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INTRODUCCIÓN
Según el Ministerio De Desarrollo Agrario y Riego, cada año en Perú se generan más de 7 millones de toneladas de residuos sólidos; de las cuales 6 mil toneladas corresponden al residuo arcilla residual y tan solo se cuenta con 64 rellenos sanitarios autorizados, siendo esta cantidad insuficiente para un total de generación de residuos sólidos; es por ello que en el marco de la Ley de Gestión Integral de Residuos Sólidos, se prioriza la valorización material consistente en el compostaje, reciclaje, entre otras; así como la valorización energética (1).
En Perú se percibe los efectos de la crisis internacional que ha repercutido en el incremento de los precios y su escasez de los fertilizantes químicos importados, por lo que para mitigar estos problemas se recurren a fertilizantes naturales tratados para complementar la acción fertilizante con algunos fertilizantes químicos de acuerdo, al respecto refieren que el incremento de los agroquímicos es a consecuencia de la crisis sanitaria ocasionada por la pandemia, COVID-19. Por otro lado, se afirma que el incremento de los costos de los combustibles fósiles por el conflicto geopolítico ruso-ucraniano (2).
También, es necesario mencionar que los fertilizantes sintéticos incrementaron su costo en estos últimos años y que el continuo uso de estos productos que contiene compuestos nitrogenados ha evidenciado que afectan a las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo; por lo que se genera residualidad de nitratos que con el agua se profundiza y genera contaminación de las aguas de la capa freática, lo cual afecta a otras zonas agrícolas, al respecto refieren que la eliminación de nitrógeno por extracción de la acción lixíviante del agua hacia los niveles profundos del suelo, a consecuencia de la existencia de raíces de la planta y a la naturaleza arenosa del suelo, procurándose deficiencia en la nutrición de la planta y la evidente contaminación ambiental (3).
Debido a esta situación es necesario buscar nuevas alternativas que tengan viabilidad técnica y económica y que se encuentren al alcance de los agricultores de la ciudad de Puerto Supe, como es el caso de elaboración de compost a base de residuos de tierra de blanqueo que es un residual solido de las fábricas aceiteras, cuando se realiza la operación de blanqueo del aceite con arcilla ácido activada y otros componentes auxiliares, obteniéndose un residual solido de la torta formada en los filtros prensa. Al respecto el comportamiento de consumir y desechar está cambiando y se comienza a visualizar a los residuos industriales como materiales con valor agregado que pueden ser aprovechados en distintos procesos y con ello promocionar economías secundarias a partir de las propiedades de los residuos (4).
El residual solido de tierra de blanqueo tiene en su composición arcilla ácido activada, aceite de pescado, carbón activado, y se encuentra apelmazado por lo se requiere disgregarlo y combinarlo con hierba seca y guano de cuy, para que alcance una densidad apropiada para su biodegradación, esta es una alternativa sostenible que puede reducir el costo de producción de las hortalizas, al mismo tiempo reducir la contaminación ambiental y obtener productos saludables y ecológico.
Los tratamientos físico-químicos involucran tanto los procesos físicos como químicos por los cuales se modifican las propiedades químicas o físicas de un residuo. Estos tratamientos pueden cumplir varias funciones en un sistema de gestión de residuos: 1) Permitir la recuperación de un compuesto para su posterior utilización como materia prima en otro proceso. 2) Separar los constituyentes peligrosos de la masa total del residuo. 3) Reducir la peligrosidad del residuo mediante la transformación de sus componentes, transformándolos en compuestos menos peligrosos o reduciendo su movilidad en el medio ambiente. Transformar el residuo en un material que cumpla con las condiciones para ingresar a otro sistema de tratamiento o al sistema de disposición final (5).
Las arcillas residuales en su mayoría son depositadas como residuos no aprovechables al relleno sanitario; y aproximadamente alrededor de 6 mil toneladas anuales de aceites y grasas se desperdician por estar contenidas en las arcillas residuales (6). Lo referido, sobre los residuos de la tierra de blanqueo tienen una disposición final contaminante que implica riesgos para la salud pública, por lo requiere darle alguna algún rehúso o reciclado a través de tratamientos para transformar su composición y darle propiedades químicas, físicas y biológicas para alguna aplicación, una alternativa que se plantea en la presente investigación es biodegradar a condiciones controladas la tierra de blanqueo conjuntamente con otros materiales para fomentar su biodegradación.
