INTRODUCCIÓN

En la actualidad, el uso indiscriminado de los fertilizantes sintéticos, ha desplazado el uso del estiércol en la actividad agrícola convencional y con ello también ha traído grandes impactos negativos a la salud humana, la calidad del aire, del suelo y del agua (¹). Se sabe que el empleo de los fertilizantes inorgánicos promueve la pérdida de la fertilidad de los suelos y la muerte de un grupo grande de especies microbianas, a comparación de los fertilizantes orgánicos (biol y compost), estos últimos mejoran la productividad de los cultivos y proveen al suelo de propiedades físico-químicas beneficiosas (²).

El abono orgánico es un compuesto que se obtiene de la descomposición de la materia orgánica por el trabajo que realizan cierto grupo de microorganismos presentes en el medio, los cuales transforman desechos orgánicos, en compuestos más beneficiosos. Este proceso de descomposición de los residuos orgánicos puede llevarse a cabo en presencia o ausencia de oxígeno, dando lugar a un producto estable que aporta nutrientes al suelo y a las plantas que se desarrollan en él (³). Actualmente, se sabe que los abonos orgánicos se utilizan como abonos, porque contienen cantidades importantes de nitrógeno mineral y oligoelementos que favorecen el crecimiento y desarrollo de las plantas; aumentan la cantidad de material orgánico del suelo y mejoran la cantidad de potasio, calcio y magnesio disponibles (⁴).

El biol es un abono orgánico de contextura líquida, el cual se obtiene de la descomposición de los desechos orgánicos a través de la digestión anaeróbica llevado a cabo en el interior de un digestor, este producto sirve como fertilizante y pueden ser empleado en la agricultura remplazando los fertilizantes químicos, pues en su compasión presenta una fuente amplia de fitorreguladores que, al ser aplicados a los diferentes cultivos, permite desarrollar en gran cantidad el número de raíces de las plantas, mejorando así el proceso fotosintético y la producción y calidad de la cosecha (⁵). Así también los fertilizantes orgánicos líquidos son ricos en nitrógeno, amoniaco, hormonas vegetales (auxinas y giberelinas), vitaminas (tiamina y riboflavina) y aminoácidos que ayudan a regular el metabolismo de las plantas, favoreciendo el enraizamiento, el tamaño de las plantas, la floración, la germinación de las semillas e incluso la protección contra posibles plagas, enfatizando estas propiedades, el biol se convierte en una buena alternativa como un buen fertilizante (⁶;⁷).

Entre las ventajas que este biofertilizante nos ofrece, podemos destacar el aumento de la fertilidad natural del suelo, el acelerado crecimiento y desarrollo de las plantas, la resistencia frente al ataque de posibles plagas y enfermedades, el aumento de la tolerancia a condiciones climáticas adversas (heladas y granizadas), el incremento de la fertilidad natural del suelo y el impedimento de la contaminación del aire, el agua, el suelo y de productos obtenidos tras la aplicación de este bioabono (⁸), debido a estas propiedades de gran utilidad que contiene el biol, el propósito de esta investigación fue evaluar las propiedades físico-químicas y microbiológicas del biol de estiércol de ganado vacuno producido en la E.E.B.A-CC.BB-UNT.

MATERIALES Y MÉTODOS

El material biológico que se utilizó para la investigación fue el biol de estiércol de ganado vacuno que se obtuvo de la E.E.B.A-CC.BB-UNT, para la evaluación de los diferentes parámetros de la muestra de biol se siguieron diversos procedimientos analíticos del laboratorio de calidad de la empresa SEDALIB Sac, para la cuantificación de la conductividad eléctrica, se colocó en un depósito de vidrio la muestra de biol, hasta que la muestra halla cubierto totalmente el sensor del conductímetro, el cual ha sido previamente calibrado y colocado el sensor dentro del recipiente de vidrio, posterior a ello se procedió a realizar la lectura en el equipo digital, respecto a la evaluación del pH, se colocó en un vaso de precipitación la muestra de biol, hasta que la muestra halla cubierto totalmente el electrodo del PH-metro, el cual ha sido previamente calibrado con tres soluciones buffers y colocado el electrodo dentro del recipiente de vidrio, seguidamente se procedió a realizar la lectura en el equipo.

