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Revista Iberoamericana Ambiente & Sustentabilidad ISSN:
2697-3510 I e-ISSN: 2697-3529 I Vol. 8, 2025 DOI: https://doi.org/10.46380/rias.v8.e436 |
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Manejo sustentable de tierras y seguridad alimentaria |
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Evaluación de bacterias del género Bacillus en la calidad del compost, a partir de
residuos de hojarascas. Evaluation of bacteria of the genus Bacillus in the quality of compost, from leaf litter waste.
Avaliação de bactérias do gênero
Bacillus na qualidade de composto, a partir de resíduos de seravilha. |
Aron
Esneyder Polo Ganchozo Escuela
Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí Manuel Félix López, Ecuador aron.polo@espam.edu.ec Jessica Maribell Tuqueres Tacuri, María Fernanda Pincay Cantos
Artículo científico
Enviado: 22/8/2024 Aprobado: 26/3/2025 Publicado: 29/3/2025
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RESUMEN
En esta investigación se evaluó la incidencia del
género Bacillus en la calidad del compost de
hojarasca. Para tal efecto, se caracterizaron las propiedades
fisicoquímicas del material experimental, se seleccionó la materia orgánica y
se reactivaron las bacterias. Se emplearon cuatro tratamientos con cuatro
repeticiones cada uno. Se efectuaron análisis de madurez del compost mediante
la determinación de la humedad; asimismo, se aplicó la prueba de fitotoxicidad
a semillas de lechuga (Lactuca sativa) consideradas para el estudio. Los
resultados muestran que, la relación entre los parámetros analizados (temperatura,
humedad, pH, conductividad eléctrica y porcentaje de germinación) y los
tratamientos, presentan una interacción importante entre la calidad del
compost; además, el porcentaje de germinación, tiempo de germinación y longitud
de la raíz, evidencian que las bacterias utilizadas en la investigación no
tuvieron mayor impacto en el desarrollo de estas variables, ya que ninguno de
los factores o interacciones tuvo un efecto estadístico significativo. Se
concluye que, las bacterias juegan un rol esencial en el proceso de maduración
del compost, descomponiendo la materia orgánica en nutrientes más simples y
estables para la formación de humus, componente clave para la fertilidad del
suelo y el desarrollo de las plantas.
Palabras clave: acción enzimática, fitotoxicidad,
germinación, sustancias húmicas
ABSTRACT
In this research, bacteria of the Bacillus genus and their impact on the quality of the compost were evaluated. For this purpose, the physicochemical properties of the experimental material were characterized, the organic matter was selected and the bacteria were reactivated. 4 treatments with 4 repetitions each were used. Compost maturity analyzes were carried out by determining humidity; Likewise, the phytotoxicity test was applied to lettuce seeds (Lactuca sativa) considered for the study. The results show that the relationship between the analyzed parameters (temperature, humidity, pH, electrical conductivity and germination percentage) and the treatments present an important interaction between the quality of the compost; Furthermore, the germination percentage, germination time and root length show that the bacteria used in the research did not have a major impact on the development of these variables, since none of the factors or interactions had a significant statistical effect. It is concluded that bacteria play an essential role in the compost maturation process, decomposing organic matter into simpler and more stable nutrients for the formation of humus, a key component for soil fertility and plant development.
Keywords: enzymatic action, germination, humic substances, phytotoxicity
RESUMO
Nesta investigação foram avaliadas bactérias do género Bacillus e
o seu impacto na qualidade do composto. Para tal, foram caracterizadas as
propriedades físico-químicas do material experimental, selecionada a matéria
orgânica e reativadas as bactérias. Foram utilizados 4 tratamentos com 4
repetições cada. As análises de maturidade do composto foram realizadas através
da determinação da humidade; Da mesma forma, o teste de fitotoxicidade
foi aplicado às sementes de alface (Lactuca
sativa) consideradas para o estudo. Os resultados mostram que a relação
entre os parâmetros analisados (temperatura, humidade, pH, condutividade
elétrica e percentagem de germinação) e os tratamentos apresentam uma
importante interação entre a qualidade do composto; Além disso, a percentagem
de germinação, o tempo de germinação e o comprimento da raiz mostram que as
bactérias utilizadas na investigação não tiveram grande impacto no
desenvolvimento destas variáveis, uma vez que nenhum dos fatores ou interações
teve um efeito estatístico significativo. Conclui-se que as bactérias
desempenham um papel essencial no processo de maturação do composto, decompondo
a matéria orgânica em nutrientes mais simples e estáveis para a formação de
húmus, componente fundamental para a fertilidade do solo e o desenvolvimento
das plantas.
