USO DE BIOSOLIDOS VERMIESTABILIZADOS EN CULTIVOS DE Salvia sp.

ANA PATRICIA OJEDA AVALOS ASESOR: MARÍA DE LOURDES SÁNCHEZ GARCÍA EVALUADORES: MARINA OLIVIA FRANCO HERNÁNDEZ MARÍA DE LOURDES MORENO RIVERA

MAYO-2006

Indice.

Indice de tablas i Indice de figuras ii

Pagina.

1.- INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .01 2.- ANTECEDENTES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .03

2.1.- Generación de biosólidos en México. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .03

2.1.1.- Tecnologías aplicadas para su estabilización. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03

2.1.2.- Estabilización de los bisólidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04

2.1.3.- Normatividad en lo que respecta a biosólidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .05

2.2.- Vermicomposteo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .05

2.2.1.- Ventajas del vermicomposteo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06

2.2.2.- Propiedades físicas y químicas de la vermicomposta. . . . . . . . . . . . . 10

2.2.3.-Especie de lombriz a utilizar en el vermicomposteo. . . . . . . . . . . . . . . 06

2.2.4.- Ciclo de vida de las lombrices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 07

2.2.5.- Ecología de la lombriz roja ciliforniana. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .09

2.2.6.- Aplicaciones o usos más frecuentes de la lombriz. . . . . . . . . . . . . . . . 09

2.3.- Salvia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09

2.3.1.- Multiplicación de la planta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

2.3.2.- Propiedades de la planta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

2.4.- Trabajos relacionados con el proyecto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.- JUSTIFICACIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 4.- OBJETIVO GENERAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.- OBJETIVOS PARTICULARES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 6.- HIPOTESIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

7.- METODOLOGIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 7.1.- Muestreo de suelos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

7.2.- Caracterización fisicoquímica del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

7.3.- Recolección del biosólido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

7.4.- Análisis microbiológico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

7.5.- Vermicomposteo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

7.5.1.- Formación de las camas de composteo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

7.5.2.- Colocación del sustrato fresco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

7.5.3.- Balance de materiales mensualmente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

7.6.- Caracterización fisicoquímico del biosólido vermiestabilizado. . . . . . . . 18

7.7.- Aplicación del biosólido vermiestabilizado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

7.7.1.- Diseño del experimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

7.8.- Germinación de Salvia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

7.8.1.- Tratamiento a las semillas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

7.8.2.- Medir la germinación de 500 semillas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

8.- RESULTADOS Y ANALISIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 8.1.-Análisis Fisicoquímico del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

8.1.1.- Textura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

8.1.2.- Potencial hidrógeno (pH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

8.1.3.- Capacidad de retención de agua (CRA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

8.1.4.- Conductividad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

8.1.5.- Carbono orgánico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

8.1.6.- Amonio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

8.1.7.- Capacidad de intercambio catiónico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

8.1.8.- Nitratos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

8.1.9.- Fósforo total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

8.2.- Análisis Fisicoquímico de la vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

8.2.1.- Potencial hidrógeno (pH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

8.2.2.- Temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

8.2.3.- Biomasa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

8.2.4.- Determinación de Humedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

8.2.5.- Determinación de carbono orgánico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

8.2.6.- Determinación de nitrógeno amoniacal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

8.2.7.- Comparación del biosólido vermiestabilizado con vermicomposta,

composta y fertilizante nitrogenado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .28

8.3.- Análisis microbiológico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

8.3.1.- Análisis microbiológico del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

8.3.2.-Análisis microbiológico del biosólido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

8.3.3.-Análisis microbiológico del biosólido vermiestabilizado . . . . . . . . . . . . 31

8.4.- Análisis químico de los tratamientos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

8.5.- Evaluación de la germinación de Salvia en los diferentes tratamientos. 32

8.5.1.- Tratamiento Suelo degradado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

8.5.2.- Tratamiento Suelo + Vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

8.5.3.- Tratamiento Suelo + Fertilizante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

8.5.4.- Tratamiento Arena + Vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

8.5.5.- Tratamiento Vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

9.- CONCLUSIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 10.- RECOMENDACIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36 11.- GLOSARIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 12.- BIBLIOGRAFIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

Índice de tablas.

Pagina. Tabla 1 Límites máximos permisibles para patógenos y parásitos en biosólidos.

NOM-004-SEMARNAT-2002. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .05

Tabla 2 Límites máximos permisible para metales pesados en biosólidos,

USEPA NOM-004-SEMARNAT-2002. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .05

Tabla 3. Biomasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Tabla 4. Características fisicoquímicas del biosólido vermiestabilizado. . . . . . .27

Tabla 5. Características fisicoquímicas de la vermicomposta comercial. . . . . . 28

Tabla 6. Características fisicoquímicas de la composta. . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Tabla 7. Características fisicoquímicas del fertilizante químico. . . . . . . . . . . . . 28

Tabla 8. Microbiología del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Tabla 9. Determinación de coliformes fecales y Salmonella sp. . . . . . . . . . . . . 30

Tabla 10. Microorganismos del biosólido vermestabilizado. . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Tabla 11. Determinación de coliformes fecales y Salmonella sp. . . . . . . . . . . . . 31

Tabla 12. Concentración de Carbono y Nitrógeno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Tabla 13. Suelo +Vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

Tabla14. Arena + Vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Tabla15. Vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

i

Índice de Figuras. Pagina.

Figura1. Costo por tratamiento por tonelada de biosólido. . . . . . . . . . . . . . . . . .03

Figura2. Biosólidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .04

Figura3. Vermicomposteo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06

Figura4. Eisenia foetida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..08

Figura5. Vermicomposta con Eisenia foetida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .08

Figura6. Salvia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Figura7. Plano de la UPIBI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Figura8. Muestreo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Figura9 Textura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Figura10. Centrifuga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Figura11. Determinación de coliformes fecales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Figura12. Autoclave. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figura13. Potenciómetro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figura14. Aplicación del biosólido par su vermiestabilización. . . . . . . . . . . . . . . 19

Figura15. Germinación de la Salvia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figura16. Textura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figura17. Determinación de pH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

Figura18. Capacidad de retención de agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Figura19. Conductividad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Figura20. Carbono orgánico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Figura21. Nitrógeno amoniacal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Figura22. Intercambio catiónico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figura23. pH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .24

Figura24. Temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Figura25. Biomasa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figura26. Rendimiento de la materia orgánica al transformarse en humus. . . . .26 Figura27. Suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

ii

Figura28. Suelo + Vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

Figura29. Suelo + Fertilizante triple 17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

Figura30. Arena + Vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Figura31. Vermicomposta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

APENDICE A Preparación de medios de cultivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

APENDICE B Análisis de varianza (ANOVA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

USO DE BIOSOLIDOS VERMIESTABILIZADOS EN CULTIVOS DE Salvia sp.

1.- INTRODUCCIÓN. Un biosólido es el producto sólido orgánico primario de los procesos de tratamientos de aguas residuales municipales y que pueden ser benéficamente reciclable como mejorador de suelo. El interés en la aplicación del biosólido al suelo ha aumentado en los últimos años como consecuencia de la menor disponibilidad y viabilidad de otras opciones de gestión del biosólido tales como la disposición final en vertederos controlados, la incineración y la evacuación al mar. La aplicación del biosólido de aguas residuales urbanas se define como la distribución del biosólido sobre el terreno o por de bajo de la superficie del mismo. En Estados Unidos, en comunidades de dimensiones pequeñas y medias, la aplicación al terreno es una opción de uso y la evacuación del biosólido más extendida (Metcalf & Eddi, 2000). En México el tratamiento más común que se le da a los biosólidos es la incineración lo que trae como consecuencia la emisión de contaminantes a la atmósfera, En los últimos años se ha considerado como un tratamiento auxiliar al composteo ya que el producto generado por este puede aplicarse en suelos de uso agrícola, suelo forestal, jardinería y en terrenos especialmente preparados para la evacuación de biosólidos sirviendo como sustitutivo parcial de los fertilizantes químicos. Los beneficios obtenidos de la aplicación de biosólidos es el mejoramiento de las condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo que se traducen en un mayor rendimiento de los cultivos. Los beneficios se pueden resumir de la siguiente manera:

• Mejora la calidad del suelo

• Incorpora materia orgánica

• Mejora las propiedades biológicas

• Reduce el uso de fertilizantes químicos

• Reduce la necesidad de buscar lugares de confinamiento para biosólidos

• Reduce los costos de estabilización de biosólidos

Para poder aplicar un biosólido al suelo es necesario que éste cumpla con las siguientes características:

• Alta concentración de nutrientes (C, N, P) • Fertilizante y/o mejorador de suelo • Concentración de metales baja • Baja o nula concentración de microorganismos patógenos

Para la aplicación del biosólido como biofertilizante a terrenos en los que se cultiven productos para el consumo humano se deberán tratar mediante métodos de estabilización, con la finalidad de reducir su concentración de metales pesados y microorganismos patógenos por ello es necesario considerar varios niveles de control que cumpla con los límites establecidos en las normas locales, estatales y federales aplicables, como son ausencia de patógenos y metales pesados (Metcalf & Eddi, 2000). El vermicomposteo es el uso de lombrices para estabilizar la materia orgánica. Las lombrices de la especie Eisenia foetida comen el lodo residual y producen un residuo que puede ser utilizado como un biofertilizante; mediante este proceso logran eliminar el mal olor y los microorganismos patógenos cumpliendo así con los límites establecidos por la NOM-004-SEMARNAT-2002. A lo largo de la investigación se logró evaluar la composición quimica y nutrimental del suelo alterado de la UPIBI, a su vez se evaluó el efecto del biosólido vermiestabilizado como biofertilizante y se realizó la comparación con un fertilizante químico para le germinación de semillas Salvia sp.; debido a que esta especie representa un alto valor económico en el mercado internacional por sus propiedades medicinales.