En relación a la evaluación del potasio, magnesio, cobre, fierro, manganeso, zinc, cadmio, plomo y cromo se emplearon diversas soluciones patrones, un patrón específico para cada elemento a evaluar, posterior a ello se construyó una curva de calibración para cada elemento a valorar y se procedió a leer la muestra con la ayuda del software del espectrofotómetro de absorción atómica (⁹), para la cuantificación del fósforo se tomó 25 mL de la muestra tratada previamente a través del método de digestión de Persulfato ácido, se agregó a una celda y se le añadió 0,25 g del reactivo Fosver 3 Fosfato, se homogenizo y se procedió a realizar la lectura en el espectrofotómetro de absorción atómica (¹⁰), respecto a la evaluación de los sulfuros se empleó el método de azul de metileno, para lo cual se llenó una celda con 25 mL de muestra, a la cual se le adicionó 1,0 mL del reactivo sulfuro 1, se agito y se mezcló, seguidamente se adicionó 1,0 mL de reactivo sulfuro 2, se agito, mezcló y se procedió a realizar la lectura en el espectrofotómetro de absorción atómica (¹⁰).

Respecto a la evaluación del nitrógeno se empleó el método de Kjeldahl, para ello se agregó 10 mL. de la muestra en un tubo de vidrio del digestor Kjeldahl, al cual se le adicionó una tableta Kjeldahl y 8mL. de H₂SO₄ concentrado, se tapó el tubo y se procede a dar inicio al proceso de digestión por medio del digestor, la nueva muestra es tratada en el destilador por un tiempo de 5 min. en donde se le adicionó 100 mL. de ácido bórico con el indicador mixto Tashiro en un recipiente de vidrio, posterior a ello se le adiciono 50 mL. de agua y 70 mL. de NaOH al 30%, finalmente la muestra obtenida del destilador es titulada con H₂SO₄ al 0.1N, seguidamente se procede a realizar los cálculos correspondiste para la cuantificación del nitrógeno (¹¹) y con lo que concierne a la evaluación de los coliformes totales y fecales se empleó el método del Número más Probable, para ello se homogenizó la muestra de biol, se agregó 10 mL de biol a cinco tubos que contenían 10 mL de Caldo Lauril Sulfato Triptosa (LST) doble concentrado, luego se agregó 1 mL de biol a cinco tubos que contenían LST a concentraciones normales, posteriormente se realizaron diluciones de 10-1 ;10-2 ;10-3 y 10-4, de las cuales se tomó 1 mL de cada dilución para agregarle a cinco tubos de cada grupo correspondiente, finalmente se procedió a homogenizar la siembra y se incubó a 35,5 °C durante un periodo entre 24-48 horas, posterior a ello se realizaron las lecturas correspondientes, observándose ausencia de crecimiento, producción de gas y acidez (¹²).

RESULTADOS

Los resultados obtenidos acerca del biofertilizante “biol”: caracterización física, química y microbiológica se presenta a continuación en las siguientes tablas.

La Tabla 1 muestra el valor de 16,32 mS cm-1 para la conductividad eléctrica y la Tabla 2 destaca el valor de 6.90 para el pH del biol, estos resultados son buenos, dado que estos valores de estos dos parámetros ayudan a que una gran cantidad de cultivos puedan crecer y desarrollarse de manera normal.

Tabla 1. Parámetros físicos del biol de la E.E.B. A-CC.BB-UNT. 

Tabla 2. pH del biol de la E.E.B. A-CC.BB-UNT. 

La Tabla 3 muestra los siguientes valores para los principales macro y micronutrientes del biol: 290,0 mgL-1, 17,78 mgL-1, 111,7 mgL-1, 153,2 mgL-1, 0,360 mgL-1, 0,080 mgL-1, 1,530 mgL-1, 0,300 mgL-1, 0,140 mgL-1 para el nitrógeno, fosforo, potasio, magnesio, sulfuros, cobre, fierro, manganeso, zinc respectivamente; estos resultados evidencian que la muestra del biol producido en la E.E.B. A-CC.BB-UNT. cuenta con cantidades considerables de macro y micronutrientes que ayudaran al crecimiento y desarrollo de los diversos cultivos.

Tabla 3. Concentraciones de los principales macro y micronutrientes del biol de la E.E.B. A-CC.BB-UNT. 

La Tabla 4 presenta los siguientes valores: 0,017 mgL-1 para el cadmio y < a 0,005 mgL-1 para el plomo y cromo, así también la Tabla 5 muestra el valor de < 1,8 NMP/100 mL para los coliformes totales y coliformes fecales, estos datos justifican que el biol producido en la E.E.B. A-CC.BB-UNT. puede ser empleado como un abono para el sector agrario, sin riegos a ocasionar impactos negativos en los diversos ecosistemas y especies.

Tabla 4. Concentraciones de los principales metales pesados del biol de la E.E.B. A-CC.BB-UNT. 