Palavras-chave:
ação enzimática, fitotoxicidade,
germinação, substâncias húmicas
INTRODUCCIÓN
La quema de residuos de hojarascas, a fin
de evitar su acumulación posterior a la cosecha, es una práctica habitual en
las zonas rurales (Stefan, 2018). En contraste, el Programa
de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (2020) resalta que, la quema
de estos residuos tiene impactos relevantes sobre los procesos ecológicos,
debido a la variabilidad de las estructuras del paisaje y las distintas
respuestas de la vegetación, por ello estos impactos van a depender de la intensidad,
frecuencia y duración de la quema; sin embargo, entre los efectos más conocidos
resaltan: pérdida de animales, pérdida de vegetación, degradación y erosión del
suelo, contaminación del agua, entre otros (Gonzáles, 2018).
La quema de residuos, aunque a menudo
subestimada, genera impactos ambientales significativos a largo plazo. Al
alterar la biodiversidad, los ciclos de nutrientes y los procesos ecológicos,
esta práctica puede tener consecuencias duraderas, especialmente en ecosistemas
sensibles (Comisión Económica para América Latina y el
Caribe [CEPAL], 2017). La frecuencia, intensidad y duración de las
quemas son factores clave que determinan la magnitud de estos impactos. Si bien
puede parecer una solución rápida para la gestión de residuos, es fundamental
evaluar cuidadosamente sus consecuencias ecológicas a largo plazo (Valdés et
al., 2019).
Para Vargas et al. (2019) el
desarrollo acelerado de la sociedad a nivel mundial ha ocasionado el incremento
de residuos sólidos, entre los que destacan residuos orgánicos derivados de la
actividad comercial, la industrias y los hogares. Según Musa et al.
(2020) estos residuos están compuestos por restos alimenticios como: frutos,
verduras, cáscaras; además de residuos de jardines, entre otros, cuya
disposición final incorrecta genera gases de efecto invernadero que afectan
directamente la calidad del aire. En conjunto estos desechos se componen por
celulosa y almidón, por lo que necesitan de la acción enzimática de la amilasa
y celulasa para su descomposición en moléculas simples (Al Dhabi
et al., 2019). De acuerdo a Ballesteros et al. (2017) el género
Bacillus comprende un grupo de especies
bacterianas filogenéticas y fenotípicas, que se caracterizan por ser Gram
positivas, de forma bacilar, aerobias estrictas o anaerobias facultativas, que
en condiciones estresantes forman una endospora central que deforma la
estructura de la célula (Pedraza et al., 2019); resistente a la
desecación, a los desinfectantes y a las altas temperaturas, que les permiten
ser usadas durante la fase termófila del compostaje (Vásquez y Millones, 2023).
Reyes et al. (2018) exponen que
la aplicación de celulasa en el compostaje por medio de las bacterias,
contribuye en la mejora de la degradación de la celulosa; en donde la
producción de enzimas está controlada por los microorganismos, por lo que se
deben considerar análisis de pH, temperatura, período de incubación, fuentes de
carbono y nitrógeno, a fin de mejorar la productividad de las enzimas (Akintola et al., 2021). Las bacterias del género Bacillus desempeñan un papel crucial en el
compostaje, especialmente aquellas capaces de degradar almidón. Estas bacterias
poseen enzimas que rompen los enlaces del almidón, convirtiéndolo en compuestos
más simples que pueden ser utilizados por otros microorganismos. Si bien los
hongos son conocidos por su eficiencia en la activación del compost, las
bacterias, particularmente Bacillus, Pseudomonas
y Cellulomonas, han ganado interés debido a su
rápido crecimiento y capacidad de degradar una amplia variedad de sustratos (Ni'matuzahroh et al., 2023).
Como ya se ha mencionado, las bacterias
del género Bacillus desempeñan un papel
fundamental en el proceso de compostaje, especialmente en la degradación de la
celulosa, un componente principal de la materia orgánica. Estas bacterias
contribuyen a la formación de sustancias húmicas, enriqueciendo el compost y
mejorando su calidad como fertilizante (Reyes et al., 2018). Este
estudio, se centra en analizar la influencia de Bacillus
wiedmannii y Bacillus
albus en la calidad del compost elaborado a
partir de residuos de hojarasca de caoba y cítricos, con el objetivo de
promover prácticas agrícolas más sostenibles y amigables con el medio ambiente.