2.- ANTECEDENTES. 2.1.- Generación de biosólidos. En México se tienen 1640 plantas de tratamiento de aguas residuales industriales considerando una aproximación de 6,400,000 ton/año de biosólidos. Pocas plantas cuentan con tratamiento de lodos. (SEMARNAT-2003)

2.1.1.-Tecnologías aplicadas para su estabilización. •Adición de cal (Metcalf, 2003; Franco y col., 2003) •Irradiación (Wen y col., 1997; Franco y col., 2003) •Pasteurización (Krogman y col., 1997; Franco y col., 2003) •Composteo (Arancon y col., 2004; Atiyeh y col., 2002 Atiyeh y col., 2000). Algunos de estos métodos de estabilización son muy costosos, la siguiente figura presenta algunos tratamientos y costo en dólares por tonelada.

Figura 1. Costo de tratamiento por tonelada fuente may(1999). Como podemos observar en la figura 1, la Incineración es uno de los procesos más costosos, seguido por el secado siendo estos los tratamientos más utilizados para la disposición final de los biosólidos.

2.1.2.-Estabilización de los biosólidos. El propósito de la estabilización de los lodos es reducir en etapas subsecuentes el proceso de biodegradación de los compuestos orgánicos, la estabilización puede ser efectuada por procedimientos de tipo biológico o bien químico. La mayoría de los procesos de estabilización causan al mismo tiempo una desactivación de los organismos patógenos y virus. Esta condición de lodos estabilizados también reduce la atracción de vectores, como son las moscas, roedores y todos aquellos animales que pueden ser atraídos por los lodos no estabilizados y que son capaces de transmitir enfermedades infecciosas. Un proceso muy conocido es el composteo, en este proceso los biosólidos se mezclan con un material acondicionador (paja de cereales, hojas, aserrín, astillas de madera, etc.) y se controla el contenido de humedad y circulación de aire para promover la actividad microbiana que reduce la masa de biosólidos y eleva la temperatura eliminando los patógenos presentes. La ventaja de este método es que la composta producida puede ser utiliza en terrenos agrícolas, jardines y parques. La desventaja pude ser el costo de producción y la falta de mercado Aplicación de biosólidos en suelos agrícolas.Como se indicó anteriormente la aplicación de biosólidos a terrenos agrícolas es el esparcido, asperjado o inyectado de biosólidos sobre o debajo de la superficie del suelo con el propósito de fertilizar los cultivos y/o vegetación y mejorar el suelo. Los biosólidos utilizados con este fin cumplen con los estándares de calidad respecto a contenido de metales y patógenos ( folleto de información EPA , 2000).

Figura 2. Biosólidos

2.1.3.- Normatividad en lo que respecta a biosólidos. La Agencia de Protección Ambiental establece los niveles de control de patógenos y metales pesados para biosólidos en la NOM-004-SEMARNAT-2002 . Tabla1.- Límites máximos permisibles para patógenos y parásitos en biosólidos.

Clase Coniformes fecales NMP

Salmonella sp. NMP

Huevos de Helminto NMP

A

< 1, 000

<3

<1

B

< 1, 000

<3

<10

C

< 2, 000, 000

<300

<35

Tabla2 .- Limites máximos permisible para metales pesados en biosólidos,

Contaminante Excelente; mg/kg, base seca

Bueno; mg/kg, base seca

As Cd Cr Cu Pb Hg Ni Zn

41 39

1200 1500 300 17

420 2800

75 85

3000 4300 840 57

420 7500

2.2.- Vermicomposteo. La lombricultura inició su desarrollo en los Estados Unidos, en 1947, año a partir del cual se ha implementado en una gran cantidad de países, principalmente Suiza, Holanda, Italia, España, Cuba, Japón y Colombia. El vermicomposteo es el tratamiento de residuos orgánicos para su reciclaje en forma de abonos y proteínas. Este tratamiento aprovecha la tecnología basada en la cría de lombrices para la producción de humus a partir de sustrato orgánico. En el intestino de la lombriz se producen procesos de fraccionamiento, desdoblamiento, síntesis y enriquecimiento enzimático y microbiano, lo que permite la degradación de la materia orgánica.

2.2.1.- Ventajas del vermicomposteo. Las ventajas de utilizar este método para estabilización de los biosólidos son que: •Disminuye la concentración de patógenos hasta en un 95%. •Elimina malos olores por completo. •Incrementa la cantidad de nutrientes. 2.2.2.- Propiedades físicas y químicas de la vermicomposta. La vermicomposta o humus de lombriz no es sino las excretas de las lombrices: tiene la misma apariencia y olor de la tierra negra y fresca, es un sustrato estabilizado de gran uniformidad, contenido nutrimental y con una excelente estructura física, porosidad, aireación, drenaje y capacidad de retención de humedad. El humus tiene una composición química a base de carbono, hidrógeno y oxigeno y debido a la mineralización ocurrida en el proceso muchos elementos químicos quedan liberados como sales minerales, es decir nitratos, carbonatos, sulfatos, fosfatos, amonio, etc. También cabe resaltar que tiene una cualidad muy importante que es la capacidad amortiguadora de pH del suelo (Capistrán et al., 2004). 2.2.3.- Especie de lombriz a utilizar en el vermicomposteo. Las lombrices composteadoras son, esencialmente comedoras de materia orgánica se caracterizan por tener una coloración más obscura y pigmentada que las endógeas. Algunas investigaciones han demostrado que las especies más eficientes y productivas para el aprovechamiento de residuos orgánicos han demostrado ser: Eisenia andrei, Eisenia foetida, Eudrilus eugeniae y Perionyx excavatus (Edwards and Bohlen, 1996). Con todo, Eisenia andrei, Eisenia foetida son las más utilizadas para lombricompostaje en México. Ciclo de vida.

Figura 3. Vermicomposta.

2.2.4.- ciclo de vida de las lombrices. En el ciclo de vida de las lombrices de tierra existen periodos transitorios entre un estado y otro y es difícil diferenciarlos. Se determinan las siguientes etapas y fases:

Etapa embrionaria Etapa posembrionaria • Fase posnatal • Fase juvenil • Fase clitelada

− En crecimiento - Decrecimiento • Fase senescente

Etapa embrionaria Transcurre en el interior del capullo, el cual es depositado por el adulto en suelo, en la capa superficial de la tierra o algo más abajo si las condiciones ambientales no son las mejores. Los capullos son amarillo limón, pardos o blancos. Su forma también varia, los hay desde redondos, en forma de limón o con una proyección en los extremos. Los capullos pueden contener un número invariable de embriones. También la viabilidad de los embriones depende de los factores externos así como el periodo de incubación de estos. Etapa posembrionaria. Abarca el resto del ciclo de las lombrices, es decir, desde que nacen hasta que mueren. Fase posnatal. Comienza con la inmersión de la lombriz, se caracteriza por escasez de pigmentos, por lo que se observan a través de éste alguno órganos internos como el tubo digestivo y el sistema circulatorio. Dura aproximadamente diez días, aunque su culminación no es posible definirla con exactitud. Fase juvenil. Se extiende a través de la fase anterior y concluye con la aparición del clitelo. Se caracteriza por un elevado crecimiento en el tamaño y peso. La duración depende de las condiciones ambientales. Fase clitelada Comienza con la aparición del clitelo y se caracteriza por la presencia de esta estructura, así por la puesta de capullos. En la fase se observan dos periodos en el que los animales continúan creciendo y otro más largo o de meseta en el que los animales se estabilizan o pierden peso y tamaño.

Fase senescente o posclitelar. Es poco definida en algunas especies, pues el decremento del peso y la longitud corporal de los animales no coincide con la desaparición del clitelo. Éste desaparece solo cierto tiempo antes de la muerte de los animales en otras especies esta fase comienza con la desaparición del clitelo. También se caracteriza el individuo senescente por la perdida de la brillante iridiscencia en la coloración , que por lo general se hace más oscura o parda. La duración del ciclo y sus fases están en estrecha relación con las condiciones de alimentación humedad temperatura y pH del sustrato. Esta actividad tiene como consecuencia un aumento significativo en la velocidad de degradación y mineralización del residuo y la obtención de un producto de alta calidad.

Figura 4. Eisenia foetida.

Figura 5. Vermicomposta con Eisenia foetida.

2.2.5.- Ecología de la lombriz. La especie a utilizar en el método durante la estabilización del biosólido será la Eisenia foetida, que tiene como características.

• Longevidad • Madurez sexual 3 meses • Una vez alcanzada la madurez deposita capullos cada 7 días. • Tiene la capacidad de regular el pH • Adaptación a la cautividad • Rangos de temperatura que soporta, máximo 30ºC no menos de10ºC. • Humedad promedio mas favorable es de 85%. • Rango de pH en el que pueden desarrollarse apropiadamente es de 5-8. • Mide entre 5 y 9 cm de largo y entre 3 y 5 mm de diámetro. • Come entre medio gramo y 1 gramo diario. • Segrega antibiótico.

