unesco 2017 compostaje residuos agroindustriales
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Compostaje de Residuos Orgánicos Agroindustriales
Dr. Germán Tortosa
Grupo de investigación “Metabolismo del Nitrógeno”. Estación Experimental del Zaidín (EEZ), CSIC. Apartado Postal 419,
18080-GranadaEmail: [email protected]
http://www.compostandociencia.com
LIV Curso Internacional de Edafología y Biología
Vegetal
Granada, 28 de marzo de 2017
● Incremento exponencial de la población mundial en los últimos 60 años (ONU: 10 000 millones para 2050)
● Según la FAO, la producción de alimentos debe incrementarse en un 60% para 2015
● Paradoja: En la actualidad se desperdicia un tercio de los alimentos que producimos...
Materia orgánica
¿Por qué hemos llegado hasta aquí?
● Primera Guerra Mundial, bombas, fertilizantes y el proceso Haber-Bosh
● “Revolución verde”. Incremento en la utilización de:– Fertilizantes– Fitosanitarios– Antibióticos
● Generación de un aumento productivo notable productos agropecuarios y mejora del rendimiento para atender a la demanda
Materia orgánica
● Fertilización inorgánica vs fertilización orgánica ¿Cambio de paradigma?
● Limitaciones “revolución verde” – Pocos cultivos dan el máximo rendimiento– Uso en zonas agrícolas “ideales”– Pocos agricultores asumieron el coste de los
productos – Efectos medioambientales (Primavera
silenciosa, Rachel Carson, 1962)
● ¿Segunda revolución verde? – Incremento de la demanda de agroquímicos
más estable– Mantener o mejorar el rendimiento– Cambio de modelo orientado a la
sostenibilidad (Ecología) y a la equidad: todo tipo de suelos, climas, cultivos y agricultores
Una de las estrategias eficaces actualmente: ELEVAR CONTENIDO EN MO EN EL SUELO
Materia orgánica
● La materia orgánica (MO) en el suelo
● Factor limitante de la fertilidad
● Mejora propiedades físicas:– Estabilidad estructural (acción cementante)– Mejora la porosidad – Control de la temperatura y radiación
● Mejora propiedades químicas:
– Capacidad de cambio iónico– Capacidad tamponante– Procesos redox
● Mejora propiedades biológicas:– Biodiversidad
Materia orgánica
● Moderna sociedad de consumo:– Crecimiento demográfico– Desarrollo industrial y
producción de residuos (orgánicos e inorgánicos)
● Residuos orgánicos:– Sector primario: agrícolas,
ganaderos, forestales, etc.– Sector secundario:
industriales, agroindustriales, textiles, etc.
– Sector terciario: RSU, lodos de depuradora, etc.
Residuos orgánicos
26/03/17
RESIDUOS ORGÁNICOS:- GRAN IMPACTO AMBIENTAL- GRAN VOLUMEN DE PRODUCCIÓN TEMPORAL- FUENTE DE MATERIA ORGÁNICA- NECESIDAD DE TRATAMIENTO (COMPOSTAJE, VERMICOMPOSTAJE,
DIGESTIÓN ANAEROBIA, ETC.)
Residuos orgánicos
26/03/17
“La adaptación, en condiciones controladas, del proceso
natural de descomposición de la materia orgánica “
- Sencillo y tecnológicamente asequible- Proceso microbiológico- Temperatura, factor selectivo de microorganismos (eliminación de patógenos)- Aeróbico (proceso bioxidativo)- Liberación de vapor de aguaCO
2 y nutrientes
- Producto estable con características húmicas llamado COMPOST
Inicio del compostaje
8 semanas
Maduro
Compostaje
26/03/17
- El compostaje es una práctica milenaria
- Difícil atribuirle a una persona o sociedad- Asociado inicialmente a la agricultura- Primeras evidencias apuntan al Imperio Acadio (Mesopotamia, XXIV A.C.). Evidencias romanas, griegas y tribus de Israel:
- Marcus Cato (agricultor y científico)- Lucius Junio Moderatus Columea
(año 42) en sus “Doce libros de la agricultura“
- Biblia y Talmud (III A.C.-V D.C.)- Escritores árabes del siglo X-XII- Textos medievales y del Renacimiento
Compostaje
26/03/17
Ibn aI Awam (XI), Moses Maimonides (1135-1204), Miquel Agustí (XVII), Olivier de Serres (1600), Francis Bacon (1620), Emile Zola (1873), Victor Hugo (1862), Mahatma Gandhi (1869-1948),...
