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INTRODUCCIÓN
El rápido crecimiento de la población humana determina una creciente demanda de alimentos y agua, lo que conduce al aumento del consumo energético y del empleo de recursos no renovables (Nizami et al., 2017). Actualmente la economía, presenta un esquema lineal, con elevadas cantidades de productos que son perecederos; además, la gran explotación de materias primas se van agotando a una velocidad muy rápida, generando la elevación de los precios, aumentando el número de contaminantes y la cantidad de residuos vertidos al medio ambiente (Sarsaiya et al., 2019).
En dicho escenario, la utilización y procesamiento posterior de desechos de pescado, están en función de oferta y demanda de la localidad y de la estructura de la industria; asimismo, para fines alimentarios, farmacéuticos, los desechos de pescado pueden procesarse en proteínas, aminoácidos, péptidos, colágeno, aceite, minerales, enzimas, sabores y otros compuestos (Arakaki et al., 2023; Carrillo y Mosquera, 2017; Montin, 2023; Zorita et al., 2023). Los desechos de pescado que no cumplen con los estándares relevantes para alimentos, pueden usarse para la producción de fertilizantes (Babcock-Jackson et al., 2023; Liu et al., 2023; Pandit et al., 2023; Zhang et al., 2023).
Por lo tanto, los fertilizantes producidos a partir de peces capturados promueven el reciclaje de nutrientes del mar y de regreso a los ambientes terrestres; donde, la composición nutricional de los desechos de pescado se evalúa para determinar el potencial para suministrar nutrientes a las plantas como nitrógeno, o una combinación de nitrógeno y fósforo, o para enriquecer el compost. Según el tipo de procesamiento o especie de pescado, el 30 a 45 % del peso real comprende a residuos; que a través de distintos métodos se procesan con el fin de producir emulsión de pescado, hidrolizado de pescado, compost de pescado, entre otros (Ahuja et al., 2020). La presencia de fósforo, calcio, nitrógeno, magnesio y aminoácidos en el biol, potencian su capacidad como fuente de fertilizante en el agro (Thendral y Geetha, 2019) y no genera contaminación (Aldana y Maquén, 2023).
El biol, como fertilizante del tipo orgánico, es empleado como alternativa que no genera contaminación disminuyendo el uso de fertilización sintética en la agricultura (Casanova y León, 2021; Gil et al., 2023; Lima-Moncayo y Zambrano-Gavilanes, 2023); aportando macro y micronutrientes a los cultivos, optimiza las propiedades físicas, químicas y microbiológicas del suelo, mejora la calidad del producto, posee materia orgánica, y su aplicación es de menor costo (Timsina, 2018). La empleabilidad de materia orgánica en los suelos agrícolas, es una herramienta en la generación de alimentos en el mundo, al no contaminar el ambiente (Matías-Ramos et al., 2023; Nuñez et al., 2023).
La composición del fertilizante orgánico, depende de la especie de pescado, edad, nutrición y sexo; donde, los pescados contienen de 15 a 30 % proteínas, 0 a 25 % grasas, 50 a 80 % humedad; asimismo, se reportan estudios sobre la obtención de biol, después de 15 días de haberse fermentado contiene el 73.6 % humedad, 1.49 % nitrógeno, 0.52 % fósforo, 0.48 % potasio y 5.83% cenizas, presentando trazas de calcio y magnesio (Aranganathan y Radhika, 2016; Thendral y Geetha, 2019). Resaltando la presencia de metionina, un aminoácido precursor de fitohormonas, siendo la parte activa del componente orgánico del biol; donde, los aminoácidos esenciales presentes son valina, leucina, arginina, metionina, triptófano, treonina, lisina e isoleucina; además, contienen glutamina, ácido aspártico, histidina, glicina, leucina, asparagina, ácido glutámico, fenilalanina, tirosina, prolina e isoleucina (Thendral y Geetha, 2019). También contienen ácidos grasos como hexadecanoico, octadecanoico y oleico, siendo consideradas como fuentes de carbono, respecto a la mejora de la calidad del suelo (Aranganathan y Radhika, 2016).