2.2.6.- Aplicaciones o usos más frecuentes de la lombriz. Dentro de los usos más comunes de las lombrices están, en primer lugar el lombricompostaje el cuál puede ser utilizado como fertilizante que puede ser aplicado en horticultura, jardinería y especies de importancia economica; seguido del uso como alimento por su alto contenido nutritivo, otros usos son también para la elaboración de harina y sirven como carnada en la pesca (Capistrán et al., 2004). 2.3.- Salvia. Es una planta que a lo largo de la historia ha sido de gran importancia por sus propiedades medicinales, las flores son olorosas y moradas, se agrupan en un espiga rematada por un penacho de color violeta. Florece en primavera y principios de verano, se emplea en perfumería y herbolaria (Muñoz López,1993). En México existen diferentes especies como son:

• Salvia lavanduloides. • Salvia officinalis • Salvia hispánica (chía) • Salvia noche de mayo

Género: Salvia lavanduloides y officinalis pertenecen a la familia Labiatae. Salvia hispánica pertenece a la familia Labiatae. Salvia noche de mayo pertenece a la familia Nemorosa. Hábitat: según su género abunda en terrenos calcáreos, secos-soleados y húmedos. Descripción: de arbusto hasta subarbusto de base leñosa de la familia de las labiadas, de 50 a 80 cm de altura. Sus hojas son ovaladas, de color verde grisáceo. Las flores, azuladas o de color violeta, se disponen en espiga.

2.3.1.- Multiplicación de la planta. La multiplicación puede hacerse por semillas o vegetativamente, mediante esquejes, acodos o división de pies. La reproducción por semillas, sembradas en viveros, es el método más frecuente y económico.

• El semillado el peso medio de 1.000 semillas es de 6.3 g y su poder germinativo es del 90%, a una temperatura de 20%°C, durante 20 días.

• El esquejado puede hacerse en marzo, con esquejes de unos 12 cm que tenga al menos cuatro yemas; se ponen en vivero en marco de 0.4 x 0.04m y en otoño se llevan las plantas al terreno de asiento.

• Los acodos enraizados, que crecen alrededor de la planta medre, se cortan y trasplantan al terreno de asiento.

• La división de pies precisa de una plantación, adulta y sana. Se debe hacer a fines de invierno. Las partes de plantas con algo de raíz, se plantan en el terreno de asiento.

Fertilización: la fertilización de elementos minerales correspondiente en ud (kg/ha) para la multiplicación vegetativa es la siguiente:

- 40-50 ud de nitrógeno - 80-100 ud de fósforo - 80-100 ud de potasio

2.3.2.- Propiedades de la planta. Toda la planta contiene una esencia (hasta el 25%) rica en tuyona que explica su acción antiséptica, antisudorífica y emenagoga; taninos catéquicos, que le otorgan las propiedades astringentes y tonificantes; flavonoides y ácidos fenólicos, de acción antiespasmódica y colerética; y sustancias de acción semejante ala foliculina, hormona estrogénica femenina segregada por el ovario. Aplicaciones: Afecciones ginecológicas Afecciones digestivas Afecciones bucofaríngeas Afecciones de la piel Exceso de sudoración Diabetes Tonificante para el sistema nervioso

Figura 6. Salvia.

2.4.- Trabajos relacioados con el proyecto. •Moreno (2000). Realizó una investigación acerca del origen, importancia y

aplicación de vermicomposta para el desarrollo de especies hortícolas y

ornamentales. Los efectos de las vermicompostas sobre el crecimiento de

diversos cultivos, fueron evaluados bajo condiciones de invernadero y en un

menor grado bajo condiciones de campo.

En ensayos de invernadero, el crecimiento de plántulas de maravillas (caléndula)

y tomate se incrementó significativamente al sustituir el medio de crecimiento

comercial Metro-Mix 360 con 10 o 20% de desechos de cerdo

vermicomposteados o de residuos de alimentos vermicomposteados, cuando

todos los requerimientos nutritivos fueron suministrados, estimuló el crecimiento

de las plantas de tomate y lechuga en comparación con el estiércol a partir del

cual se generó la vermicomposta.

• Jeyabal y Kuppuswamy (2001). Utilizaron vermicomposta de desechos

orgánicos observando incrementos del rendimiento en cultivos de arroz, hasta

un 15.9 %, así mismo en la floración de Crossandra undulaefolia.

• Arancon y col. (2004). Demostraron que el uso frecuente de vermicomposta de

estiércol de cerdo o vaca como fertilizante orgánico incremento el rendimiento de

vegetales como Capsicum annum y Lycopersicon esculentum entre otros.

• Sánchez y col.(2004). Trabajaron con la especie Eisenia foétida (roja

californiana) las cuales fueron alimentadas con tres diferentes residuos: naranja,

verdura y zanahoria y se observo que los residuos provenientes de verduras

fueron los más adecuados para incrementar la población de lombrices y la

producción de lombricomposta, mientras que con los residuos de naranja la

biomasa de las lombrices y la población no tuvieron un aumento significativo..

Estos resultados son determinantes para la producción de humus. Cuando se

produce la lombricomposta, es necesario dar un tratamiento previo a los residuos

orgánicos por un periodo entre 15 y 30 días, a fin de evitar la afectación de las

lombrices durante el proceso de la fermentación.

• Oropeza y Monterrubio (2004), Obtuvieron un abono natural a base de heces de

E. foetida, (roja californiana) que al ser alimentada con desechos orgánicos,

aumento la productividad de la tierra sin dañar los cultivos ya que el excremento

de la lombriz contiene nutrientes, enzimas, antibióticos y hormonas que requieren

las plantas. Durante el procesamiento de los desechos la lombriz inmuniza los

microorganismos y los multiplica, al tiempo que genera una sustancia alta en

proteínas. • Gutiérrez y Betancourt (2004). Realizaron un estudio acerca de la situación

actual y perspectivas de desarrollo de plantas medicinales en México.

Mencionan que mas del 90% de las plantas medicinales que se consumen

provienen de poblaciones silvestres sin ningún tipo de manejo sustentable. La

recolección desmedida de algunas especies con alta demanda comercial ha

provocado una fuerte disminución en su población llegando incluso a

considerarse como amenazadas y en peligro de extinción. BANCOMEX y

REDMEXPLAM (2004). Tienen registrados como demandantes de materias

primas y extractos de plantas medicinales nacionales a España, Francia, Japón,

Alemania, Holanda, Suiza, Italia y Estados Unidos. • Investigaciones realizadas en el Centro de Investigaciones Avanzadas

(CINVESTAV- 2005) logro estabilizar biosólidos industriales mediante el

vermicomposteo usando Eisenia foétida (Contreras-Ramos y col., 2005), aunque

estos por provenir de aguas residuales de tenería, presentaron una alta salinidad

que los hace impropios para los cultivos.

• Gómez (2005), Trabajo en la elaboración de abonos orgánicos con bajos

insumos en las condiciones de campo. El aprovechamiento balance de los

materiales existentes en las localidades donde habita el productor a batir costos

y a partir de ahí producir diferentes abonos orgánicos como: fermentados,

compostas caseras, ensaladas orgánicas; compostas por capas y compostas

biointensivas.

3.- JUSTIFICACIÓN. En el año 2003 en México se generaron aproximadamente 6,400,000 ton/año de

bisólidos en el tratamiento de aguas residuales industriales SEMARNAT (2003).

Actualmente el tratamiento más comúnmente empleado es la incineración

creando una contaminación atmosférica, por la emisión de compuestos volátiles y

gases. Los gases emitidos son O2, CO2, N2 y H2O (Metcall & Eddy,2000).

Otras de las tecnologías recientemente empleadas es el composteo y en menos

proporción el vermicomposteo. En el presente trabajo se aplicará el

vermicomopsteo para la estabilización de un biosólido procedente de una planta

de tratamiento de aguas residuales denominada “Empresa para la Prevención y

Control de la Contaminación de Agua (EPCCA), localizada en Lerma, Estado de

México, la cual genera 600 toneladas por mes, y da tratamiento a aguas

residuales provenientes de la industria alimenticia en un 90%.

Las características que presenta el biosólido a estabilizar son: Alta concentración

de nutrientes (C, N, P). Este biosólido se ha clasificado por la empresa como:

“Excelente” por la baja concentración de metales pesados y de “Clase B” por la

concentración de patógenos basado en la NOM-004-SEMARNAT-2003.

Dentro de las ventajas que proporciona el proceso de vermicomposte se se

encuentran las siguientes:

•Eliminar microorganismos patógenos así se podrán clasificar como “clase A”

•Eliminar malos olores

•Aumentar el contenido de nutrimentos (C, N, P).

Adicionalmente el biosólido vermiestabilizado será empleado como sustrato en el

desarrollo de plantas de la especie, Salvia., que se caracteriza por su alta

demanda en el mercado nacional e internacional debido a sus propiedades

medicinales Gutiérrez y Betancourt (2004).

4.- OBJETIVO GENERAL.