Tabla 5. Evaluación microbiológica del biol de la E.E.B. A-CC.BB-UNT 

Nota: NMP: Número más probable

DISCUSIÓN

Análisis de los parámetros físico-químicos del biol

La Tabla 1 muestra que el dato obtenido para el parámetro de conductividad eléctrica es de 16,32 mS cm-1, mientras que otro estudio realizado por Soria y colaboradores encontraron un de valor de 4,08 mS cm-1 (¹³), las bajas concentraciones de la conductividad eléctrica están asociado al consumo de compuestos solubles por parte de microorganismos, debido a que estos están en una etapa de crecimiento acelerado. A pesar que el dato obtenido para la conductividad eléctrica es relativamente elevado, este bioabono con esta característica se puede emplear en suelos de baja salinidad o para la siembra de ciertas plantas con resistencia a esta propiedad (¹⁴).

El valor del pH del biol evaluado es de 6.90, el cual se muestra en la Tabla 2, este valor difiere del trabajo realizado por Linares y su grupo de investigación, en donde el valor obtenido de pH es de 3.8; cabe mencionar que en este último trabajo se obtuvo el biol a partir de pasta de soya, melaza de caña, estiércol de bovino y agua en proporciones de 10,10,22 y 58 % respectivamente (¹⁵), el cual a comparación de la presente investigación es mucho más ácido. El valor del pH hallado en el biol de la E.E.B. A-CC.BB-UNT. se encuentra en un rango aceptable, este compuesto puede ser empleado como un buen fertilizante orgánico, favoreciendo el crecimiento de diversos cultivos, en el que el desarrollo de los sembríos este condicionado entre otros factores, al de un pH de 6.90 o cercano a este valor; dado que si este parámetro toma valores muy ácidos o básicos podría provocar precipitaciones de ciertos nutrientes y con ello a un desarrollo deficiente de ciertos cultivos (¹³,¹⁶).

Análisis de los macro y micronutrientes del biol

Los valores obtenidos de la muestra de biol para el nitrógeno, potasio y fósforo fueron de 290,0 mgL-1, 111,7 mgL-1 y 17,78 mgL-1, respectivamente, los cuales se presentan en la tabla 3, en un estudio similar realizado por Quiñones y sus colaboradores encontraron valores de 3700 mgL-1, 660 mgL-1 y 8700 mgL-1 para el nitrógeno, potasio y fósforo respectivamente, para un biol que había sido producido a partir de un consorcio de microbios de heces de alpaca, suero de leche, melaza y ácido láctico en una proporción de 40:40:15:5 (¹⁷). Las diferencias obtenidas en las investigaciones mencionadas se deben al grado de dilución de los residuos orgánicos en el proceso de fermentación, así como también se le atribuye al consumo y asimilación de los diferentes alimentos consumidos por el ganado (¹⁸). Las concentraciones de nitrógeno, potasio y fósforo se consiguieron a partir de un biol diluido en agua en proporción de 1/5 con agua; a pesar de ello estas concentraciones pueden ayudar a los diferentes cultivos a producir un mayor número de hojas, a fomentar el crecimiento de nuevas raíces, a la formación de semillas y frutos, así como también a brindar protección y a combatir ciertas enfermedades en los diversos cultivos (⁶,⁷).

De igual forma, la Tabla 3 nos muestra que los valores obtenidos de la muestra de biol es de 153,2 mgL-1, 1,530 mgL-1 y 0,300 mgL-1 para el magnesio, fierro y manganeso respectivamente y el azufre en forma de sulfuro con un valor de 0.360 mgL-1. Un estudio similar realizado por Peralta y su grupo de investigación encontró valores de 1740 mgL-1, 516 mgL-1 y 28 mgL-1 para magnesio, hierro y manganeso respectivamente, mientras que no se encontraron valores para el azufre, en forma de sulfuro, dado que este elemento no fue considerado en la evaluación (¹⁸). Las diferencias entre el biol estudiado y los valores de micronutrientes encontrados en la investigación ya mencionada, se debe a que el primero se prepara a partir de excrementos bovinos diluidos 1/5 con agua, mientras que el segundo fue preparado con melaza, consorcio microbiano y excretas pretratadas en proporciones de 20, 15 y 65%, todos estos componentes y sus proporciones de dilución afectan directamente la disponibilidad de los micro y macronutrientes en cada biofertilizante diferente (¹⁸). Los valores encontrados de magnesio, fierro, manganeso y azufre encontrados en el biol de la E.E.B. A-CC.BB-UNT. ayudará a mejorar el proceso fotosintético, la síntesis de diferentes aminoácidos, vitaminas y hormonas y contribuirá en gran medida al proceso de división celular de diversos cultivos (¹⁹-²¹), estos atributos son ideales para poder generar cultivos ricos en cantidades proteicas lo cual influye de manera positiva en el buen rendimiento y calidad de los cultivos (²²⁾.