En otras palabras, la utilización de residuos
de hojarascas para la producción de compost es una práctica sostenible que
contribuye a la gestión de desechos y a la mejora de la calidad del suelo; en
este contexto, la incorporación de bacterias específicas, como Bacillus wiedmanii,
ha demostrado ser beneficiosa debido a su capacidad para descomponer materia
orgánica de manera eficiente (Ballesteros et al., 2017). B. wiedmanii es conocido por su potencial en la
biodegradación y mineralización de residuos orgánicos, lo que facilita su
transformación en un compost de alta calidad; su actividad enzimática robusta
permite la descomposición de compuestos lignocelulósicos complejos, comunes en
los desechos de origen forestal, mejorando así la tasa de degradación y la
estabilidad del compost final (Ni'matuzahroh et al.,
2023).
Por otro lado, Bacillus
albus es otra bacteria prometedora en el proceso
de compostaje, pues este microorganismo se destaca por su capacidad para
producir metabolitos secundarios y enzimas que favorecen la descomposición de
la materia orgánica, incrementando la eficiencia del compostaje. B. albus también contribuye a la supresión de patógenos y
al equilibrio microbiano del compost, lo que resulta en un producto final más
seguro y saludable para el uso agrícola (Villareal et al., 2018). La
investigación en la aplicación de este tipo de bacteria en el compostaje de
residuos orgánicos busca optimizar las condiciones de descomposición y mejorar
la calidad del compost, promoviendo así prácticas agrícolas más sostenibles y
respetuosas con el medio ambiente (Morocho y Leiva, 2019).
En consecuencia, el estudio de B. wiedmanii y B. albus en
el compostaje de residuos de hojarascas es esencial para determinar cuál de
estas bacterias, o su combinación, ofrece los mejores resultados en términos de
calidad del compost. Evaluar su eficacia en la descomposición de materiales
lignocelulósicos, su capacidad para suprimir patógenos y su impacto en las
propiedades físicas y químicas del compost es fundamental para optimizar el
proceso de compostaje (Vásquez, 2022). Estos estudios no solo contribuyen a la
ciencia del compostaje, sino que también tienen implicaciones prácticas en la
gestión de residuos orgánicos y la producción de enmiendas orgánicas de alta
calidad, beneficiando así tanto al medio ambiente como a la agricultura
sostenible (Castillo, 2020).
MATERIALES Y MÉTODOS
El presente estudio, llevado a cabo en
la Unidad de Investigación y Vinculación (UDIV) del Bosque Politécnico de la
ESPAM MFL, tuvo como objetivo principal evaluar el potencial de las bacterias
del género Bacillus en los procesos de
descomposición de la materia orgánica en compost. Se analiza el efecto de la
inoculación con especies de Bacillus sobre
parámetros como la pérdida de masa, la temperatura, el pH y la concentración de
nutrientes en el compost.
Para este trabajo, se consideró un
diseño de bloques bifactorial, tabla 1:
Tabla 1. Diseño experimental.
|
Nomenclatura |
Tratamiento |
Repeticiones |
Estiércol (kg) |
Hojarascas (kg) |
|
T1 |
A1 (hojarascas caoba) B1 (Bacillus wiedmanii) |
4 |
7,5 |
35 |
|
T2 |
A1 (hojarascas caoba) B2 (Bacillus albus) |
4 |
||
|
T3 |
A2 (hojarascas cítricas) B1 (Bacillus wiedmanii) |
4 |
||
|
T4 |
A2 (hojarascas cítricas) B2 (Bacillus albus) |
4 |
||
|
|
Total |
16 |
120 |
560 |
Fuente: Elaborada por los autores.
Caracterización de las propiedades físicas y químicas de la hojarasca
Se inició con la revisión bibliográfica
acerca de las características más relevantes de las hojarascas caoba y
cítricos; pues, como lo menciona (Guirao, 2015) este procedimiento es
fundamental en la primera etapa de toda investigación, ya que permite la identificación
de lo que se sabe y de lo que se desea conocer sobre el objeto de estudio. Para
la caracterización física y química de la biomasa se tomó una muestra
representativa de las hojas de caoba y hojas de cítricos a las cuales se
determinó la densidad aparente, el pH, la conductividad eléctrica (C.E.) y los
porcentajes de P, K, Ca y Mg (Herrera-Rengifo et al., 2020), según se
muestra en la tabla 2.
Tabla 2. Parámetros físicos.
|
Parámetros físicos |
Métodos |
Materiales |
Fuente |
|
pH |
Electrométrico |
pH-metro |
(Herrera-Rengifo et al., 2020) |
|
Conductividad eléctrica |
Electrométrico |
Conductímetro |
|
|
Calcio |
Colorimetría |
Bureta |
|
|
Magnesio |
Colorimetría |
Bureta |
|
|
Fósforo |
Colorimetría |
Espectrofotómetro |
|
|
Potasio |
Colorimetría |
Espectrofotómetro |
|
|
Densidad |
Picnómetro |
Picnómetro |
Fuente: Elaborada por los autores.