Estabilizar biosólidos industriales mediante el vermicomposteo y evaluar el efecto

de éste, sobre la germinación de Salvia sp. comparado con la aplicación de un

fertilizante químico en un suelo alterado. 5.- OBJETIVOS PARTICULARES. 1. Caracterizar fisicoquímica el suelo alterado de la UPIBI.

2. Caracterizar fisicoquímica y microbiológicamente los biosólidos de Reciclagua.

3. Estabilizar el biosólido industrial mediante el proceso de composteo usando

Eisenia foetida, y realizar la caracterización fisicoquímica y microbiológica del

mismo.

4. Evaluar las concentraciones de carbono y nitrógeno, en los diferentes

tratamientos del suelo

5. Evaluar el porcentaje de germinación de Salvia sp. En los diferentes

tratamientos del suelo.

6.- HIPÓTESIS. Al estabilizar los biosólidos industriales por el proceso de vermicomposteo, se

reducirán los microorganismos patógenos y el mal olor, éste producto aportará

nutrimentos al suelo mejorando la calidad de este e incrementando la

germinación de semillas de Salvia sp.

7.- METODOLOGÍA. 7.1.- El Muestreo del suelo. El muestreo se llevó a cabo en los terrenos de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología (UPIBI) ubicada en Laguna Ticomán delegación Gustavo A. Madero (fig. 7).

Figura 7. Plano de la UPIBI. Se realizó un muestreo sitio en zig-zag en campo y al azar a lo largo de 10 m de distancia entre cada uno de ellos. El muestreo consistió en trazar una línea en zig-zag, iniciando por un lado del terreno. Determinando de manera aleatoria el punto de inicio para trazar el plano, de tal forma que se cubra homogéneamente el terreno. En cuanto a la profundidad del muestreo fue de 0.50m debido a que el terreno presentaba gran alteración lo que dificultaba la toma de muestras. •3 sitios •3 campos 10m 10m

Figura 8. Muestreo

7.2.-Caracterización fisicoquímica del suelo alterado Laguna Ticomán. Una vez obtenidas las muestras se realizaron los siguientes análisis fisicoquímicos.

Determinación de Nitrógeno total Método de Keldhal (Brenmer 1996)

Técnica para la determinación de Amonio( Primo Yúfera E.y Carrasco Dorrién

J.M, 1973).

Técnica para la determinación de Nitratos ( Primo Yúfera E.yCarrasco Dorrién

J.M, 1973).

Técnica para la determinación de Nitritos (Primo Yúfera E.y Carrasco Dorrién

J.M, 1973).

Técnica para la determinación de Fósforo total (Watena y Olsen 1965).

Técnica para la determinación de Fósforo soluble (Watena y Olsen 1965).

Conductividad ( Primo Yúfera E.y Carrasco Dorrién J.M, 1973).

Determinación de pH (Thomas, 1996).

Capacidad de intercambio catiónico (Jackson y Colaboradores 1986)

Determinación de Textura Mètodo Bouyoucos (Gee y Bauder 1986).

Figura 9. Textura. Figura 10. Centrifuga. 7.3.- Recolección del biosólido. La recolección del biosólido se realizó en la empresa (Reciclagua, Lerma Edo. de México) antes de someterlo a la vermiestabilización se le realizó el análisis microbiológico según la NOM-004-RECNAT-2002.. 7.4.-Análisis microbiológico del biosólido Determinación del número mas probable (NMP) de coliformes fecales, Salmonella sp. y Escherichia coli. (NOM-004-2002) (fig.11)

Determinación de organismos coliformes fecales en lodos NOM-004-SEMARNAT-2002. Muestra: Agregar 4g de lodo

36mL + 10-1

Solución salina 1mL Realizar las diluciones necesarias y sembrar las últimas tres diluciones. 1mL Incubar a 35°C 24/40 h Incubar a 44.5°C baño maría Prueba presuntiva Prueba confirmativa 1mL c/tubo 10mL 9mL+ 10-n Caldo Lactosado Caldo EC Solución 1mL Prueba presuntiva Prueba confirmativa salina 1mL c/tubo 10mL 9mL+ 10-n Caldo Lactosado Caldo EC 1mL Prueba presuntiva Prueba confirmativa 1mL c/tubo 10mL 9mL+ 10-n Caldo Lactosado Caldo EC Figura11. Determinación de organismos coliformes fecales.

7.5.- Vermicomposteo. 7.5.1.- Formación de las camas de composteo.

1. Se realizó una prueba de viabilidad en con el fin de determinar que el bisólido no era tóxico para las lombrices, que consistió en colocar 20 lombrices en contacto con el biosólido durante 24 horas, con observaciones cada hora, y contar el número de lombrices vivas. En función de esta prueba se procedió a lo siguiente:

2. Se colocó una capa de tierra con características estables las cuales son iguales a las del habitat de las lombrices.

3. Se colocaron 0.351g de lombrices en esta tierra. 4. Se colocó una capa de tierra para cubrir a las lombrices para evitar el

contacto directo tonel biosólido. 5. Se deposito a un lado una capa de biosólido para evitar la muerte de las

lombrices ya que la prueba demostró que el biosólido era demasiado toxico para las lombrices.

7.5.2.-Colocación del sustrato fresco (producción continua), se adicionó el biosólido posterior a su recolección, en la cama de composteo y semanalmente se fue adicionando tres diferentes sustratos como son jitomate, zanahoria y calabaza. 7.5.3.- Balance de materiales mensualmente.

o Cuantificación del sustrato (peso húmedo). o Biomasa de lombriz (peso total de lombrices). o Humus (peso húmedo).

7.6.-Caracterización fisicoquímica del biosólido vermiestabilizado.

Determinación de Nitrógeno total Método de Keldhal (Brenmer, 1996). Técnica para la determinación de Amonio (Yúfera E. y Carrasco, 1973). Técnica para la determinación de Nitratos ( Yúfera E. yCarrasco, 1973). Técnica para la determinación de Nitritos (Yúfera E. y Carrasco, 1973). Técnica para la determinación de Fósforo total (Watena y Olsen 1965). Técnica para la determinación de Fósforo soluble (Watena y Olsen 1965). Conductividad ( Primo Yúfera E.y Carrasco Dorrién J.M, 1973). Determinación de pH (Thomas, 1996).. Capacidad de intercambio catiónico (Jackson y Colaboradores 1986)

Figura 12. Autoclave. Figura 13. Potenciómetro.

7.7.- Aplicación del biosólido vermicomposteado. Se empleo el biosólido vermicomposteado para la propagación de semillas de Salvia. El cual fue comparado con suelo alterado de la UPIBI y un fertilizante químico (triple 17), para lo cual se desarrollo el siguiente diseño experimental.

Figura 14. Aplicación del biosólido para su vermiestabilización. 7.7.1.-Diseño del experimento :

• Suelo degradado (control) • Suelo + Vermicomposta • Suelo + Fertilizante (triple 17) • Arena + Vermicomposta • Vermicomposta

Se realizaron 5 tratamientos de cada experimento y se coloraron 20 semillas en macetas de 1 kg por tratamiento, en total se obtuvieron 25 muestras. 7.7.2.- Análisis físicoquímico de cada tratamiento. Se realizó el mismo análisis fisicoquímico que al biosólido vermiestabilizado. 7.8.-Germinación de semillas de Salvia sp. 7.8.1.- Tratamiento a las semillas. Se lavarón las semillas con hipoclorito al 6% para eliminar hongos y bacterias fitopatogénos. 7.8.2.-Medir la germinación de 500 semillas. La respuesta germinativa se evaluó por el número de semillas germinadas el cual se expresa generalmente como porcentaje Vázquez et al.( 1997).

Figura 15. Germinación de Salvia.

8.- RESULTADOS Y ANÁLISIS 8.1.- Análisis fisicoquímico del suelo de la UPIBI. 8.1.1.- TEXTURA

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1 2 3 4 5 6 7 8 9

MUESTRA

%

%ARENA% LIMO%ARCILLA

Figura16. Textura Método Bouyoucos (Gee y Bauder 1986) Esta técnica nos proporciona una idea general de la estructura del suelo ya que la proporción de arena, limo y arcilla nos permite saber la distribución de las partículas del suelo, sus propiedades y características por ejemplo: capacidad de retención de agua, susceptibilidad a la erosión eólica, entre otras. La figura 2 muestra los porcentajes obtenidos en el suelo, de arena que van desde 66.2% a 9.2%, en el caso del limo los porcentajes son de 40.3% a 0%, para las arcillas los porcentajes son desde 50.5% a 18.3%. De acuerdo con el Departamento de Agronomía de los Estados Unidos (USDA), el tipo de suelo encontrado en su gran mayoría es franco arcilloso arenoso, lo cual concuerda con las características de este suelo ya que en época de lluvia hay inundaciones y el drenado es lento. (Porta et al, 1999) Son suelos minerales de desarrollo incipiente, de poco profundos a muy profundos; el horizonte superficial es de colores claros (epipedón ócrico) o de colores oscuros (epipedón úmbrico) y el subsuelo tiene un horizonte alterado (horizonte cámbico) de textura franco arenosa muy fina a arcillosa, con estructura de suelo o ausencia de estructura de roca por lo menos en la mitad del volumen; con inundaciones ocasionales y prolongadas en algunas áreas. Se presentan en relieve de plano a muy escarpado, la fertilidad se presenta de muy baja.

