceras, resinas, lípidos

Gramíneas, estiércoles, pastos Aserrín, paja

Edad

Nutrientes

C/N


Cómo se transforma?

Compuestos minerales solubles

HUMUSAcidos Húmicos Acidos Fúlvicos

Descomposición

Compuestos Orgánicos y minerales solubles

Biodegradación

MecánicaFísicaQuímicaBiológica

Compuestos Orgánicos insolubles

Oxidación Primaria

Compuestos Orgánicos sencillos

Resi

duos

Inalt

era

dos

Residuos de:PlantasAnimalesMicroorganismos

Bio

masa

mic

robia

l

Oxid

aci

ón

secu

nd

ari

a

Polimerización

Reorg

an

izaci

ón

Lignina, Celulosa, Proteínas, Hemicelulosa, Polisacáridos

Acido cítrico, Acido tartárico, Carbohidratos, Sales minerales

CO2 NH3

NH4 + NO3

-

H2PO4-

SO4 =

Melaninas, Péptidos, Polisacáridos, Aminoazucares

Sulfatos, Fosfatos, Amonios, Nitratos.

Plantas vivasExudados Animales

Acido Tartàrico

Acido Cítrico

Descomposición

Humificación Mineralización


Morfología resultante del proceso de transformación

Morfología

L

F

H

A HUMUS

O

Liter No Fragmentado

Mat. Orgánico fino

Mat. mineral

100% - -

X 10-70% -

- > 70%Poco o Nada

- x Dominante

COMPOSTAJE


Constituyentes del componente orgánico del suelo

RAICES

MACROORGANISMOS

MICROORGANISMOS

RESIDUOS DE ANIMALES Y PLANTAS

CONSTITUYENTES

ACTIVOS (hasta 10%)

CONSTITUYENTES

PASIVOS(hasta98%) HUMUS SUSTANCIAS

HUMICAS:

Ac. HúmicosAc. FúlvicosHuminas microbianasHuminas heredadasHumina-HierroHumina-ArcillaHumina-Inex

SUSTANCIAS NO

HUMICAS

Polisacáridos, Carbohidratos, lípidos


BIOLOGICASCO2

NH3

NH4 + NO3

-

H2PO4-

SO4 =

FUNCIONES DE LA MATERIA ORGANICA EN EL SUELO


HUMUSAcidos HúmicosAcidos Fúlvicos

Plantas VivasExudadosAnimales

Descomposición


Biodegradación


Oxidación Primaria


Resi

duos

Inalt

era

dos


Bio

masa

mic

robia

l

Oxid

aci

ón

secu

nd

ari

a

Polimerización

Reorg

an

izaci

ón

Lignina, Celulosa, Hemicelulosa, Polisacáridos

Acido cítrico, Acido tartárico, Carbohidratos, Sales minerales

QUIMICAS

NutricionalProtecciónBufferCIC

FISICAS

ColorCohesiónEstructura

Producción de CO2

Intercambio O2 - CO2 Actividad Fisiológica


Propiedades del material orgánico resultante


Optimización de la materia orgánica del suelo

Importancia del balance materia orgánica en proceso de

descomposición y humus estable

SALUD PARA LOS SUELOS


Mantenimiento de la materia orgánica del suelo

Aportes Orgánicos

Técnicas Agronómicas


Optimización de la materia orgánica del suelo

1) Cuál es el óptimo contenido de materia orgánica?

2) Puede un suelo tener materia orgánica en exceso?

LITTER HUMUS


A.

NATURALES

SIN PROCESAR

EstiércolesSólidos

OvinoBovinoEquinoCerdo

Líquidos osemisólidos Purines

Algas Marinas

Turbas

Abonos verdes

Mulch

Lignitos

Deyecciones GallinazaLombrices

Leguminosos y gramíneas

Aportes orgánicos


Compostaje

Residuos agricolas

EstiércolesDeyeccionesPapelPajaHojas

Residuos agroindustriales

INDUSTRIAS:LácteasCárnicasAzucarerasCurtiembresMaderasAguas

Oxidación Química Carbones Minerales

Reacción QuímicaTurbasLeonarditas

Residuos urbanosBotaderos de basuraAcueductos

B.