Reactivación de las bacterias del género Bacillus.
Se consideraron bacterias del género Bacillus, presentes en el banco de muestras de la
ESPAM MFL, obtenidas a partir de la expedición realizada a la Antártida en el
año 2014 y conservadas a una temperatura de -20°C. Cabe indicar que el uso de
las bacterias B. albus y B. wiedmannii, resultó por referencia a lo expuesto por
(Morocho y Leiva, 2019), quienes alegan que el uso de estas bacterias mejora la
calidad del compost elaborado a partir de residuos agrícolas. Las bacterias se
reactivaron en medio líquido (Agua peptona) 40 ml y 10 ml de melaza por 48
horas a 37ºC, para luego ser diluido en 5 L de melaza y 10 L de agua, sellando
herméticamente el recipiente por cinco días para su posterior aplicación a las
unidades experimentales (Torres, 2016).
Figura 1. Morfología de Género Bacillus: A. Bacillus wiedmanii, B. Bacillus albus.
Fuente: Elaborada por los autores.
Para la elaboración del compost se utilizaron
residuos de hojarasca de caoba y cítricos, los cuales fueron triturados
mecánicamente hasta obtener partículas de aproximadamente 1 cm. Estos
materiales se mezclaron en una proporción de 7:3 con estiércol, proporcionando
así una fuente de carbono y nitrógeno para los microorganismos del compostaje
(tabla 1). Se llenaron 16 tinas con los residuos correspondientes a las
repeticiones propuestas, luego se mezcló hasta que quedó homogénea y se
procedió a regarlo una vez por semana. Esta mezcla se realizó una vez a la
semana, adaptada a la técnica de sistemas abiertos o pilas, de
acuerdo a la metodología sugerida por Román et al. (2013) en el
Manual de Compostaje del Agricultor, por medio del siguiente proceso:
Se limpió el área donde se ubicaron
tinas de composteras, asegurando la eliminación de cualquier elemento que
pudiera afectar el proceso de compostaje. Se utilizaron tinas de 70 cm de
diámetro por 50 cm de alto. Los sustratos fueron homogenizados en un lugar
aparte para luego ser depositados en las tinas, los cuales fueron amontonados y
tuvieron un volumen de 42,5 kg por cada tratamiento, dando una altura de 1m
cada pila.
Se aplicaron bacterias del género Bacillus, 2 L durante la primera semana; para ello,
se inocularon las bacterias y se mezclaron con agua, luego esta mezcla se
agregó a la pila del compost. Posteriormente, se revolvió bien para distribuir
las bacterias de modo uniforme, lo cual también ayuda a oxigenar la pila, lo
que es esencial para los microorganismos aeróbicos.
Se procedió a cubrir las tinas con
plástico negro con la finalidad de incrementar una mayor capacidad de calor y
por ende un mayor proceso de descomposición de la materia orgánica. El volteo
de cada pila se lo realizó manualmente con una frecuencia semanal durante tres
meses; este tiene como objetivo ayudar que el metabolismo aeróbico cumpla con
el proceso de forma homogénea, permitiendo una temperatura uniforme (Orozco et
al., 2019).
Análisis de la madurez del compost por medio del establecimiento de
parámetros fisicoquímicos.
Consistió en tomar una muestra de 5 kg
del compost para ser evaluado. Asimismo, se determinaron otros parámetros como:
temperatura, humedad, pH, conductividad eléctrica y porcentaje de germinación.
Otros análisis realizados se describen a continuación:
Temperatura: Se midió por medio de un termómetro manual (32 a 42 °C), en el horario de
13:00 los lunes, miércoles y viernes durante dos semanas. Esta práctica se
efectuó con el fin de establecer la variación de temperatura desde el primer
día, tal como lo establece Tovar (2013).
Humedad: Se inició con la toma del peso inicial
del recipiente vacío (previamente tarado), luego se pesó aproximadamente 1 g de
muestra por cada tratamiento y se registró el peso del recipiente junto con la
muestra; seguidamente se colocaron en una estufa de aire a 105 °C por 12 h. Una
vez transcurrido este tiempo, se llevaron las muestras al desecador, se dejaron
enfriar y se volvió a tomar el peso de los recipientes junto a las muestras
secas (Aulestia, 2022). Los valores obtenidos se calcularon por diferencia de
peso, tomando en consideración la siguiente ecuación establecida por este mismo
autor:
Donde:
Prms: Peso en gramos (g) del recipiente
junto a la muestra seca.