Por este motivo, se realiza la investigación sobre el aprovechamiento de compost a base de residuos de tierra de blanqueo para mayor rendimiento de betarraga en la ciudad Barranca, el objetivo fue determinar las dosis de adecuada de compost para el mayor rendimiento. Asimismo, esta investigación tiene el propósito de buscar nuevas alternativas sostenibles como es el uso de compost de tierra de blanqueo y la dosis adecuada que servirá como recomendación para los agricultores de la zona.
El reciclo de los residuos de tierras de blanqueo es para la elaboración de riboflavina (Vitamina B2), reemplazante de aceite de pescado en la propuesta nutritiva destinada a los peces, también en la producción de prebióticos, síntesis de biodiesel y agroquímicos (7). También se plantea que la tierra desaceitada puede reactivarse y volverse a utilizar en el blanqueo, mientras que el aceite recuperado puede ser usado para producir biodiesel, en la producción de jabón y la alimentación animal (4).
Se tiene la observación si en la composición química del compost obtenido, contiene níquel bio-disponible no puede ser usada para estos propósitos de compostaje (8).
MATERIALES Y MÉTODOS
El experimento se fundamentó en la investigación aplicada; puesto que mediante evaluaciones desde la siembra hasta la cosecha se determinó que dosis de compost a base de residuos de tierra de bloqueo se obtuvo mayor rendimiento. La población está referida a las plantas de betarraga que se siembra desde los 50 a 150 m.s.n.m. (metros sobre el nivel del mar); en lo cual los resultados se validaron. Para la muestra se tomó las plantas de los surcos centrales de cada parcela con la finalidad de evitar el efecto de borde. Por lo que, estas plantas se evaluaron desde la siembra hasta la cosecha y los datos se procesaron y analizaron.
Compostaje
Las variables fisicoquímicas que fueron consideradas son humedad, oxígeno, temperatura, pH, contenido en materia orgánica, contenido en nitrógeno y fósforo, relación C/N y actividad microbiológica. Este conjunto de variables permitió determinar la sucesión de etapas características del proceso de compostaje (8) y de acuerdo al Manual de Compostaje del Agricultor (9) a estas sugerencias para el compostaje de los residuos de filtración de tierra de blanqueo, hierbas secas y guano de cuy, se mantuvieron las condiciones controladas en valores de rango aproximados de humedad de 50-60 %, un pH 6.5-8 con el aporte de cal, temperatura de 45-60°C.
Tratamiento
Para establecer la dosis de compost a base de residuos de tierra de blanqueo que se detalla en la Tabla 1, se tomaron en cuenta el análisis de suelo, lo que emplean los agricultores que cultivan hortalizas que en promedio de 6 a 8 tn/ha y la recomendación de (10), quienes indicaron que la dosis de referencia de enmiendas orgánicas es de 4 a 8 t/ha de semicompost y de 6 a 12 t/ha de compost.
Análisis estadístico
Análisis de varianza
Obtenidos los datos de las parcelas demostrativas se procesaron por medio del análisis de varianza y el resultado se comparó con los valores de la tabla de Fisher al 5 % de error, lo que determinó la significancia; es decir se determinó el efecto de las dosis de compost. Este proceso se hizo en todas las características físicas del cultivo de betarraga.
Prueba múltiple de Duncan
Después de efectuar el análisis de varianza, los datos se procesaron con la prueba Múltiple de Duncan al 5 % de error lo que determinó si hubo homogeneidad o diferenciación en los promedios de tratamiento; para lo cual calificó por letras de abecedario. Asimismo, permitió destacar la dosis de compost adecuada de acuerdo a las características físicas de betarraga.