NATURALES PROCESADOS

Aportes orgánicos


Compostaje

El compostaje es un proceso dirigido de fermentación aeróbica (en presencia de aire) de una mezcla de materiales orgánicos, bajo unas condiciones de temperatura, humedad, aireación, nutrientes, con la intervención de hongos y bacterias. El producto obtenido mediante este proceso se llama COMPOST


Objetivos del compostaje

Supresión de olores desagradables. Mejora de las condiciones higiénicas de los residuos. Reducción de la capacidad de germinación de las semillas

presentes en el material de origen. Mejora y mantenimiento del valor fertilizante. Mayor solubilización de nutrientes. Incremento de las poblaciones microbianas beneficiosas. Incremento de la actividad biológica del suelo. Influye positivamente en la calidad del cultivo . Mínimas pérdidas de nutrientes durante su aplicación. Minimización de gastos para el agricultor.?????


Factores que influyen en la calidad de un compost

Materia prima Proceso de

compostaje


Materia Prima

Fuentes de CARBONO

Fuentes de NITROGENO

Hojas y tallos Plumas

Papel y Cartón Estiércol

Aserrín Restos de café y té

Paja Pelo

Residuos de caña de azúcar

Algas marinas


Composición de los residuos

LITTER(Tejidos vegetales y algunos animales)

HUMEDAD Agua

FRACCION ORGANICA

FRACCION MINERAL

Lignina Celulosa Hemicelulosa Proteínas Carbohidratos no estructurales y

almidones Grasas, ceras y resinas

Sílice Nutrientes minerales

Mat

eria

Pri

ma


Características estructurales de las moléculas de la pared celular vegetal

Mat

eria

Pri

ma


Propiedades

FACTORES POSITIVOS FACTORES NEGATIVOS

< 20 > 50

Celulosa

Hemicelulosa

Polisacáridos Lignina

Ceras, resinas, lípidos

Gramíneas, estiércoles, pastos Aserrín, paja

Edad

Nutrientes

C/N

Mat

eria

Pri

ma


Factores que influyen en la evolución del proceso de compostaje

Temperatura pH (5- 8 ) Humedad (50 – 80 %)

Relación C / N ( 25 – 35 )

Aireación (28 – 55 % de O2 )


CO2 NH3

NH4 + NO3

-

H2PO4-

SO4 =

Transformación




Descomposición


Biodegradación



Oxidación Primaria


Resi

duos

Inalt

era

dos


Bio

masa

mic

robia

l

Oxid

aci

ón

secu

nd

ari

a

Polimerización

Reorg

an

izaci

ón

COM

POSTA

JE


Criterios de calidad

Los criterios de calidad de un compost se basan en los mínimos beneficios que puede aportar un suelo con un máximo de materia orgánica.

El enfoque de la calidad de un compost está sustentado y desarrollado sobre la caracterización de la fracción orgánica.

Contenido de carbono orgánico oxidable.

Contenido de nutrientes.

Las metodologías de análisis son homologadas de los análisis de suelos


PARAMETROS DE CALIDAD DE UN COMPOST

Químicos

BiológicosFísicos


FISICOS• Humedad • Capacidad de retención de humedad• Densidad• C.E. • Granulometría• Macrocontaminantes ( plástico, vidrio, piedras)

QUIMICOS• Contenido de materia Orgánica (C org. Oxidable)

• C.I.C• Contenido de los nutrientes vegetales (N-P-K)• C/N • pH• Sodio• Metales pesados

BIOLOGICOS• Patógenos • Carga microbiana


PARAMETROS FISICOS


Humedad

• Propiedades inherentes al origen del material

• Características propias del proceso industrial

• Proceso de compostaje

• Animal• Vegetal

Origen de la humedad del compost

FIS

ICO

S


Ejemplos de humedades en función del tipo de especie vegetal

y animal

FIS

ICO

S


Retención de humedad

• Composición química del material

• Granulometría

Retención de HumedadF

ISIC

OS

En suelos arenosos el compost ayuda a la retención de agua, evitando el drenaje y

protegiendo a las plantas de la desecación.


COMPOSICIÓN DE LA FRACCION ORGANICA DE ALGUNOS RESIDUOS PROVENIENTES DE CAÑA DE

AZUCARCachaza Bagazo Ceniza Hojas

AmarillasHojas

CafésCompost

Parámetro Unidades (%)

