INTRODUCCIÓN

La industria de papel genera gran cantidad de residuos sólidos que proceden de sus operaciones industriales ¹. Entre los residuos sólidos más importantes sobresalen lodos de destintado procedentes del papel reciclado, residuos procedentes de la clasificación del papel, desechos de fibras obtenidos por separación mecánica y lodos del tratamiento in situ de efluentes ²; los cuales generan una gran preocupación para su adecuado tratamiento.

Las tecnologías actuales de tratamiento en países desarrollados se basan principalmente en la producción de energía a través de procesos de incineración, gasificación, pirolisis, digestión anaeróbica y biodiésel ³, no obstante, en países latinoamericanos estos residuos papeleros no tienen un tratamiento claro ⁴, en algunos casos son colocados en vertederos municipales, mientras que en otros son dispuestos en lugares informales atentando contra el medio ambiente.

Sin embargo, las empresas latinoamericanas de la industria de la del papel ante la presión social por el cuidado y conservación ambiental se están enfocando en prácticas ambientales sostenibles como la reutilización de residuos en sus procesos industriales ⁵, hecho que ha significado el uso de hasta el 40% del papel reciclado en su proceso productivo ⁶, permitiendo un ahorro energético y económico ⁷, enfocado en la gestión adecuada de residuos.

En la actualidad la gestión de residuos se ha convertido en un reto medio ambiental global ⁸, no solo en países desarrollados sino en países subdesarrollados, que promueve la conversión de los desechos en productos con valor agregado ⁹, los cuales aparte de ser económicos, son menos tóxicos ¹⁰. Sin embargo, las tecnologías actuales son costosas de implementar por las empresas, debido a ello una opción económica y viable es el compostaje.

El compostaje es una opción que permite la estabilización y biotransformación de diferentes materias primas en productos degradados ¹¹, que además pueden aplicarse a la agricultura ¹². Así, el compost convencional utilizado en campos de cultivo es producto de la mezcla de residuos orgánicos con estiércol de animales, mientras que el vermicompostaje es el uso de lombrices californianas (Eisenia fétida) que descomponen la materia orgánica en condiciones específicas.

Existen estudios en los cuales se ha utilizado el residuo papelero en procesos de compostaje. En una relación 1:1 de residuo papelero con estiércol de cerdo por 56 días es suficiente para lograr un compost maduro ¹³. De otro lado, la relación de 5:4:1 de residuo papelero más estiércol de vaca y paja resultó en una formulación eficiente para residuos orgánicos de papelera ¹⁴; de igual forma la relación 2:1:1 de lodos de papelera con estiércol de vaca y abono verde mejoró las características físicas del suelo por el contenido de Fosforo y Potasio disponible para las plantas ¹⁵; además las mezclas de lodos papeleros con residuos de té y estiércol favorecieron la sostenibilidad en el empleo de estos residuos ¹⁶.

Por ello, el objetivo de este estudio es establecer una formulación de compost de residuo papelero con estiércol de vaca que puedan aplicarse al cultivo de maíz, evaluando su rendimiento como alternativa para la gestión de residuos de la industria papelera.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó en la localidad de La Joya (con localización geográfica de 16° 30’ 50” S y 71° 50’ 33” O, a 1531 m.s.n.m.), del distrito de La Joya, provincia y departamento de Arequipa, en la campaña agrícola 2019-2020. Durante el experimento la temperatura media anual fue de 20.1°C, humedad relativa de 40-55% y suelos de textura arena franca. Se utilizó 3 kg de semilla de maíz hibrido PM-212, producido por el Programa Cooperativo de Investigaciones en Maíz de la Universidad Agraria La Molina de Lima, Perú ¹⁷.

Para las formulaciones de compost se utilizó un residuo papelero de la producción de papeles absorbentes reciclados provenientes de la empresa Papelera Panamericana S.A., del departamento de Arequipa - Perú, al que previamente se le realizó una caracterización fisicoquímica para determinar materia orgánica, fósforo, potasio, magnesio y calcio. Se recolectaron dos toneladas de residuo papelero a los que se les aplico un preprocesamiento de secado hasta llegar al 55% de humedad, luego se realizaron dos pilas de compostaje que consistían en capas de residuo papelero con estiércol de vaca en una relación 3:1, dispuestos en un área de 6 m^2. En el centro de la pila se ubicó dos tubos centrales perforados, distanciados uno del otro en un metro, los cuales funcionaban como respiraderos. El compostaje se realizó por un periodo de tres meses, en los cuales la frecuencia de riego fue interdiaria, realizando volteos semanales de la pila de compostaje. Al tercer mes se cubrió la pila de compostaje con plástico transparente hasta llegar a una humedad del 30%. Finalmente, el compost Luego se trasladó a campo donde se le aplico a los diferentes tratamientos a fondo de surco.