Técnicas de recolección de datos e instrumentos
Para la recolección de datos se empleó la técnica de observación y medición de las evaluaciones de las características físicas de la planta; es decir la altura, peso de planta, rendimiento, diámetro y concentraciones químicas en hojas por tratamiento. Para lo cual, se utilizaron instrumentos fichas, apuntes y materiales de laboratorio.
Procedimientos
Se elaboró el compost con los componentes de tierra de blanqueo, hierba seca y guano de cuy con un porcentaje en peso de 33-33% por cada componente, se dejó compostar por cuatro meses y durante este tiempo se removió cada semana hasta que se presente características físicas de granulado y color oscuro.
Luego se realizó la preparación de terreno de manera convencional; es decir usando maquinarias agrícolas y labores cultuales como riego de machaco y otros, tal como lo realizan los agricultores de la zona.
Se instaló las parcelas demostrativas empleando el modelo del diseño de bloques Completamente al azar los cuales se delimitaron 3 bloques y 5 tratamientos, asimismo se tomaron muestras de suelo que se llevó al Instituto Nacional de Innovación Agraria Huaral (INIA)-Huaral.
Seguido se aplicaron las dosis de compost entre medio de plantas a los 15 días después de la siembra de acuerdo a los tratamientos establecidos en la Tabla 1.
Durante el desarrollo de la planta se evaluaron las características físicas hasta la cosecha y los datos obtenidos se procesaron mediante análisis estadísticos, luego se tomaron muestras de hojas de cada tratamiento que se llevó al INIA-Huaral. Esto permitió conocer que concentración de nutriente influyen en el rendimiento.
Por último, se analizaron las estomas de las muestras de hojas de cada tratamiento en función al rendimiento, para lo cual se llevaron al microscopio de Barrido electrónico.
RESULTADOS
El aporte de tierra de blanqueo con otros componentes compostados se muestra en la Tabla 1, por otro lado, el análisis de suelo franco-arenoso se presenta en la Tabla 2, observándose una composición muy favorable para el desarrollo fisiológico del cultivo betarraga.
Se presenta las Tablas 3 y 4 correspondientes al análisis químico completo y de microelementos de los residuos de tierra de blanqueo, rastrojos y guano de cuy, a condiciones controladas de compostaje.
Análisis de concentración de nutrientes
De acuerdo al análisis foliar de las hojas de betarraga por tratamiento que se detalla en la Tabla 5, se aprecia que la mayoría de nutrientes sobresalieron en el T4 como nitrógeno, magnesio, azufre y micronutrientes como zinc, boro y molibdeno. Además, a esta dosis se obtuvo mayor rendimiento de betarraga. Por lo que quiere que a una adecuada dosis de compost se obtuvo la concentración de nutrientes que influyen y promueve reacciones bioquímicas que optimiza el rendimiento.
Características físicas
De acuerdo al análisis de varianza de las características físicas del cultivo de betarraga por tratamiento que se detalla en la Tabla 6, se determinó que no hubo efecto de dosis de compost a base de residuos de tierra de blanqueo, por lo que no influyeron en el rendimiento y calidad de fruto. Sin embargo, es necesario mencionar que el T4 destacó en rendimiento con relación a los demás tratamientos.
Análisis estomático por tratamiento
Con este análisis se pretendió establecer alguna relación entre las características morfológicas o de textura que presentan las hojas en su lado adaxial con respecto a los cinco tratamientos experimentados, con respecto a el rendimiento alcanzado en cada tratamiento tal como se muestra en la Tabla 7 y Figura 1.
DISCUSIÓN
Características físicas del cultivo betarraga después de la aplicación del abono a base de tierra de blanqueo
El cultivo de betarraga que se fertilizó de acuerdo a las dosis aplicadas a cultivo beterraga, que se muestran en la Tabla 1, se aprecian los resultados en las características físicas y químicas en las tablas 3,4 y 6, se aprecian valores normales en algunos casos elevados de concentración de nutrientes que al incorporarse al suelo favorece la disponibilidad de macronutrientes para la absorción de la planta, favoreciéndose su óptimo desarrollo fisiológico y vegetativo de la planta betarraga que se aprecia en la Tabla 5, se señala que no hubo significancia; es decir las dosis de abono preparado no influyeron; sin embargo, el tratamiento T4 con 73.42 tn/ha destacó en los tratamientos de los tres bloques experimentados.