Prmh: Peso en gramos (g) del recipiente
junto a la muestra húmeda.
Pr: Peso en gramos (g) del recipiente
vacío.
El pH fue evaluado
por medio de la potenciometría en agua relación 1:2, haciendo uso de un pHmetro marca Hanna Instruments modelo pH211; tomando como
referencia lo que indican Rivas y Silva (2020). Para esta práctica se colocó
una pequeña cantidad de la muestra de compost (aproximadamente una taza) en un
recipiente limpio y se añadió una cantidad igual de agua destilada al compost
(una taza de agua por cada dos de compost). Se mezcló bien la solución con una
espátula y se dejó en reposo durante 15 minutos, a fin de que los componentes
del compost se disolvieran en el agua. Se sumergió el electrodo del pHmetro en la solución previamente mezclada y se dio paso a
la lectura del resultado.
La conductividad eléctrica se evaluó por medio del método de conductimetría, utilizando un
conductímetro de marca Hanna Instruments modelo DiST
3 y siguiendo el procedimiento que refieren Rivas y Silva (2020) en su trabajo
acerca de la calidad fisicoquímica de tres compostajes.
Prueba de fitotoxicidad en semillas de lechuga.
Se aplicó la prueba de fitotoxicidad por
medio de la evaluación de la germinación y el crecimiento del cultivo en
estudio, haciendo uso de la metodología establecida por García et al.
(2014), en la que se efectuó el siguiente procedimiento:
Se emplearon recipientes de vidrio de 15
cm de altura y 8 cm de ancho, se añadieron de forma independiente 250 g de
suelo y 250 g de compost. Tanto el suelo como el compost fueron previamente
tamizados con un diámetro aproximado de 10 mm y humedecidos con agua potable
hasta alcanzar la humedad óptima. El test se realizó
por duplicado para cada caso. Las semillas de lechuga se colocaron sobre discos
de algodón de 5,7 cm de diámetro, humedecidos con agua destilada. Se colocaron
en los sistemas de forma tal, que no exista contacto directo entre el disco y
el sustrato, ya fuera suelo o compost según el caso en estudio.
Los recipientes se taparon y se dejó un
espacio de 1 cm entre la tapa y la boca del recipiente; colocándose en un lugar
seco y claro, a temperatura ambiente durante siete días (fotoperiodo de 14
horas luz y 10 horas oscuridad). Durante ese período se observó cómo ocurría el
proceso de germinación en todos los tratamientos. Las plantas crecidas se
observaron detenidamente para determinar si existían problemas con su
desarrollo; además, se evidenció si existía necrosis o clorosis en las hojas.
Las plantas que crecieron se cortaron exactamente entre la raíz y el tallo,
para medir su longitud y se compararon entre todos los tratamientos.
Valoración de la calidad del compost.
Se la realizó a través de la
determinación de su madurez, tomando en cuenta lo dispuesto por la normativa
chilena NCh 2880 para cumplir con los requisitos de
madurez en un compost; la cual indica lo siguiente: La relación C/N debe ser
menor o igual a 30; caso contrario el compost se considera inmaduro y no se le
aplica otro ensayo. Se deben presentar niveles dentro de los rangos
establecidos para compost maduro en dos ensayos elegidos aleatoriamente, entre
los del grupo 1 y del grupo 2.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Análisis de la madurez del compost por medio del establecimiento de
parámetros fisicoquímicos.
Temperatura
En cuanto a los datos de la evolución de
la temperatura en el periodo de estudio, se evidenciaron varios patrones
similares en todos los tratamientos (figura 2).
Figura 2. Variación de la temperatura en los
tratamientos, durante el periodo de estudio
.
Fuente: Elaborada por los autores.
Como se observa en la figura 2, el T1 presentó
un valor inicial de 28.19 °C manteniéndose constante hasta la semana cuatro, a
partir de este periodo la temperatura alcanzó un aumento notable de 65.40 °C en
la semana cinco, seguido por un aumento a 80.21 en la semana seis y un máximo
de 81.92 °C en la semana siete. No obstante, después de ese incremento, los
valores descienden drásticamente a 27.15 en la semana 10, estabilizándose en un
rango de 29.35 en la semana 14. Por su parte, el T2 inicia en 29.72 °C,
presentando una leve disminución a 28.13 °C en la semana tres; similar al T1
experimenta un aumento significativo en la semana cinco de 65.28 °C y alcanza
80.96 °C en la semana seis, llegando a 82.33 en la semana siete.