El distrito de Pampas, ubicado en la provincia de Tayacaja, de la región Huancavelica - Perú, presenta un deficiente manejo de los desechos de pescado, que aproximadamente es de 640 kg al mes, que habitualmente son vertidos al suelo, ríos, exponiéndolos al aire libre; conteniendo patógenos y microbios que podrían ocasionar daños a la salud de los habitantes de Pampas; además, los agricultores tienen poco conocimiento de los beneficios de los abonos orgánicos como el biol.
En dicho contexto, los desechos de pescado que no son vertidos en rellenos sanitarios, serían aprovechados elaborando un abono orgánico denominado biol, generando impactos favorables para los habitantes de Pampas; asimismo, se disminuiría la dependencia de fertilizantes químicos, optimizando las características físicas, química y microbiológica de los suelos, ocasionando un efecto favorable para el ambiente. El presente estudio tiene como objetivo, evaluar el empleo de biol a base de desechos de pescado en el cultivo de lechuga (Lactuca sativa) en la comunidad Andina de Pampas.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación de la zona de estudio
La investigación se realizó en el centro poblado de Viñas, distrito de Pampas (Tayacaja, Huancavelica, Perú), en un área experimental de 20 m2 (5 m x 4 m), ubicado en las coordenadas geográficas 12°23'58.34'' Latitud Sur, 74°52'7.69'' Longitud Oeste, con una altitud 3 261 m s.n.m. El distrito Pampas reporta una temperatura media anual que varía entre 13 y 22 °C y una precipitación promedio anual de 512 mm (Yupanqui et al., 2022).
Metodología
Muestreo
En el mercado de abasto del distrito de Pampas, se recolectaron 640 kg de residuos de vísceras de pescado (jurel y bonito) durante un mes, de los cuales se obtuvieron 15 kg de muestra, que sirvieron para preparar tres bioles (tres tratamientos) denominados Biol1 - testigo (no utilizó residuos de vísceras de pescado), Biol2 (utilizó 5 kg de residuos de vísceras de pescado) y Biol3 (utilizó 10 kg de residuos de vísceras de pescado), que además, estuvieron compuestos de estiércol (10 kg + 26 L de agua), levadura (250 g + 2 L de agua), ceniza (500 g), hojas de coliflor + brócoli (1 kg), melaza (2 L) y chicha de jora (2 L). Los bioles se prepararon en tres canecas de 80 L, que son envases de plástico para contener líquidos, los cuales fueron tapados herméticamente y fermentado de forma anaeróbica durante 62 días. Los tratamientos se distribuyeron en tres repeticiones. Primero, se agregaron los residuos de vísceras de pescado, seguido del estiércol, de las hojas picadas de coliflor y brócoli, y de la levadura diluida en agua; a continuación, se agregó melaza, chicha de jora, ceniza y finalmente, 12 L de agua, procediéndose a remover durante cinco minutos, hasta que las muestras se homogenizaron.
Antes de la aplicación de los bioles a las plántulas de lechuga, los sustratos, fueron enviados y posteriormente analizados en el Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas, Agua y Fertilizantes de la Universidad Nacional Agraria La Molina, donde se obtuvieron sus características químicas (Tabla 1).
Asimismo, en dicho Laboratorio se realizó el análisis inicial de los sustratos; sin embargo, el análisis final (sustratos + biol) se realizó en el Laboratorio de Biotecnología de la Universidad César Vallejo, sede Lima Este. Por otro lado, las plántulas de lechuga fueron regadas con agua durante 28 días, hasta que se acumularon hojas verdaderas y posteriormente se aplicaron los tratamientos de estudio.
Los tres tratamientos se aplicaron en nueve maceteros que contuvieron dos plántulas de lechuga cada uno, además del sustrato conformado por tierra agrícola. En cada macetero se aplicaron dosis de 1.5 L de biol combinado con 15 L de agua, mediante el sistema de goteo de forma artesanal, utilizando para cada macetero, una botella con capacidad de 2 L y una manguera de ¼ de diámetro. La aplicación se realizó durante seis semanas, con una frecuencia diaria.