Humedad 73,2 50,4 30,7 50,3 64,7 62,6

Proteína 3,50 1,50 1,81 2,81 2,00 2,25

Retención de humedad 125 408 63,7 276 165 133

Lignina 2,84 6,30 N.D. 4,20 3,50 5,07

Celulosa 9,10 19,9 N.D. 16,7 12,4 7,83

Hemicelulosa 0,57 17,3 N.D. 16,2 7,67 4,07

Grasa 1,49 0,22 0,11 0,48 0,30 0,53

Carbohidratos 1,24 3,68 N.D. 4,79 2,10 1,20

↑Celulosa , Hemicelulosa y CHO ↔ ↑Retención de Humedad

*N.D. : NO DETECTADO -Resultados expresados en base humeda

FIS

ICO

S


CELULOSA

Por qué la Retención de humedad es Mayor

HEMICELULOSA

Capacidad de Retener alto contenido de agua gracias a su estructura molecular y grado de

descomposición

FIS

ICO

S


Humedad

• Origen del material

• Proceso industrial



Retención de

humedad

• Composición del material

• GranulometríaRetención

de Humedad

Humedad

Humedad Vs Retención de HumedadF

ISIC

OS


Densidad

Densidad

• C. Org. Oxidable

• Fracción mineral

• SiO2FIS

ICO

S

En suelos arcillosos, el compost aumenta la porosidad permitiendo que el agua drene más rápidamente y no permanezca inundando o

que se torne quebradizo.


Conductividad eléctrica

FIS

ICO

S




Descomposición


Biodegradación



Oxidación Primaria


Resi

duos

Inalt

era

dos


Bio

masa

mic

robia

l

Oxid

aci

ón

secu

nd

ari

a

Polimerización

Reorg

an

izaci

ón

CO2 NH3

NH4 + NO3

-

H2PO4-

SO4 =

C.E


GranulometríaF

ISIC

OS • Aspecto físico

• Efectos sobre el suelo

Granulometría


MacrocontaminantesNTC 5167

FIS

ICO

S

Macrocontaminentes Limite

(% en m.s)

Plástico, metal, caucho > 2mm <0,2

Vidrio > 2mm <0,02

Piedras > 5mm <2

Vidrio > 16mm detección (si/no) no


PARAMETROS QUIMICOS


POR QUÉ CARBONO ORGÁNICO OXIDABLE ?


Carbono Orgánico Oxidable

PRODUCTOS COMPOSTADOS O ESTABILIZADOSCOMPOSICIÓN PROXIMAL

QU

IMIC

OS


ANÁLISIS DE COMPOSICIÓNCachaza Bagazo Ceniza Hojas

AmarillasHojas

CafésCompost

Parámetro Unidades (%)

Humedad 73,2 50,4 30,7 50,3 64,7 62,6

Cenizas ( Fracción mineral) 8,53 2,50 53,6 5,05 5,88 14,7

Pérdidas por Volatilización

18,3 47,1 15,7 44,7 29,4 22,7

Carbono Orgánico Oxidable Total

8,79 23,4 7,22 21,8 14,3 10,8

Proteína 3,50 1,50 1,81 2,81 2,00 2,25

Retención de humedad 125 408 63,7 276 165 133

Lignina 2,84 6,30 N.D. 4,20 3,50 5,07

Celulosa 9,10 19,9 N.D. 16,7 12,4 7,83

Hemicelulosa 0,57 17,3 N.D. 16,2 7,67 4,07

Grasa 1,49 0,22 0,11 0,48 0,30 0,53

Carbohidratos 1,24 3,68 N.D. 4,79 2,10 1,20

*N.D. : NO DETECTADO RESULTADOS EXPRESADOS EN BASE

HUMEDA

Materia Orgánica Pérdidas por volatilización

QU

IMIC

OS


CARACTERIZACIÓN Y COMPOSICIÓN DE MATERIAL ORGÁNICO SÓLIDO

PARÁMETRO RESULTADO UNIDADES

Humedad 29,3 %Cenizas 45,7 %Pérdidas por Volatilización 25,0 %Carbono Orgánico Oxidable Total 8,84 %pH (pasta de saturación) 7,70 Densidad (Base Seca - 20ºC) 0,80 g/c.c.Conductividad Eléctrica 18,6 dS/mRetención de Humedad 65,7 %Cap. Intercambio Catiónico 25,6 (me/100g)Relación C/N 10 Nitrógeno Orgánico (NOrg) 0,92 %Fósforo Total (P2O5) 0,91 %Potasio total (K2O) 1,25 %Calcio total (CaO) 8,54 %Magnesio total (MgO) 0,66 %Azufre total 0,23 %Hierro total 0,61 %Manganeso total 159 p.p.mCobre total 34 p.p.mZinc total 101 p.p.mBoro total 46 p.p.mSodio total 0,18 %Sílice total SiO2 (sólido soluble en HF) 20,3 %Residuo Insoluble en ácido 28,1 %* PRUEBA POSITIVA PARA CARBONATOS

Caracterización

Pila de

Compostaje

QU

IMIC

OS


% Humedad% Cenizas

Fracción mineral% Proteína % Lignina

% Celulosa% Hemi celulosa% Grasa%CHO

100%

Composición de un material Orgánico

QU

IMIC

OS

La materia orgánica inocula el suelo con un vasto número de microorganismos benéficos que extraen nutrientes de la porción mineral del suelo y los dejan a disposición de las

plantas.