Después de estos incrementos, la
temperatura disminuye a 26.97 °C en la semana 10 y finaliza en 28.91 °C;
mientras que, el T3 comienza con 28.27 °C y presentando un ligero aumento en
las primeras semanas, al igual que los otros tratamientos alcanza 65.28 °C en
la semana cinco y 82.13 °C en la semana siete. Sin embargo, la temperatura
desciende a 26.46 °C en la semana 12, hasta terminar en 28.33 °C. Finalmente,
el T4 comienza en 28.75 °C y muestra una disminución gradual, alcanza 65.64 °C
en la semana cinco y un máximo de 82.08 °C en la semana siete, después
disminuye notablemente a 26.00 °C en la semana 10 y finaliza en 28.84 °C.
Fallas (2016) expone que, en el caso
específico de mantener temperaturas similares en el compost, esta uniformidad
sugiere que los tratamientos fueron sometidos a condiciones comparables a lo
largo del estudio lo cual es crucial para minimizar variables externas que
podrían sesgar los resultados y afectar la interpretación de los datos. Al
contrario, Álvarez et al. (2021) afirman que es importante destacar que
la presencia de picos inusuales en la temperatura de ciertos tratamientos, en
momentos específicos del experimento; merece una atención especial, pues dichos
picos indican la presencia de condiciones atípicas que están afectando la
temperatura del compost en periodos particulares.
pH
En correspondencia al pH analizado
(figura 3) durante el periodo de estudio, este presentaron
variaciones significativas en cada uno de los tratamientos, como se observa a
continuación:
Figura 3. Variación del pH en los
tratamientos, durante el periodo de estudio
.
Fuente: Elaborada por los autores.
En la figura 3, sobre la variación del pH
durante el periodo de estudio, se registraron diferentes tendencias y
variaciones en los valores. En la primera semana, el T1 comienza con un valor
de 6.20; sin embargo, a medida que avanzan las semanas se presentan variaciones
alcanzando un máximo de 6.98 en la semana 13, luego logra una estabilización de
6.96 en la semana 14. Por otro lado, el T2 inicia con un pH de 5.86 en la
semana uno con variaciones constantes hasta alcanzar un valor de siete en la
semana 13, evidenciando un aumento progresivo en el pH. Mientras tanto, el T3
empezó con un valor de 6.58, con un aumento gradual hasta alcanzar un valor de
siete en la semana 13; no obstante, en la semana 14 hay una ligera caída a
6.84. Por último, el T4 tuvo un valor inicial de 5.81, siendo este el valor más
bajo entre los demás tratamientos y también muestra un aumento inicial similar
al T2, aunque sus valores fluctúan más llegando a siete en la semana 13, hasta
disminuir a 6.81 en la última semana.
Según Monge (2023) las condiciones
iniciales de los experimentos tienen gran impacto sobre el pH de un compost,
pues factores como temperatura, humedad, presencia de microorganismos y
composición de los materiales, influyen en el proceso de descomposición y por ende, en la variación del pH resultante. Por su lado,
Gutiérrez (2018) expresa que el compostaje es un proceso dinámico que involucra
la actividad de una amplia gama de microorganismos, los cuales pueden producir
ácidos y bases como subproductos de sus actividades metabólicas; por dicha
razón, es natural esperar variaciones en el pH a medida que estos
microorganismos interactúan con los materiales orgánicos. Jódar (2017) menciona
que, aunque exista cierta variación en el pH durante el proceso de compostaje,
valores extremadamente altos pueden indicar desviaciones no deseadas en el
proceso.
Fertilidad
Respecto a la evaluación de la
fertilidad en el periodo de estudio, en cada uno de los tratamientos esta
variable presentó variaciones significativas (figura 4).
Figura 4. Variación de
la fertilidad en los tratamientos, durante el periodo de estudio.
Fuente: Elaborada por los autores.
En el parámetro fertilidad se observa
que el T1 empieza con una fertilidad de cinco y presenta variaciones notables
hasta descender a 3.83 en la semana 10, regresando a su valor inicial en la
semana 12 y terminando con un valor final de cinco en la semana 14. Por otro
lado, el T2 presentó un valor inicial de 5.13, presentando una caída de 3.59 en
la semana dos; las siguientes semanas muestran un ligero aumento alcanzando
4.29 en la semana 12 antes de terminar en 4.88, mostrando una tendencia de
aumento. Mientras tanto, el T3 inicia con un valor de cinco y disminuye a 3.75
en la semana nueve; no obstante, muestra un aumento notable a 4.88 en la semana
12 y finaliza en 5.83 en la semana 14, siendo este el valor de fertilidad más
alto en comparación con los demás tratamientos.