Al mes y medio de la primera aplicación de los bioles, se determinó la productividad del cultivo de lechuga, expresados en peso (g), número de hojas y en altura (cm). Para determinar el peso se utilizó la balanza analítica; mientras que la altura se determinó con una regla de 30 cm, midiendo desde el sustrato hasta el ápice de la plántula.
Las características físicas de bioles, tales como volumen en litros y rendimiento en porcentaje (Ecuación 1) se determinaron en el área experimental.
Donde: R (%) = rendimiento (%); VF = volumen final de los bioles (L); VI = volumen inicial de los bioles (L).
Tabla 1 Características químicas y físicas iniciales del sustrato.
Fuente: Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas, Aguas y Fertilizantes de la Universidad Nacional Agraria La Molina (2017).
Análisis estadístico
El diseño experimental fue completamente al azar, con tres tratamientos (Biol1, Biol2 y Biol3) y tres repeticiones por tratamiento (nueve unidades experimentales en total). Las repeticiones se conformaron por un macetero con dos plántulas de lechuga en su interior.
Las variables de producción de lechuga se analizaron en función de los valores promedios y la dispersión. Los resultados fueron analizados mediante estadísticos descriptivos con el programa SPSS V.20.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Obtención y rendimiento de producción de los bioles
La cosecha de los bioles se efectuó transcurridos 62 días luego de la preparación, al observarse la ausencia de burbujas en las canecas y la ausencia de malos olores al destapar las canecas. El Biol3 es el que reportó mayor volumen final, y por ende, mayor porcentaje de rendimiento en comparación a los otros dos bioles, superando en 2.8 % al Biol2 y en 7.6 % al Biol1 (Tabla 2).
Características químicas de los bioles
En la Tabla 3 se muestran las características químicas de los tres tipos de bioles preparados en la investigación, los cuales en concordancia con Aldana y Maquén (2023), en su investigación reportaron los tres principales nutrimentos para las plantas, así como también, calcio, magnesio, bicarbonatos y sulfatos, entre otros minerales que demuestran el potencial fertilizante.
Características químicas del sustrato después de aplicar los bioles
En la Tabla 4 se muestra que los tres tipos de bioles redujeron el pH del suelo, tal vez por acción de las enzimas y la acidez microbiana (Thendral y Geetha, 2019). Sin embargo, se debería reducir los niveles de salinidad de los bioles, porque en opinión de Zhang et al. (2023), es muy importante considerar dichos niveles para brindar garantía y seguridad de su uso en la agricultura.
Por otro lado, los bioles incrementaron notablemente los porcentajes de materia orgánica y las cantidades de fósforo y potasio; esto, a causa que los huesos de pescado están conformados por 60 y 70 % de minerales, en gran parte por calcio y fósforo; mientras que las escamas son muy ricas en nitrógeno, fósforo y calcio (Ahuja et al., 2020). Asimismo, el uso de los bioles permite la utilización adecuada y eficiente de nutrientes a través de prácticas de conservación y reducción de pérdidas, el reciclaje de nutrimentos orgánicos al aprovechar los residuos de animales y el acceso a fuentes alternativas de nitrógeno que es el elemento de más demanda en la agricultura (Gutiérrez- Castorena et al., 2015).
Peso de las cabezas de plantas de L. sativa
Los tratamientos reportan diferencias estadísticas significativas. Así mismo, se observa que en 59 % la variable peso se explica por la aplicación de los bioles; además, se reporta un bajo coeficiente de variación entre las medias.
La prueba de Tukey al 5 %, indica que los tratamientos Biol1 y el Biol3 son estadísticamente diferentes; pero no reporta diferencias estadísticas entre el Biol1 con el Biol2, ni entre el Biol2 con el Biol3 (Tabla 5). Además, el Biol3 es el que reportó mayor peso promedio de las plantas (Figura 2).
Número de hojas de las plantas de L. sativa
Los tratamientos reportan diferencias estadísticas significativas. Así mismo, se observa que en 82 % la variable número de hojas se explica por la aplicación de los bioles; además, se reporta un bajo coeficiente de variación entre las medias.