Se observa que adición de compost a base de tierra de blanqueo, contribuyó con el aporte de macronutrientes: nitrógeno, fósforo, potasio y micronutrientes: Fe, Zn, Cu y Mn en el suelo, influyeron en el aumento de la biodisponibilidad de los nutrientes referidos, este aporte influyó finalmente en el desarrollo y rendimiento del cultivo beterraga. Por lo tanto, para cultivos de hortalizas como betarraga, zanahoria, rabanito, leguminosas y otros se requiere de 3 a 6 tn de compost/ha (11). Asimismo, es importante hacer notar que depende de otros factores en la aplicación de esta proporción de compost/tn, como son el tipo de suelo y cultivo.
Aporte del abono propuesto
Se logró reciclar un residuo de filtración en la decoloración del aceite de pescado (cuya disposición final es el medio ambiente) como un producto compostado que favorece la mitigación de la contaminación ambiental. Por otro lado, con este tratamiento biodegradativo controlado se promueve el reciclo o rehúso de residuos de la industria, resaltándose las de naturaleza alimenticia, por su contenido de materia orgánica biodegradable.
El propósito de adicionar el guano de cuy fue para mejorar el contenido de nitrógeno en el abono resultante, en lo referente a la adición de rastrojos fue darle la densidad aparente adecuada para el proceso de transformación biológica.
Se determinó en la propuesta de reciclar la tierra de blanqueo por compostaje, la obtención de un abono fertilizante. Se aplicó la dosis de 10 t/ha del compost propuesto, que resultó la más favorable que correspondió al mayor rendimiento alcanzado por el cultivo betarraga, que es el tratamiento T4, proyectándose una producción de 73.42 tn/ha, por lo que se concluye que al aplicar esta dosis de compost obtenido de la biodegradación de los residuos de filtración de tierra de filtración, mezclados con guano de cuy y rastrojos, se mejoró la fertilidad del suelo franco arenoso, un resultado comparable con el cultivo rabanito, se determinó que la mayor dosis se relacionó con el mayor rendimiento, que es el tratamiento T5, resultó un rendimiento de 5,11 t/ha, por lo que se infiere que al aplicar esta dosis de compost obtenido de la biodegradación de los RTB, guanos de cuy y rastrojos (12).
Se determinó a condiciones controladas de compostaje de los residuos de tierra blanqueo y otros componentes que son: pH, tiempo de compostaje, humedad, temperatura, frecuencia de volteo, observación de coloración y olor del material en proceso de compostaje.
También se observa que el aporte del abono propuesto, no se aprecia en toda su magnitud por la distorsión de los valores de los contenidos de nutrientes resultantes en los cultivos, que produce la calidad moderada del suelo agrícola utilizado, según se muestra su calidad nutriente en la Tabla 2. Este efecto señalado podría explicar los resultados del análisis estomático, que se muestra en la Figura 1, donde predomina la mayor densidad estomática en el tratamiento testigo T1, sin embargo, se aprecia irregularidades morfológicas en los estomas, aparte de ser pequeños respecto a lo resultados en los tratamientos T3, T4 y T5
CONCLUSIONES
Se concluye por el resultado del análisis de varianza de las características físicas del cultivo de betarraga por los valores de las características físicas de las plantas de betarraga que se aprecian en la tabla 6, se observa que no hubo efecto de dosis de compost propuesto, por lo se infiere que no existió efecto en el rendimiento del cultivo betarraga. Pero se precisa que el tratamiento T4 sobresalió en rendimiento con respecto a los tratamientos T1, T2, T3 y T5.
Se propone una alternativa ecológica con ventajas económicas, al reciclar un residuo de la industria aceitera, para que luego de un tratamiento biodegradativo se aplique a cultivos, reemplazando y/o complementando la aplicación de fertilizantes comerciales.