Finalmente, el T4 empieza con un valor de 4.88 y desciende a 3.56 en la semana
nueve, similar al T3. En consecuencia, el incremento de los valores es más
moderado, alcanzando 4.92 en la semana 12 y finalizando con un valor de 5.13.
Para Román et al. (2013) la
disminución inicial en la fertilidad del compost, seguida de un ligero aumento,
significa que se está dando un proceso de compostaje controlado, ya que es
común que la actividad microbiana sea alta en las primeras semanas del
experimento, lo que puede llevar a una descomposición acelerada de la materia
orgánica. Sin embargo, Pastor (2019) sostiene que a medida que avanza el
proceso de compostaje y los microorganismos descomponedores hacen su trabajo,
la liberación de nutrientes aumenta nuevamente, lo que podría explicar el
posterior aumento en la fertilidad. Por el contrario, Acosta y Peralta (2015)
formulan que a pesar de que se haya observado una estabilización en la
fertilidad del compost hacia el final del periodo de estudio, las variaciones
en el tiempo indicarían que el proceso de compostaje aún no ha alcanzado un
estado de equilibrio completamente deseable.
Prueba de fitotoxicidad en semillas de lechuga.
Los resultados de la germinación de las semillas
a través del Análisis de Varianza permitieron evaluar la influencia de los
factores y los tratamientos de cada uno de los parámetros analizados: número de
semillas germinadas, tiempo de germinación y longitud de la raíz; resultados
que son presentados a continuación:
Porcentaje de germinación
El análisis de varianza aplicado al
parámetro porcentaje de germinación, se expone en la tabla 3.
Tabla 3. ANOVA
porcentaje de germinación.
|
Análisis de Varianza para Porcentaje de Germinación – Suma de Cuadrado
Tipo III |
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|
Fuente |
Suma de Cuadrados |
G1 |
Cuadrado Medio |
Ración- F |
Valor-P |
|
Efectos Principales |
|
|
|
|
|
|
A.F Hojas |
13,2678 |
1 |
13,2678 |
0,03 |
0,8759 |
|
B.F Bacterias |
621,38 |
1 |
621,38 |
1,19 |
0,2964 |
|
Interacciones |
|
|
|
|
|
|
AB |
113,156 |
1 |
113,156 |
0,22 |
0,6496 |
|
Error |
6255,49 |
12 |
521,291 |
|
|
|
TOTAL |
7003,29 |
15 |
|
|
|
Fuente: Elaborada por los autores.
La tabla 3 ilustra cómo el ANOVA descompone
la variabilidad en el porcentaje de germinación en función de diversos
factores. Al utilizar la suma de cuadrados Tipo III (por defecto), se calcula
la contribución de cada factor considerando los efectos de los demás factores. Los valores de significancia
estadística de cada factor se evalúan mediante el valor P. Con un nivel de
confianza del 95%, ninguno de los factores o interacciones muestra un efecto
estadísticamente significativo sobre el porcentaje de germinación, ya que todos
los valores P son superiores a 0.05.
Según estos resultados, la falta de
evidencia estadística para respaldar la influencia de las especies B. Wieldemanii y B. Albus en la germinación de
semillas es notable en los tratamientos estudiados; siendo así que, González et
al. (2018) expresan que la nula significancia estadística entre los
tratamientos analizados implica que no existen diferencias marcadas en la
germinación de las semillas; no obstante, otros estudios han demostrado que
algunas especies de Bacillus, incluidas cepas
de B. albus, tienen efectos positivos en el
crecimiento de las plantas al promover la germinación de semillas y mejorar la
salud de las plántulas.
Tiempo de germinación
El análisis de varianza aplicado al parámetro
tiempo de germinación determinó lo siguiente (tabla 4).
Tabla 4. ANOVA tiempo de
germinación.
|
Análisis de varianza para la duración de la germinación – Suma de
Cuadrados Tipo III |
|||||
|
Origen |
Suma de Cuadrados |
G1 |
Cuadrado Medio |
Ración- F |
Valor-P |
|
Impacto Principal |
|
|
|
|
|
|
A.F Hojas |
0,5625 |
1 |
0,5625 |
1,00 |
0,3370 |
|
B.F Bacterias |
0,0625 |
1 |
0,0625 |
0,11 |
0,7446 |
|
Interacciones |
|
|
|
|
|
|
AB |
0,0625 |
1 |
0,0625 |
0,11 |
0,7446 |
|
Error |
6,75 |
12 |
0,563 |
|
|
|
TOTAL |
7,4375 |
15 |
|
|
|
Fuente: Elaborada por los autores.