8.1.2.- POTENCIAL DE HIDRÓGENO (pH)

7

7.5

8

8.5

9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Muestras

pH

0.320.36

0.2 0.2 0.20.24

0.1

0.08

0.11

Figura17. Determinación de pH (Tomas,1996) El pH es una medición de las más comunes ya que controla reacciones químicas y biológicas en el suelo. La figura 3 muestra los valores de pH del suelo que van desde 7.7 hasta 8.5. Comparándolos con la NOM-021-RECNAT-2000 los resultados obtenidos corresponden a suelos medianamente alcalinos. Los valores observados de pH dependen también de las concentraciones y naturaleza de las sales presentes. 8.1.3.- CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA (CRA)

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Muestras

% H

umed

ad

0.99

1.26

0.65 0.491.15

0.213.73

0.41 0.63

Figura18. Determinación de capacidad de retención de agua. La figura 4 indica que la capacidad de retención de agua es mayor del 60% resultados que se pueden relacionar con los obtenidos en la textura que fueron suelos franco-arenoso-arcilloso los cuales se caracterizan por muy baja permeabilidad, provocando así problemas de encharcamientos.

8.1.4.- CONDUCTIVIDAD

0

0.5

1

1.5

2

2.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9

MUESTRA

dSm

-'0.09

0.090.06

0.1 0.08 0.11 0.140.28

0.05

Figura19. Determinación de la conductividad. La conductividad es uno de los índices más difundidos para evaluar la concentración salina del suelo. Lo mostrado en la figura 5 con respecto a la NOM-021-RECNAT-2000, la interpretación de la conductividad indica que corresponde a suelos ligeramente alcalinos, debido a la concentración de sales. 8.1.5.- CARBONO ORGÁNICO

00.010.020.030.040.050.060.07

1 2 3 4 5 6 7 8 9

MUESTRA

%

1.35 0.54

1.16

0.5 0.090.35

0.38 0.40.55

Figura20. Determinación de carbono orgánico (Walkley y Black,1947) En la figura 6 se puede apreciar que los suelos muestran bajo porcentaje de carbono orgánico, considerando la NOM-021-RENACT-2000 el suelo contiene poca materia orgánica. Esta técnica detecta entre un 70 y 84% de carbono orgánico total y los valores obtenidos en las muestras analizadas están por de bajo de los reportados en la norma, por lo que podemos inferir que se trata de un suelo degradado. Recurriendo a la suposición habitual de que en suelos fértiles la materia orgánica contiene un 58% de carbono (Aguilar et al, 1987) .

8.1.6.- AMONIO

00.050.1

0.150.2

0.25

1 2 3 4 5 6 7 8

MUESTRA

gN/k

gss 0.008

0.07 0.09 0.030.005

0.04

0.12

Figura21. Determinación de nitrógeno amoniacal (Primo Yúfera et al, 1973) Es de gran importancia la determinación del amonio ya que es uno de los componentes mas importantes en la fertilidad del suelo, debido a que por medio del amonio puede obtener nitrógeno.(Aguilar et al, 1987) La figura 7 muestra que la concentración de nitrógeno amoniacal es baja, producto de la poca existencia de vegetación fuera de época de lluvias lo que impide que haya una mayor fijación de nitrógeno. 8.1.7.- CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (CIC)

00.5

11.5

22.5

3

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Muestras

meq

/100

gr

0.180.03

0.12

0.18

0.90.25

0.5 0.040.7

Figura22. Intercambio Catiónico. La capacidad de intercambio catiónico es la capacidad de retener e intercambiar iones cargados positivamente . (Ortega, 1981) La figura 8 muestra la capacidad de intercambio catiónico determinado en el suelo. En la NOM-021-RECNAT-2000 con respecto a los nutrimentos se considera de clase muy baja lo cual significa que existe poca disponibilidad de nutrientes para las plantas. (Porta et al,1999)

8.1.8.- NITRATOS En los suelos analizados no se detecto presencia de nitratos. Pudo ser debido a que no tiene mucha vegetación que se encargue de realizar la fijación del nitrógeno por medio de estos en suelos pobres es normal que exista una baja acumulación de nitrógeno. La medición de nitratos en suelo es de suma importancia ya que es de esta forma en que la mayoría del nitrógeno es absorbido por las plantas. 8.1.9.- FÓSFORO TOTAL. Al igual que en los nitratos en este análisis no se detecto presencia de fósforo. Haciendo referencia a la NOM-021-RECNAT-2000 el fósforo se transforma en ión fosfato y queda disponible para que pueda ser absorbido por los vegetales, pero debido a que en presencia de agua se diluye con gran facilidad lo que le permite ser arrastrado en época de lluvias, 8.2 Análisis fisicoquímico de la vermicomposta. 8.2.1.- Potencial de Hidrogeno (pH).

6.4

6.6

6.8

7

7.2

7.4

7.6

1 2 3 4 5 6

tiempo (mensual)

pH

Figura 23. Determinación de pH (Tomas,1996) La figura 9 muestra los valores de pH de la vermicomposta que van de 6.5 hasta 7.5. De acuerdo con Capistrán et al.(2004) las lombrices pueden desarrollarse apropiadamente cuando el pH esta entre 5 y 8 por lo que esperabamos encontrar el pH dentro de este rango. Los valores observados de pH dependen también de la materia orgánica que se adiciona, en este caso consistió en jitomate, zanahoria y calabaza. El pH del biosólido antes de ser vermiestabilizado es de 8 a 9 (con cierta variación dependiendo del lote) y el pH del sustrato es ácido debido al jitomate, el cual llega a tener un pH de 3 por lo que una vez realizada la vermiestabilización obtenemos un pH neutro debido a la gran capacidad que tienen las lombrices de regular el pH y de los microorganismos presentes.

8.2.2.- TEMPERATURA

1012141618202224

1 2 3 4 5 6

Tiempo (mensual)

°C

Figura 24. Temperatura En la figura 24 se muestra que las temperaturas de la vermicomposta a lo largo del proceso, son bajas, probablemente debido a la humedad y también en gran parte a la temperatura ambiente, ya que ésta contribuyó directamente con el rango de temperaturas obtenidas. En el proceso de vermicompostaje no se debe rebasar los 35°C y tampoco se deben tener temperaturas menores a 10°C para evitar efectos adversos en las lombrices (Capistrán et al.,2004). 8.2.3.- BIOMASA

0

0.5

1

1.5

1 2 3Tiempo (bimestre)

w (k

g)

60%

41%

Fig.25 Determinación de Biomasa. La figura 11 muestra el incremento de biomasa del 60% para el segundo bimestre y solo un 40% para el tercer bimestre, a continuación se muestra una tabla con las cantidades de biomasa, sustrato adicionado y del humus. Es muy importante tomar en cuenta que el aumento en la población esta directamente relacionada con el aumento en la cantidad de humus.

Tabla 3.- Biomasa

Peso Kg Sustrato Biomasa Lombriz Humus

23.67 0.3518 18.16 62.41 0.89 31.52 58.81 1.410 50.89

∑=144.89 1.410 50.89

20% Sólidos 80% Agua

Figura 26. Rendimiento de la materia orgánica al transformarse en humus. En esta figura podemos observar el rendimiento de la materia orgánica y el biosólido al convertirse en humus, podemos decir que el abono representa solo el 35% con respecto a la materia orgánica y el biosólido frescos, esto es debido a la perdida de agua por evaporación y escurrimiento, aunque de acuerdo con Capistrán (et al.,2004) también es conveniente considerar en menor proporción perdida de material seco provocada por la liberación de carbono en forma de CO2 durante la respiración. El esquema anterior nos muestra como en cada material (M.O y Biosólido) la cantidad proporcional de contenido de agua es la misma, es decir el 80%; sin embargo debido a que el peso del material se redujo al transformarse en humus, este cambio se acompañó de una perdida de 94kg o litros de agua por lo que podemos apreciar que la cantidad de humus es poca en proporción a la cantidad de material agregado.

Tabla 4.- Características Fisicoquímicas del Biosólido vermiestabilizado.

Característica Valor x σ Humedad (%) 68 -

Conductividad (mS/cm) 3.81 0.35 Carbono Orgánico (%) 5.461 0.084

Amonio ((mgN/NH4)/Kgss) 3.50 0.88 Nitratos((mgN/NO3)/Kgss) 10.95 0.33

Fósforo ((mgP/Kgss) 11.45 0.29 8.2.4.- Determinación de Humedad. En la tabla 4 se muestra el porcentaje de humedad contenido en la vermicomposta ya que dentro del proceso es importante que la humedad alcance el nivel óptimo del 85%. Si el contenido en humedad es mayor, el agua ocupará todos los poros y por lo tanto el proceso se volvería anaeróbico, es decir se produciría una putrefacción de la materia orgánica. Si la humedad es excesivamente baja se disminuye la actividad de los microorganismos y el proceso es más lento. El contenido de humedad dependerá de las materias primas empleadas. Capistrán et al.(2004). 8.2.5.- Determinación de carbono orgánico. El porcentaje de carbono orgánico contenido en la vermicomposta, se determinó según la NOM-021-RENACT-2000 Los valores de referencia para clasificar la concentración de la materia orgánica en los suelos minerales indican que de tratarse de un suelo mineral, nuestra composta se encontraría dentro de la clase alta en contenido de materia orgánica. 8.2.6.- Determinación de nitrógeno amoniacal. Es de gran importancia la determinación del amonio ya que es uno de los componentes más importantes en la fertilidad del suelo, debido a que por medio del amonio puede obtener nitrógeno (Aguilar et al, 1987). El carbono y el nitrógeno son los dos constituyentes básicos de la materia orgánica. Por ello para obtener una vermicomposta de buena calidad es importante que exista una relación equilibrada entre ambos elementos. Teóricamente una relación C/N de 14-24 es la adecuada, pero esta variará en función de las materias primas que conforman la vermicomposta. Si la relación C/N es muy elevada, disminuye la actividad biológica. Una relación C/N muy baja afecta al proceso de compostaje, perdiendo el exceso de nitrógeno en forma de amoniaco.