Material Bagazo Gallinaza Residuo Biodegradable- Estrato 3

Descripción Sólido Beige Gallinaza Cruda Mezcla: Putrescibles, Jardín, Textil, Papel y Cartón

Parámetro UNIDADES %

Humedad 50,4 41,8 69,1

Cenizas 2,50 10,1 1,84

Pérdidas por Volatilización 47,1 48,1 29,1

Carbono Orgánico Oxidable Total 23,4 23.8 11,5

Nitrógeno orgánico (N org) 0,24 2,00 0,60

C/N 98 19

Proteína 1,50 12,5 3,76

Grasa 0,22 0,48 3,31

Lignina 6,30 16,8 2,60

Celulosa 19,9 5,94 5,48

Hemicelulosa 17,3 10,7 8,77

Carbohidratos 3,68 1,68 10,8


C.I.CCAPACIDAD DE ALMACENAJE Y SUMINISTRO

NH4+

NO3-

Mg + 2

K+

Ca +2

COMPOSTOH-O-H

OH

O-H-O-HCOOH

OH-OH

NH4+

Mg+2

Ca+2

K+

QU

IMIC

OS


Contenido de Nutrientes Totales

QU

IMIC

OS


Contenido de nutrientes solubles


Nutrientes totales vs Nutrientes solubles


Relación C/NActividad proteolítica

C org

N org

La fuente de energía para bacterias y hongos es el carbono presente en los carbohidratos provenientes de material celulósico y hojas.

El nitrógeno, un componente de las proteínas, es necesario para soportar el desarrollo de los microorganismos beneficiosos

CO2

QU

IMIC

OS


Relaciones C / N de algunos materiales compostados

Gallinaza compostada 15

Compost de Clavel 18

Compost de Tusa 23

Compost de raquis 51

Compost de Palma 14

Compost de Caña 16

QU

IMIC

OS

Relación C / N


pHQ

UIM

ICO

S • Origen del material


pH



Elementos Disponibles en a solución del Sustrato SODIO

RAS 147

QU

IMIC

OS


Límites Máximos de metales pesados en mg/kg (ppm)

Mercurio 5

Cromo 1200

Cadmio 18

Arsénico 54

Níquel 180

Plomo 300

QU

IMIC

OS

Metales pesadosNTC 5167


Parámetros de Caracterización NTC 5167

MATERIAL ORGANICO TIPO COMPOST

Humedad: 20 % máximo para materiales de origen animal – 30% máximo para materiales de origen vegetal

Cenizas: 60% máximo

Pérdidas por volatilización

C org. Oxidable : 15% mínimo

pH : 4 - 9

Densidad: 0,60g/ c.c máximo

Retención de Humedad: mínimo su propio peso

C.I.C: 30 meq/100g mínimo

C/N

% Humedad % P.P.V % Cenizas 100%


CARACTERIZACIÓN Y COMPOSICIÓN DE MATERIAL ORGÁNICO SÓLIDO ( COMPOST )PARÁMETRO RESULTADO UNIDADES

Humedad 23,6 %

Cenizas 47,8 %

Pérdidas por Volatilización 28,6 %

Carbono Orgánico Oxidable Total 13,5 %

pH (pasta de saturación) 6,96

Densidad (Base Seca - 20ºC) 0,51 g/c.c.

Conductividad Eléctrica 8,65 dS/m

Retención de Humedad 102 %

Cap. Intercambio Catiónico 36,2 (me/100g)

Relación C/N 17

Nitrógeno Orgánico (N Org) 0,77 %

% Humedad % P.P.V % Cenizas 100%


PARAMETROS BIOLOGICOS


BIO

LO

GIC

OS

Niveles máximos de PatógenosNTC 5167

Salmonella

• Ausente en 25g de producto final

Coliformes Totales

• <1000 NMP o UFC/g o mL

Huevos de Helminto viables

• < 1 en 4g de muestra (base seca)


BIO

LO

GIC

OS

Si la materia prima es de origen vegetal , deberán estar exentos de fitopatogenos de los géneros: Fusarium spp. Botrytis sp. Rhizoctonia sp., Phytophthora sp. Y de nemátodos fitopatógenos

Niveles máximos de PatógenosNTC 5167


CLASIFICACION DE MATERIALES ORGANICOS según NTC 5167

ABONOS ORGANICOS

LIQUIDOS

ABONOS ORGANICOS

.