La prueba de Tukey al 5 %, indica que los tratamientos Biol1 y el Biol3 son estadísticamente diferentes; pero no reporta diferencias estadísticas entre el Biol1 con el Biol2, pero sí entre el Biol2 con el Biol3 (Tabla 6). Además, el Biol3 es el que reportó mayor número de hojas promedio de las plantas.
Altura de las plantas de L. sativa
Los tratamientos reportan diferencias estadísticas significativas. Así mismo, se observa que en 67 % la variable altura de las plantas se explica por la aplicación de los bioles; además, se reporta un bajo coeficiente de variación entre las medias.
La prueba de Tukey al 5%, indica que los tratamientos Biol1 y el Biol3 son estadísticamente diferentes; pero no reporta diferencias estadísticas entre el Biol1 con el Biol2, ni entre el Biol2 con el Biol3 (Tabla 7). Además, el Biol3 es el que reportó mayor altura promedio de las plantas.
Con los bioles producidos, y comprobadas sus propiedades químicas y sus efectos en el sustrato (suelo), se reduciría algún porcentaje de aproximadamente un tercio de los alimentos producidos anualmente desperdiciados (Liu et al., 2023). No obstante, de acuerdo con Timsina (2018), los nutrimentos orgánicos no son suficientes por sí mismos para incrementar el rendimiento de los cultivos y satisfacer los requerimientos mundiales de alimentos; además, estos nutrimentos de fuentes inorgánicas y orgánicas se deben aplicar preferentemente en una proporción de 75:25; esta proporción se basa en que, las aplicaciones excesivas de fertilizantes de fuentes inorgánicos alteran la estructura del suelo, acidifican el suelo, reducen los niveles de macronutrientes secundarios tales como magnesio, calcio y azufre, incrementando los metales pesados como el plomo (Ugulu et al., 2020) y disminuyen la diversidad de los microorganismos del suelo que actúan activamente en los ciclos biogeoquímicos (Wei et al., 2002). Por tal razón, es recomendable aplicar los fertilizantes de fuentes inorgánicas en simultáneo con la materia orgánica, con el fin de disminuir el impacto negativo.
La mezcla empleada para la preparación del biol reportaron un pH de moderadamente ácido (Biol1) a ligeramente ácido (Biol2 y Biol3), a causa del proceso de fermentación, en la que se liberan alcoholes; sin embargo, el pH del Biol3 tiende a la neutralidad, lo que genera que dicho abono líquido sea adecuado para aplicar (Soria-Fregoso et al., 2001). Además, los bioles utilizados permitieron mejorar la calidad del suelo (sustrato), en especial, el Biol3, comprobando lo demostrado por Olivares-Campos et al., (2012) en una investigación realizada también en cultivos de L. sativa (lechuga), pero usando abono de vacuno.
Los resultados del presente estudio indican que las dosis de biol aplicados funcionaron óptimamente en las variables de estudio; es decir, en relación directa a mayor dosis mayor peso, mayor cantidad de número de hojas y mayor altura de las plantas, coincidiendo con Lumbi-Chimbo (2011) quienes también reportaron una relación directa en su investigación. También, nuestros valores obtenidos se asemejan a lo reportado por Castañeda (2023), que en su investigación con L. sativa (lechuga) reportó que al incrementar la dosis de biol y la distancia entre planta se obtiene mayor altura de planta y mayor peso de cabeza de lechuga, a causa del óptimo aprovechamiento de los nutrientes que influenciaron en el desarrollo bioquímico formando carbohidratos, influyendo en la estructura y fortalecimiento de las plantas, porque, a mayor absorción de nutrimentos se obtiene de esta forma mayor altura y peso de las plantas de lechuga.
CONCLUSIONES
Se determinó que a mayor dosis de biol se reporta mejores características químicas de los bioles y mejor influencia en las características químicas de los sustratos, destacando el Biol3 siendo el que reportó mayor volumen final, obteniendo mayor rendimiento de producción de biol, con mayor peso de cabeza, mayor altura y mayor cantidad de número de hojas de L. sativa (lechuga).