8.2.7.- Comparación del biosólido vermiestabilizado con vermicomposta, composta y fertilizante nitrogenado. Tabla 5.- Características Fisicoquímicas de la Vermicomposta.

Vermicompota Característica Biosólido (S. Burés, 1997)

Humedad (%) 68 40-70 pH 6.8-7.5 7-8.8

CIC (meq/100gr) 158.3 167 Carbono/Nitrógeno 12-14 12-14 Nitrógeno Total (%) 1.4 2-2.6

Fósforo ((mgP/Kgss) 11.45 10.3

Tabla 6.- Características Fisicoquímicas de la Composta.

Característica Vermicomposta Biosólido

Composta (S. Burés, 1997)

Humedad (%) 68 40-70 pH 6.8-7.5 7-8.8

Carbono/Nitrógeno 12-14 15-20 Nitrógeno Total (%) 1.4 1.5-1.8

Fósforo ((mgP/Kgss) 11.45 10

Tabla 7.- Características Fisicoquímicas de Fertilizante químico.

Característica Vermicomposta Biosólido

Fertilizante químico

(S. Burés, 1997) Humedad (%) 68 -

pH 6.8-7.5 7-8.8 Carbono/Nitrógeno 12-14 12-14 Nitrógeno Total (%) 1.4 3-4

Fósforo ((mgP/Kgss) 11.45 10

Como se puede observar en las tablas anteriores las características de nuestra vermicomposta son semejantes a las citados por Burés (1997), cabe mencionar que éstas pueden variar según los sustratos con los que se realice la vermicomposta o composta. El valor de la vermicomposta en comparación con el fertilizante es que éste en altas cantidades y concentraciones puede llegar a quemar las plantas mientras que el biosólido vermiestabilizado, al igual que la vermicomposta por ser de origen natural y orgánico se puede utilizar de forma pura o mezclado. (Vázquez ,1997 en Capistrán., 2004). Una de las ventajas del fertilizante químico es que se obtienen resultados inmediatos en la producción de plantas y cultivos, sin preocuparse por el efecto negativo a mediano o largo plazo en los suelos, mientras que la vermicomposta busca mejorar tanto la producción como la conservación de la fertilidad del suelo. Por otra parte el costo ecológico de la elaboración de fertilizantes químicos es alto, ya que se producen a partir de derivados del petróleo que es una fuente de energía no renovable en cambio la vermicomposta aprovecha residuos orgánicos y biosólidos, para reestablecer los ciclos biogeoquímicos con la ayuda de la carga microbiana que aporta contribuyendo al cuidado y conservación del medio ambiente a diferencia del fertilizante químico que saliniza suelos y destruye flora microbiana.

8.3.- Análisis microbiológico. 8.3.1.- Análisis microbiológico del suelo.

Tabla 8. Microbiología del suelo.

SUELO UPIBI

BATERIASUFC/g

HONGOSUFC/g

ACTINOMICETOS UFC/g

1 38 X106 9x105 0 2 31X106 23X105 0 3 25X106 20X105 0

La tabla 8 muestra los resultados de la microbiología que se realizó al suelo de la UPIBI. Como podemos observar, la flora microbiana no es tan abundante, ya que la cantidad de bacterias en un suelo de bosque corresponde a 8X109. En el suelo, los microorganismos alcanzan densidades poblacionales muy altas, entre los 107 y 109 organismos por gramo del suelo (Valencia, 2001). Eso les da una repercusión ambiental muy considerable probablemente se deba a que las condiciones de crecimiento y desarrollo no son las óptimas ya que este suelo presentó poca disponibilidad de nutrientes. Las bacterias constituyen un grupo de mayor importancia entre la comunidad de habitantes del suelo, siendo imprescindibles tanto en los procesos de mineralización de la materia orgánica, como inorgánicos en otros asimilables por las plantas. 8.3.2.- Análisis microbiológico del biosólido.

Tabla 9. Determinación de coliformes fecales

MICROORGANIMO EXPERIMENTAL NMP

NOM-004-SEMARNAT-2002 NMP

Coliformes fecales 3 X109 Clase C < 2,000,000

Salmonella sp. 0 Clase A< 3 En la tabla 9 se muestran los resultados obtenidos de los análisis de coliformes fecales y Salmonella sp.. Siendo los primeros los que rebasan los límites máximos permisibles establecidos en la NOM-004-SEMARNAT-2002 por consiguiente el biosólido no puede ser utilizado en la agricultura. En el caso de Salmonella sp. la NOM-004-SEMARNAT-2002 establece parámetros de preservación de 4°C y como almacenamiento de la muestra un tiempo máximo de 48 horas. Por lo que podemos decir la muestra se analizó dentro de las 48 horas establecidas, la temperatura pudo haber sido el factor que afecto en el análisis ya que esta tuvo variaciones.

8.3.3.- Análisis Microbiológico del biosólido vermiestabilizado.

Tabla 10. Microbiología del biosólido vermiestabilizado.

MUESTRA BATERIASUFC/g

HONGOSUFC/g

ACTINOMICETOS UFC/g

1 56 X104 22x104 0 2 28X105 21X105 0

La tabla 10 muestra los resultados del análisis microbiológico que se realizó a la vermicomposta. Podemos observar que no tuvimos crecimiento de actinomicetos esto probablemente debido a que estos microorganismos comienzan a detectarse en la etapa termofílica. En cuanto a las bacterias y hongos las cifras son aceptables considerando que el análisis se realizo con una muestra que se tomo un día antes. En la vermicomposta estos microorganismos son muy importantes ya que se encargan de predigerir los restos para que las lombrices los puedan digerir bien. Durante el proceso los sustratos más lábiles de la materia orgánica (azúcares, aminoácidos, lípidos y celulosa) son degradados, bajo condiciones controladas, en menor tiempo por bacterias, hongos y actinomicetos mesófilos tolerantes a temperaturas medias debido a que en este proceso no se pueden elevar la temperatura más allá de 30°C de lo contrario las lombrices morirán. (Capistrán et al., 2004). Aun que por la segregación de sustancias antibióticas de las lombrices se logra reducir el número de organismos patógenos y así prescindir de la etapa termofilica..

Tabla 11. Determinación de coliformes fecales.

MICROORGANIMO EXPERIMENTAL NMP

NOM-004-SEMARNAT-2002 NMP

Coliformes fecales 0 Clase A < 1,000

Salmonella sp. 0 Clase A< 3 En la tabla 11 se muestran los resultados obtenidos de las determinaciones. La comparación de los resultados con la NOM-004-SEMARNAT-2002, indica que al no detectar presencia de Coliformes fecales y Salmonella sp. La vermicomposta pertenece a la clasificación A por lo que puede ser utilizada con fines agrícolas.

8.4.- Análisis químico de los tratamientos.

Tabla 12. Concentración de Carbono y Nitrógeno. Tratamiento Carbono Nitrógeno (mg N/ kgss)

Suelo 0.59 % σ=0.38 71.4 σ=3.1 Suelo + Vermicomposta 3.20 % σ=3.03 500.5 σ=1.8

Vermicomposta 5.461% σ=0.084 710 σ=8.5 Arena + Vermicomposta 1.94 % σ=0.26 325 σ=2.2 Suelo + Fertilizante - -

En este caso no se realizó el análisis al tratamiento con fertilizante debido a que no hubo germinación en ninguna de las macetas. Como se puede observar en la tabla 12 se obtuvo un incremento en los porcentajes de Carbono y Nitrógeno en el tratamiento del suelo + vermicomposta esto se debe principalmente a la utilización del biosólido vermiestbilizado como fertilizante ya que este tiene la característica de otorgarle nutrientes al suelo (Metcalf & Eddi, 2000). 8.5.- Evaluación de la germinación de Salvia en los diferentes tratamientos. 8.5.1.- Tratamiento Suelo degradado. No hubo germinación probablemente debido a las características del mismo ya que este tipo de suelo por su naturaleza arcillosa posee baja permeabilidad lo cual impide la disponibilidad de agua en la semilla para la germinación. Figura 27. Suelo 8.5.2.- Tratamiento Suelo + Vermicomposta.

Tabla 13. Suelo +Vermicomposta Muestra N° de plantulas % de germinación

1 1 5 2 5 25 3 3 15 4 10 50 5 5 25 X 5 25

Figura 28. Suelo + Vermicomposta. Figura 29. Plantas SV

8.5.3.- Tratamiento Suelo + Fertilizante. No hubo germinación probablemente a debido a la evaporación del agua y a la concentración de sales en la superficie del suelo que impidieron la germinación de las semillas Figura 30. Suelo + Fertilizante triple 17 8.5.4.- Tratamiento Arena + Vermicomposta.