Se utilizó el diseño de Bloques Completamente al Azar (DBCA), conformado por 4 tratamientos y con 4 repeticiones. Los tratamientos estuvieron compuestos por 4 niveles de compost del residuo papelero aplicado al cultivo de maíz T1: 15 t ha^-1, T2: 20 t ha^-1, T3: 25 t ha^-1, T4: 30 t ha^-1, constituyendo en total 20 parcelas de 8 surcos con una longitud de 6,4 m de largo y 0.60 m entre ellos, con área por parcela de 31 m² y área total de 824 m².

La siembra del maíz PM-212 se realizó el 5 de octubre del 2019 aplicando el sistema de siembra manual por golpe (con 3 semillas/golpe), a un lado del surco. La fertilización empleada fue de 160-80-0 unidades de NPK, respectivamente. En todas las parcelas se realizó el control eficiente de plagas como el “cogollero” (Spodoptera frugiperla Smith) y gusano de tierra (Feltia experta Walker). Se realizó un aporque manual a los 40 días después de la siembra. Las variables dependientes del estudio fueron relación raíz/vástago a los 40, 80 y 120 días después de la siembra, cantidad de mazorcas por planta, peso de mazorcas por planta, rendimiento de forraje verde, rendimiento de materia seca, los cuales se complementaron con un análisis fisicoquímico del suelo. La cosecha se realizó el 17 de febrero del 2020, cuando el cultivo cumplió 135 días de ciclo vegetativo, es decir 4.5 meses. Se utilizó el paquete estadístico SAS con un análisis de varianza en los datos cuantitativos y se procedió a realizar la prueba de medias de Tukey con un nivel de significancia del 5%.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Caracterización fisicoquímica del residuo de papel reciclado

Los resultados de la materia orgánica (MO), potasio (K), magnesio (Mg) y calcio (Ca) concuerdan con las características de otros residuos papeleros en cuanto a la relación de abundancia y mas no en cantidad (Tabla 1). Así el Ca es el más abundante, seguido del Mg y el K ¹⁸, esto se explicaría por la similitud de los procesos industriales en las fábricas de papel. En el caso del fosforo (P) no se han encontrado reportes similares, sin embargo, otro autor refiere que se adicionaría este elemento durante la fabricación para mejorar la biomasa del papel ¹⁹.

Tabla 1 Análisis químico del residuo papelero. 

Relación raíz/vástago a los 40, 80 y 120 días después de la siembra

No existió diferencia significativa entre los tratamientos en la variable relación raíz /vástago a los 40, 80 y 120 días después de la siembra (Tabla 2). A los 40 y 120 días el T4 presenta mayores valores en la dinámica de crecimiento de las plantas, ello puede explicarse porque a mayor nivel de compost hay mayor enraizamiento, crecimiento radicular y más biomasa en la raíz, sobre todo en el crecimiento de raíces secundarias ²⁰; además la relación raíz/vástago muestra una tendencia inversa a la relación de Ca, Mg y K del suelo ²¹.

Tabla 2 Relación raíz /vástago a los 40, 80 y 120 días, cantidad y peso de mazorcas, rendimiento de forraje verde y seco. 

^{a, b} Superíndices diferentes dentro de columnas indican diferencia significativa (p < 0,05). T0: 0 t ha^-1; T1: 15 t ha^-1; T2: 20 t ha^-1; T3: 25 t ha^-1; T4: 30 t ha^-1

Análisis químico del suelo

El contenido de materia orgánica, fosforo (P) y la conductividad eléctrica se incrementó en todos los tratamientos, mientras que el potasio (K) y la capacidad de intercambio catiónico disminuyo y pH se mantuvo estable (Tabla 3). El ligero incremento de la materia orgánica en el suelo se explicaría por la adhesión del residuo papelero al estiércol de vaca, que facilita la biodisponibilidad de nutrientes para los microorganismos del suelo ²⁴. Además, los cambios térmicos que ocurren durante el proceso de compostaje favorecerían el incremento de fosforo disponible (P) ²⁷. La conductividad eléctrica estaría afectada por sales disueltas del suelo que interactúan de manera directa con el compost pero que indican una salinidad leve ²⁸. De otro la CIC estaría afectada por la mínima cantidad de arcilla que presentan los suelos francos arenosos, reportados en forma similar en otros estudios ²⁹, pero que también estaría siendo afectado por el pH del suelo ³⁰.

Tabla 3 Análisis químico del suelo según tratamientos. 

P: Fosforo, K: Potasio, C. E: conductividad eléctrica, CIC: capacidad de intercambio catiónico

CONCLUSIONES

La relación 3:1 del residuo papelero con estiércol de vaca influye sobre el peso de las mazorcas, mayor rendimiento de forraje verde y materia seca; así como en las características químicas del suelo respecto al contenido de materia orgánica, contenido de fosforo, potasio, conductividad eléctrica, pH y capacidad de intercambio catiónico. Se recomienda continuar las investigaciones con varios tipos de estiércoles con desperdicios de papel y el efecto sobre otros cultivos agroindustriales