ABONOS ORGANICO -

MINERAL

SOLIDOSSOLIDOS

ENMIENDAS ORGANICAS

ENMIENDAS ORGANICAS

HUMICAS

ENMIENDAS ORGANICAS NO HUMICAS

SOLIDASLIQUIDASSOLIDAS

CO

NTEN

IDO

DE C

AR

BO

NO

OR

GA

NIC

O

LIQUIDAS


CRITERIOS DE LA CARACTERIZACION

• Los contenidos de nutrientes se expresan con base en el todo.

• Los contenidos de nutrientes y demás características se expresan en base húmeda.

• El humus es sólo de origen pedogenético.• La clasificación de las sustancias húmicas

se basa en una metodología analítica.


CRITERIOS DE LA CARACTERIZACION

• Las sustancias húmicas no son producto de lixiviación.

• Extractante de sustancias húmicas: KOH–Concentración 4%–Relación producto: Extractante 15:100

• Nunca un material orgánico podrá competir con un fertilizante mineral en cuanto a su composición.


ABONO ORGANICO SÓLIDO

Producto sólido obtenido a partir de la estabilización de residuos de animales, vegetales o de residuos sólidos urbanos (separados en la fuente) o mezcla de los anteriores, que contienen porcentajes mínimos de materia orgánica expresada como carbono orgánico óxidable y los parámetros que se indican.

Descripción


Abono orgánico sólido


Abono orgánico – mineral sólido


PARÁMETRO RESULTADO UNIDADES MÉTODO ANALÍTICO

Humedad 17.0 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Cenizas 37.6 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Pérdidas por Volatilización 45.4 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Carbono Orgánico Oxidable 16.4 % WALKLEY-BLACK(NTC 5167)

pH (pasta de saturación) 7.69 POTENCIÓMETRO

Densidad (Base Seca - 20ºC) 0.58 g/c.c. GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Conductividad Eléctrica 10.8 dS/m CONDUCTÍMETRO

Retención de Humedad 142 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Cap. Intercambio Catiónico 30.9 (me/100g) VOLUMÉTRICO (NTC 5167)

C/N 9

Nitrógeno Orgánico (NOrg) 1.78 % MICRO-KJELDHAL (NTC 5167)

Fósforo total (P2O5) 2.73 % COLORIMÉTRICO (NTC 5167)

Potasio total (K2O) 1.68 % ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Calcio total (CaO) 6.45 % ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Magnesio total (MgO) 0.85 % ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Azufre total 0.30 % TURBIDIMÉTRICO (NTC 5167)

Hierro total 1.16 % ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Manganeso total 0.21 % ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Cobre total 281 p.p.m. ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Zinc total 292 p.p.m. ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Boro total 8.3 p.p.m. COLORIMÉTRICO (NTC 5167)

Sodio total 0.34 % EMISIÓN DE LLAMA (NTC 5167)

Residuo Insoluble en ácido 21.2 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

OBSERVACIONES: RESULTADOS EXPRESADOS EN BASE HÚMEDA

Gallinaza compostada


PARÁMETRO RESULTADO UNIDADES MÉTODO ANALÍTICO

Humedad 41.8 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Cenizas 30.0 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Pérdidas por Volatilización 28.2 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Carbono Orgánico Oxidable 13.6 % WALKLEY-BLACK(NTC 5167)

pH (pasta de saturación) 6.32 POTENCIÓMETRO

Densidad (Base Seca - 20ºC) 0.68 g/c.c. GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Conductividad Eléctrica 25.0 dS/m CONDUCTÍMETRO

Retención de Humedad 61.1 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Cap. Intercambio Catiónico 42.7 (me/100g) VOLUMÉTRICO (NTC 5167)

C/N 12

Nitrógeno (NT) 1.18 % MICRO-KJELDHAL (NTC 5167)

Fósforo total (P2O5) 0.13 % COLORIMÉTRICO (NTC 5167)

Potasio total (K2O) 1.61 % ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Calcio total (CaO) 1.40 % ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Magnesio total (MgO) 1.09 % ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Azufre total 837 p.p.m. TURBIDIMÉTRICO (NTC 5167)

Hierro total 1.57 % ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Manganeso total 531 p.p.m. ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Cobre total 58 p.p.m. ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Zinc total 150 p.p.m. ABS. ATÓMICA (NTC 5167)

Boro total 59 p.p.m. COLORIMÉTRICO (NTC 5167)

Sodio total 49 p.p.m. EMISIÓN DE LLAMA (NTC 5167)

Residuo Insoluble en ácido 22.5 % GRAVIMÉTRICO (NTC 5167)

Gallinaza convencional


Gallinaza mineralizada

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