Tabla14. Arena + Vermicomposta Muestra N° de plantulas % de germinación

1 2 10 2 3 20 3 3 15 4 0 0 5 0 0 X 3 17

Figura31. Arena + Vermicomposta. Figura32. Plantas AV

8.5.5.- Tratamiento Vermicomposta.

Tabla15. Vermicomposta Muestra N° de plantulas % de germinación % de germinación

(S. Burés, 1997) 1 2 10 < 8 2 2 10 <8 3 3 15 <8 4 3 15 <8 5 2 10 <8 X 2.4 12 <8

Figura33. Vermicomposta. Figura 34. Plantas V Como podemos observar el tratamiento que demostró mayor efectividad en la germinación de semillas de Salvia sp. fue suelo mas vermicomposta con un 25% de germinación esto se debe a las posibilidades de desarrollo y la temporalidad de germinación que para este tratamiento fue de 13 días, de acuerdo con Vázquez (et al., 1997) para que se lleve acabo la germinación de semillas se deben cumplir tres etapas que son absorción de agua, procesos metabólicos irreversibles y el inicio de la germinación. En los tratamientos de vermicomposta y arena más vermicomposta las causas de que el porcentaje de germinación fuera menor al 25% pudo deberse a la temporalidad ya que el flujo de la germinación puede ocurrir de varias formas, como pueden ser: todas las semillas permanecen sin germinar por semanas, meses o incluso hasta años; las semillas germinan simultáneamente poco después de su llegada al suelo; parte de las semillas van germinando a lo largo de las semanas o meses presentando diferentes periodos de tiempo de germinación y a medida de que las semillas germinadas requieren mayor cantidad de agua, el agua disponible para las semillas no germinadas se reduce por lo que la germinación disminuye o se inhibe (Vázquez et al., 1997). En el caso de los tratamientos en donde no hubo germinación las causas pueden deberse a la existencia de un periodo cronológicamente regulado de interrupción del crecimiento y de disminución del metabolismo durante el ciclo de vida, dentro de las condiciones primordiales para la germinación se encuentran: humedad y temperatura media, luz y requerimientos de oxígeno (Vázquez et al., 1997).

9.-CONCLUSIONES. Con base en los resultados obtenidos se determinó, que el suelo no tiene las características y propiedades adecuadas de un suelo fértil por su bajo contenido de materia orgánica, ya que este factor esta dado por la influencia directa de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo como pueden ser; pH, estructura, capacidad de retención de humedad, control de flora microbiana..

El suelo de estudio es un suelo pobre en nutrientes ya que los contenidos de nitrógeno, carbono y fósforo son muy bajos y en algunos casos no detectables.

La estabilización del biosólido mediante el proceso de vermicomposteo eliminó los malos olores y los microorganismos patógenos. Cumpliendo así con la NOM-004-RECNAT-2003.

El contenido en fósforo y potasio de la vermicomposta no aparecen en grandes concentraciones. Sin embargo, la aplicación del biosólido vermiestabilizado sobre el suelo permite incrementar el grado de disponibilidad de estos elementos para la planta.

Las concentraciones de carbono y nitrógeno en el tratamiento de suelo más vermicomposta demostró un incremento, indicando que el biosólido vermiestabilizado cambia las características fisicoquímicas del suelo. El porcentaje más alto de germinación se obtuvo en el suelo más vermicomposta y fue del 25% La germinación en el biosólido vermiestabilizado fue del 17%. La aplicación del fertilizante químico triple 17 inhibió la germinación, debido a la concentración de sales en la superficie del suelo, por efecto de la evaporación del agua. De acuerdo con los resultados obtenidos, la vermicomposta resulta ser la mas apropiada para la germinación y desarrollo de plantas de interés económico como las hortalizas y en este caso las plantas medicinales. El tipo de suelo estudiado resulto no ser apto para la germinación de semillas de Salvia sp. Debido a su naturaleza arcillosa que impide la disponibilidad de agua para las semillas. La aplicación del biosólido vermiestabilizado como fertilizante orgánico puede llegar a sustituir el uso de fertilizantes químicos y producir plantas saludables que son menos susceptibles a plagas de insectos y enfermedades. El aprovechamiento de los biosólidos para la producción de biofertilizante reduce enormemente la contaminación generada por estos residuos.

10.- RECOMENDACIONES Realizar la caracterización fisicoquímica del biosólido previa al vermicomposteo. Optimizar el proceso de vermicomposteo tomando en cuenta la época del año en la que se realiza el proceso y así poder tener un mejor control de la temperatura y humedad. Determinar la presencia de de Huevos de helminto. Evaluar la concentración de fósforo en los diferentes tratamientos. Evaluar el desarrollo de la planta en los diferentes tratamientos. 11.-GLOSARIO

Alteración.- Cambiar la esencia o forma de una cosa. Biosólidos.- Lodos que han sido sometidos a procesos de estabilización y que

por su contenido de materia orgánica, nutrientes y características adquiridas después de su estabilización, puedan ser susceptibles de aprovechamiento.

Coliformes fecales.- Bacterias patógenas presentes en el intestino de animales de sangre caliente y humanos. Bacilos cortos Gram negativos no esporulados, también conocidos como coliformes termotolerantes. Pueden identificarse por su tolerancia a temperaturas de 44°C-45°C. Tienen la capacidad de fermentar la lactosa a temperatura de 44.5°C. Incluyen al género Escherichia y algunas especies de Klebsiella.

Compostaje.- Es el proceso biológico aeróbico, mediante el cual los microorganismos actúan sobre la materia rápidamente biodegradable (restos de cosecha, excrementos de animales y residuos urbanos), permitiendo obtener un excelente abono orgánico para la agricultura su periodo de duración es de aproximadamente 3 meses..

Degradación.- Los procesos de degradación están agrupados en cuatro categorías generales: físicos, químicos, mecánicos y biológicos. En verdad, los cuatro grupos no actúan independientemente, sino que hay una interacción entre ellos, deteriorando el material y su estructura.

Disposición final.- La acción de depositar de manera permanente lodos y

biosólidos en sitios autorizados.

Estabilización.- Son los procesos físicos, químicos o biológicos a los que se someten los lodos para acondicionarlos para su aprovechamiento o disposición final para evitar o reducir sus efectos contaminantes al medio ambiente.

Fertilizantes orgánicos.- También conocidos como abonos orgánicos son aquellos materiales derivados de la descomposición biológica de residuos de cultivos, deyecciones y estiércoles animales, de árboles y arbustos, pastos, basura y desechos industriales; su aplicación en forma y dósis adecuadas mejoran las propiedades y características físicas, químicas y biológicas del suelo, es la forma más natural de fertilizar al suelo. Helminto.- Término designado a un amplio grupo de gusanos parásitos (de humanos, animales y vegetales) y de vida libre, con forma y tamaños variados. Poseen órganos diferenciados, y sus ciclos vitales comprenden la producción de huevos o larvas, infecciosas o no, y la alternancia compleja de generaciones que incluye hasta tres huéspedes diferentes. Ocasionan deterioro mecánico, daños a tejidos, efectos tóxicos y pérdida de sangre.

Límite máximo permisible.- Valor asignado a un parámetro, el cual no debe ser excedido por los lodos y biosólidos para que puedan ser dispuestos o aprovechados.

Lombricultura.- También conocida como vermicultura, es la crianza de lombrices domesticas, con el fin de obtener un abono con alto contenido de nutrientes.

Mejoramiento de suelos.- Es la aplicación de los biosólidos en terrenos para mejorar sus características físicas, químicas o microbiológicas.

Patógeno.- Microorganismo capaz de causar enfermedades, si está presente en cantidad suficiente y condiciones favorables.

Salmonella spp.- Bacilos móviles por sus flagelos perítricos, que fermentan de manera característica glucosa y manosa sin producir gas, pero no fermentan lactosa ni sacarosa. La mayoría produce sulfuro de hidrógeno (H2S). A menudo, son patógenos para el hombre y los animales cuando se ingieren, ocasionando fiebre tifoidea y enterocolitis (conocida también como gastroenteritis).

Vermicomposta.- Se genera en el tubo digestor de la lombriz, y de acuerdo al uso que se destine, se puede clasificar como: fertilizante orgánico, mejorador del suelo y medio de crecimiento Vermicomposteo.- Proceso de degradación mediante el cual la aplicación de lombrices de tierra, e.g., Eisenia foetida, Eisenia andrei, Lumbricus rubellus, van transforman los residuos orgánicos en un subproducto estable denominado “vermicomposta” o “worm casting”. Para ser utilizado como un excelente abono orgánico para la agricultura.