Shakespeare (1606) en Hamlet: “Do not spread the compost on the weeds, to make them ranker“
Los caballeros templarios españoles del siglo XIII hacen una descripción muy detallada de las técnicas del compostaje
Sir Albert Howard (1930), primer agrónomo que hizo la primera aproximación científica del compostaje. En 1940 publica “An Agricultural Testament“, con el que se inició el movimiento de agricultura ecológica...
Compostaje
26/03/17 USOS DEL USOS DEL
COMPOSTAJE COMPOSTAJE Y DEL COMPOSTY DEL COMPOST
(gracias al (gracias al conocimiento conocimiento
científico)científico)
26/03/17
- Mejora la calidad de un suelo (propiedades físicas, químicas y biológicas).- Materia orgánica como factor fundamental de la fertilidad.- Fuente de sustancias húmicas.- ¿Agricultura intensiva vs. abonado tradicional (orgánico)?- Reducir la contaminación ambiental por exceso de fertilización sintética
“Una agricultura respetuosa con el medio ambiente sin afectar al
rendimiento de la misma“
MO en agricultura
26/03/17
Otros usos
Compostaje de humanos: Urban Death Project http://www.urbandeathproject.org/
Estudiar el efecto positivo del compost de “alperujo” en plantas de pimiento.
Metabolismo oxidativo como indicador del desarrollo fisiológico
Evolución del metabolismo oxidativo como indicador del desarrollo
fisiológico de las plantas:
Especies reactivas de oxígeno (ROS) vs. antioxidantes
C DN DN+C0
10
20
30
40
Actividad catalasa en hojas
2º corte (104 días)
mic
rom
ol H
2O
2 m
in-1
mg
-1 p
rote
ína
Experimento Nº1: Cantidad de nitrógeno equivalente (orgánicoinorgánico)
Isoenzimas superóxido dismutasa (SOD) en hojasC DN DN+C C DN DN+C
78 días 104 días
C DN DN+C0
10
20
30
40
Actividad catalasa en hojas
1º corte (78 días)
mic
rom
ol H
2O
2 m
in-1
mg
-1 p
rote
ína
Experimento Nº2: Dosis compost creciente con igual nitrógeno inorgánico
Control C1 C2 C3
Desarrollo vegetal
1º corte (98 días)
PSPA (g)PSR (g)
Tratamientos
Pe
so (
g)
Control C1 C2 C302468
101214161820
Desarrollo vegetal
2º corte (127 días)
PSPA (g)
Pe
so (
g)
Control C1 C2 C30
10
20
30
40
50
60
70
80
Producción de frutos
2º corte (127 días)P
eso
fre
sco
(g
)
Control C1 C2 C30
20
40
60
80
Actividad catalasa en hoja
2º corte (127 días)
mic
rom
ol H
2O
2 m
in-1
mg
-1 p
rote
ína
Experimento Nº2: Dosis compost creciente con igual nitrógeno inorgánico
Control C1 C2 C30
20
40
60
80
Actividad catalasa en hoja
1º corte (98 días)
mic
rom
ol H
2O
2 m
in-1
mg
-1 p
rote
ína
Control C1 C2 C3
0
50
100
150
200
250
300
350
58 84 85
341
Un
ida
de
s S
OD
mg
-1 p
rote
ínaActividad catalasa en hojas
Actividad superóxido dismutasa (SOD) en hojas en el 1º corte (98 días)
Experimento Nº2: Dosis compost creciente con igual nitrógeno inorgánico
Control C1 C2 C30
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Peroxidación lipídica
98 días
127 días
nm
ol M
DA
g-1
0
50
100
150
200
250
300
Contenido en ascorbato (Vitamina C) en frutos
Control
C1
C2
C3
Tratamiento
mg
/ 10
0 g
pe
so fr
esc
o
Conclusiones1 El compost de “alperujo” en combinación con nitrato aumenta la actividad antioxidante en las plantas de pimiento sin que eso implique la generación de estrés oxidativo
2 El compost de “alperujo” favorece el desarrollo fisiológico de la planta, sobre todo en la primera cosecha
3 El compost de “alperujo” aumentó el ciclo de vida productivo de la planta de pimiento sin síntomas claros de estrés
4 El compost de “alperujo” puede aumentar la producción de fruto y su valor nutricional (mayor contenido en vitamina C)