De igual forma, los datos obtenidos para el zinc y cobre del biol estudiado fueron de 0.140 mgL-1, 0.080 mgL-1, respectivamente (Tabla 3). En otro estudio similar, donde se preparó biol a partir de agua, estiércol fresco, gallinaza, alfalfa y purín de res en una proporción de 77:18:2:1:1, con diez unidades de cáscara de huevo adicionadas, se obtuvo los valores de 6,0 mgL-1 de zinc y 1.0 mgL-1 para el cobre (²³). Las diferencias entre los valores de los micronutrientes obtenidos en la presente investigación y la de Condori se les atribuye a los alimentos que recibe el ganado, muchos de estos alimentos no son absorbidos en su totalidad por el ganado y son desechados como excretas, las cuales son tratadas en un biodigestor y finalmente muchos de los micronutrientes pasan a formar parte del biol (¹⁸). Los valores encontrados de zinc y cobre en el biol de la E.E.B. A-CC.BB-UNT. ayudaran a producir cultivos de tallos fuertes, resistentes al estrés oxidativo y a bajas temperaturas, mejorara los procesos enzimáticos, fotosintéticos y de fabricación de fitohormonas, así como también ayudaran a evitar algún tipo de enfermedad en los cultivos por algún tipo de deficiencia de estos micronutrientes, estas características nos ayudaran a obtener cultivos en buenas condiciones, ricos en proteínas y con probabilidades bajas de que estos puedan presentar algún tipo de enfermedad (²⁴,²⁵).

Análisis de los metales pesados del biol

Respecto a la Tabla 4 se muestra que los valores obtenidos para plomo y cromo es < a 0,005 mgL-1 y para el cadmio es de 0,017 mgL-1; en otra investigación realizada por Medina y su grupo de investigación, obtuvieron los siguientes resultados: 0.329 mgL-1 ;0.000 mgL-1 y 0.073 mgL-1 para plomo, cadmio y cromo respectivamente. La presencia de estos metales pesados en cantidades pequeñas en la producción del biol se le atribuye a que los alimentos del ganado en algún momento lograron estar en contacto con estos contaminantes (¹⁸), en base a la normatividad sobre calidad de agua doméstica, los límites permitidos para plomo, cadmio y cromo son 0.010 mgL-1, 0.003 mgL-1 y 0.050 mgL-1 (²⁶), estos valores indican que se puede emplear el biol como un abono orgánico, siempre y cuando se controle el valor de cadmio, dado que los metales evaluados pueden interaccionar en el medio ambiente, afectando de manera negativa la producción de los diferentes cultivos y la salud de animales y humanos (²⁷-²⁹).

Análisis del examen microbiológico del biol

Los datos microbiológicos obtenidos en la Tabla 5 muestran la ausencia de coliformes totales y fecales (< 1.8 NMP/100 ml), estos resultados son muy similares a otro estudio realizados por Quiñones y su grupo de investigación en donde obtuvieron un valor de < 3 NMP/g de Alpa-biol (¹⁷). La ausencia de estos microorganismos en el biol analizado se debe a la presencia de sustancias inhibidoras durante la digestión anaeróbica (³⁰), así como también al proceso de esterilización térmica realizado al final del proceso del biol producido en la E.E.B. A-CC.BB-UNT., estos resultados permiten el empleo del biol como un fertilizante inocuo y seguro, ya que al utilizarlo como abono en las actividades agrícolas este nos asegura la inocuidad del producto final (³¹).

CONCLUSIONES

Los datos obtenidos para la conductividad eléctrica (16,32 mS cm-1) en la muestra de biol, revela que este compuesto puede emplearse en suelos con baja salinidad o cultivos resistentes a esta propiedad, respecto al valor del pH (6.90), este favorece a un buen desarrollo óptimo de varios cultivos que parte de su crecimiento y desarrollo está condicionado a valores de pH cercanos al 6,90.

El biol de estiércol de ganado vacuno producido en la E.E.B.A.-CC.BB-UNT contiene una cantidad considerable de macro y micronutrientes (Tabla 3), lo cual ayudaría a mejorar las características del suelo y a influir de manera positiva el desarrollo y crecimiento de diversos cultivos de uso agrícola.

Las concentraciones mínimas de cadmio, plomo y cromo (0.017 mgL-1; < 0,005 mgL-1 y < 0,005 mgL-1 respectivamente) y la ausencia de coliformes totales y fecales (< 1,8 NMP / 100 mL) en la muestra de biol, evidencia que este biofertilizante de origen natural puede ser empleado para la producción de diversos cultivos, garantizando la salud de los ecosistemas y cultivos, así como también la salud del consumidor final.

CONFLICTO DE INTERESES. Los autores declaran no tener conflicto de interés.