11.-BIBLIOGRAFÍA Aguilar Santelises Andres, Etchvers Barra Jorge, Castellanos Ramos Javier. “Análisis Químico para evaluar la fertilidad del suelo”.Sociedad Mexicana de la ciencia de los suelos, Chapingo estado de México. 1987 pag 217. Capistrán Fabricio, Aranda Eduardo, Juan Carlos Romero. “Manual de Compostaje y lombricompostaje”. Instituto de Ecología, Veracruz, México 2004. Juárez Badillo –Rico Rodríguez, “Mecánica de los Suelos” TomoI Ed. Limusa. México 1995. pp 42. Metcalf & EDDy “Ingeniería de las aguas residuales”,Tomo 2, Ed. Mc Graw Hill. México 2000. Muñoz López de Bustamante Fernando ”Plantas medicinales y aromáticas” Ed. Mundi, Prensa 1993 España- México 2000.pp.272-275. NOM-004-SEMARNAT-2003. Protección ambiental-lodos y biosólidos-especificaciones y límites máximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y disposición final. NOM-021-RECNAT-2000. Establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos. Estudios, muestreos y análisis. Ortega Enrique “ Química de Suelos”, UACH, México 1981. pp 208-240. Ortiz Villanueva, B. Edafología México .Chapingo1987, 6° edición. pp. 53,54, 89, 95, 160. Porta J. y col. “Edafología” Ed. Ediciones Muindi-Prensa. 2° edición Sevilla España 1999. pp. 95, 222, 223, 314. Reines Álvarez Martha “Lombrices de tierra con valor comercial (biología y técnicas de cultivo)” Ed. Universidad de quintana Roo. México pag.61 Sánchez García Ma. de Lourdes, Moreno Rivera Ma. de Lourdes. Jiménez R. Maira, Gonzalez Silva Susana y Mendizabal Navarro Olga. IV Conferencia Internacional. Universidad Ciego de Avila; La Habana Cuba. Octubre 2004 S. Burés “Sustratos” Ed. Agrotécnicas, Madrid 1997.

Valencia Cantero Eduardo y Peña Cabriales Juan José “El suelo y sus habitantes microbianos: consideraciones ecológicas” CINVESTAV unidad Irapuato Noviembre 2001. Vázquez Yañes Carlos, Orozco Alma, Rojas Marina, Sánchez María Esther, Cervantes Virginia. “La reproducción de las plantas semillas y miristemos”.Fondo de Cultura Económica, México,1997.pp. 43-79. Medios electrónicos consultados. http:// www.cna.gob.mx http:// www.cinvestav.gob.mx http:// www.epa.gov http:// www.ine.gob.mx http:// www.inegi.gob.mx http:// www.semarnat.gob.mx

APENDICE A. Preparación de medios de cultivo y soluciones para la cuantificación de coliformes fecales.

Caldo lactosado con púrpura de bromocresol (C.L.). Fórmula

Extracto de carne 06,00 g Peptona 10,00 g Lactosa 10,00 g

Púrpura de bromocresol 0,01 g Agua destilada 1 000,00 ml

Disolver los ingredientes o 13,0 g del medio C.L. que se encuentra en forma deshidratada en el mercado y 0,01 g de púrpura de bromocresol, con la ayuda de una parrilla de agitación, en 1 L de agua destilada. Verificar que el pH sea de 6,9 ± 0,2, en caso contrario ajustar con una solución de hidróxido de sodio 0,1 N. Distribuir volúmenes de 10 ml del medio en tubos de ensayo. Tapar con tapones de acero inoxidable y esterilizar en autoclave a 121°C, durante 15 minutos. El volumen final no debe variar más de 0,1 ml. El medio ya una vez preparado puede almacenarse a temperatura ambiente, en un lugar limpio y libre de . polvo, durante no más de una semana. Medio EC

Fórmula

Triptosa o tripticasa 20,00 g

Lactosa 05,00 g

Mezcla de sales biliares 1,50 g

Fosfato dipotásico (K2HPO4) 4,00 g

Fosfato monopotásico (KH2 PO4) 1,50 g

Cloruro de sodio (NaCl) 5,00 g

Agua destilada 1 000,00 ml

Disolver los ingredientes o 37,0 g del medio EC que se encuentra en forma deshidratada en el mercado, con la ayuda de una parrilla de agitación, en 1 L de agua destilada. Verificar que el pH sea de 6,9 ± 0,2, en caso contrario ajustar con una solución de hidróxido de sodio 0,1 N. Distribuir volúmenes de 10 ml del medio en tubos de ensayo, conteniendo en su interior tubos de Durham invertidos, tapar con tapones de acero inoxidable y esterilizar en autoclave a 121°C, durante 15 minutos. El volumen final no debe variar más de 0,1 ml. El medio ya preparado puede almacenarse a temperatura ambiente, en un lugar limpio y libre de polvo, durante no más de una semana.

Preparación de medios de cultivo y soluciones para la cuantificación de salmonella spp. Caldo tetrationato

Fórmula

Proteosa peptona o triptona 05,00 g

Sales biliares 01,00 g

Carbonato de calcio 10,00 g

Tiosulfato de sodio 30,00 g

Agua destilada 1 000,00 ml

Disolver los ingredientes o 16 g del medio, que se encuentra en forma deshidratada en el mercado, en agua destilada y calentar hasta ebullición, posteriormente distribuir en volúmenes de 100 mL en recipientes estériles y conservar entre 5 y 8°C. Antes de usar el medio, agregar 2 mL de solución de yodo yoduro y 1 mL de solución de verde brillante 1:1 000 por cada 100 mL de caldo, a cada recipiente. Una vez que la solución de yodo yoduro ha sido adicionada al medio, éste deberá ser utilizado de forma inmediata. Nunca se debe volver a calentar. Caldo selenito cistina

Fórmula

Triptona o polipeptona 05,00 g

Lactosa 04,00 g

Fosfato disódico 10,00 g

Selenito ácido de sodio 04,00 g

L- Cistina 00,01 g

Agua destilada 1 000,00 ml

Preparación: Disolver los ingredientes o 23 g del medio, que se encuentra en forma deshidratada en el mercado, en agua destilada. Calentar hasta ebullición durante 10 minutos en un baño de agua y distribuir en volúmenes de 10 mL en tubos de ensayo, para esterilizar 10 minutos por arrastre de vapor. Verificar que el pH sea de 7,0 ± 0,2, en caso contrario ajustar con una solución de hidróxido de sodio 0,1 N. El medio se debe utilizar el mismo día de su preparación.

Agar sulfito de bismuto Fórmula . Extracto de carne de res 05,00 g Peptona 10,00 g Glucosa 05,00 g Fosfato disódico (anhidro) 04,00 g Sulfato ferroso (anhidro) 00,30 g Sulfito de bismuto 08,00 g Verde brillante 00,025 g Agar 20,00 g Agua destilada 1 000,00 ml

Suspender los ingredientes o 52 g del medio, que se encuentra en forma deshidratada en el mercado, en 1 L de agua destilada, calentar hasta su disolución completa, agitando frecuentemente. Verificar que el pH sea de 7,6 ± 0,2, en caso contrario ajustarlo con una solución de hidróxido de sodio 0,1 N. Enfriar a 60°C y distribuir en cajas de Petri estériles. El medio no debe esterilizarse en autoclave, el sobrecalentamiento afecta su selectividad. Agar verde brillante (VB)

Fórmula

Extracto de levadura 03,00 g

Proteosa peptona número 3 polipeptona 10,00 g

Cloruro de sodio 05,00 g

Lactosa 10,00 g

Sacarosa 10,00 g

Rojo de fenol 00,08 g

Verde brillante 00,012 5 g

Agar 20,00 g

Preparación: Suspender los ingredientes o lo indicado por el medio, que se encuentra en forma deshidratada en el mercado, en 1 L de agua destilada, mezclar bien y calentar hasta ebullición. Verificar que el pH sea de 6,9 ± 0,1 en caso contrario ajustarlo con una solución de hidróxido de sodio 0,1 N. Esterilizar en autoclave a 121°C por 12 minutos, cualquier sobrecalentamiento del medio disminuye su selectividad. Enfriar a no menos de 50°C pero debajo de 60°C y distribuir en cajas de Petri estériles.

APENDICE B.

El análisis de varianza (ANOVA), es un procedimiento estadístico que nos permite dividir la variabilidad observada en componentes independientes que pueden atribuirse a diferentes causas de interés. Deseamos saber si la aplicación del biosòlido como biofertilizante es efectivo para ello consideramos la HIPOTESIS ALTERNA HO= σ2

1 ≠ σ22≠….σn2

TRATAMIENTOS

n k Suelo

Suelo mas Vermicomposta Vermicomposta

Arena mas Vermicomposta

Suelo mas Fertilizante

1 0 1 2 2 0 2 0 5 2 3 0 3 0 3 3 3 0 4 0 10 3 0 0 5 0 5 2 0 0

×= 0 5 2 2 0 Yoo= ∑(∑x)/k Yoo=1.88 SSA= n∑( Yio-Yoo )2

SST=∑∑( YiJ-Yoo)2

SST= SSA – SSE

TABLA DE ANÁLISIS DE VARIANZA Fuente de variación

Suma de los cuadrados

Grados libertad

Cuadrado medio

Tratamientos (v1) SSA k-1 S12=SSA /k-1

Error (v2) SSE k(n-1) S22=SSE/k(n-1)

Total SST n(k-1)

TABLA DE ANÁLISIS DE VARIANZA Fuente de variación

Suma de los cuadrados

Grados libertad

Cuadrado medio

Tratamientos SSA= 50.10 4 S12=12

Error SSE= 101.72 20 S22=5.09

Total SST= 151.82 24 f (experimental) = 2.36 f (teórica) f=(α, (v1,v2) =f=(0.05,(4.20))= 2.87 De acuerdo con la f teórica se demuestra que la aplicación del biosólido vermiestabilizado como biofertilizante es 95% efectivo en la germinación de semillas Salvia sp.