La tabla 4 presenta un análisis de
varianza (ANOVA) que descompone la variabilidad en el tiempo de germinación en función
de varios factores. Utilizando la suma de cuadrados del Tipo III
(predeterminada), la contribución de cada factor se evalúa eliminando el efecto
de otros factores. El valor P se emplea para determinar la significancia
estadística de cada factor. Dado que todos los valores P son superiores a 0,05,
ninguno de los factores ni interacciones muestra un efecto estadísticamente
significativo sobre el tiempo de germinación con un nivel de confianza del 95%.
Los hallazgos de Dueñas (2020) indican
que, bajo las condiciones experimentales establecidas, no se encontró evidencia
estadísticamente significativa para apoyar la hipótesis de una relación entre
las variables estudiadas. Estos resultados sugieren la necesidad de explorar
otras variables o diseñar experimentos con mayor poder estadístico. Desde su
punto de vista, Rodríguez (2019) indica que al no ser significativos los
efectos de las especies B. Wieldemanii y B.
Albus, se refuerza la idea de que estas variables no influyen en el tiempo
de germinación, lo que sugiere que otros factores están jugando un papel más
importante en la viabilidad de esta variable, pues se conoce que las Bacillus pueden acelerar el tiempo de germinación al
promover condiciones favorables para el desarrollo de las semillas, como la
descomposición de materia orgánica y la disponibilidad de nutrientes.
Figura 5. Germinación de las semillas de
lechuga.
Fuente: Elaborada por los autores.
Longitud de la raíz
El análisis de varianza aplicado al
parámetro longitud de la raíz se muestra en la tabla 5 a continuación:
Tabla 5. ANOVA
longitud de la raíz.
|
Análisis de Varianza de Longitud - Suma de Cuadrados Tipo III |
|||||
|
Referencia |
Suma de Cuadrados |
G1 |
Cuadrados Medios |
Ración- F |
Valor-P |
|
Principales efectos |
|
|
|
|
|
|
A.F Hojas |
2,41026 |
1 |
2,41026 |
1,35 |
0,2674 |
|
B.F Bacterias |
0,195806 |
1 |
0,195806 |
0,11 |
0,7460 |
|
Interacciones |
|
|
|
|
|
|
AB |
0,191406 |
1 |
0,1914061 |
0,11 |
0,7488 |
|
Error |
21,384 |
12 |
1,782 |
|
|
|
TOTAL |
24,1814 |
15 |
|
|
|
Fuente: Elaborada por los autores.
La tabla 5 ilustra cómo el ANOVA
descompone la variabilidad en la longitud en función de diversos factores.
Utilizando la suma de cuadrados del Tipo III (por defecto), se calcula la
contribución de cada factor al eliminar los efectos de los demás. La significancia
estadística de cada factor se evalúa mediante los valores P. Dado que todos los
valores P son superiores a 0,05, ninguno de los factores ni sus interacciones
tienen un efecto estadísticamente significativo sobre la longitud con un nivel
de confianza del 95%.
Según estos datos, es importante
reconocer que el valor p no solo significa que las variables tengan un nulo efecto
sobre los tratamientos, sino también, que los resultados derivan de otros
factores no considerados en el estudio (Molina, 2017). Adicionalmente, De la
Cruz et al. (2015) señalan que el hecho de que los efectos de las
especies en estudio no sean significativos, puede deberse a la variabilidad
natural en las respuestas de las plantas a diferentes condiciones ambientales o
a la metodología utilizada en la investigación.
Figura 6. Medición de la raíz.
Fuente: Elaborada por los autores.
Valoración de la calidad del compost.
Por otra parte, se efectuó la comparación
de los resultados obtenidos de los análisis de laboratorio con cada uno de los
parámetros propuestos por la normativa chilena para compost; la cual se
encuentra regulada principalmente a través de diversas leyes, decretos y
normativas técnicas que buscan establecer los requisitos y condiciones para la
producción, comercialización y uso del compost. En la tabla 6 se exponen los
datos de mayor relevancia:
Tabla 6. Comparación de
resultados con normativa chilena.
|
Parámetros |
Límites según norma chilena NCh 2880 |
||
|
Clase A |
Clase B |
Compost analizado |
|
|
pH |
5,0 – 7,5 |
5,0 – 8,5 |
8,3 |
|
DA (g/cm2) |
3 |
>5 |
0,41 |
|
C.E (dS/m) |
3 |
<8 |
20,64 |
|
M.O |
≥45 |
≥25 |
30,03 |
|
N (%) |
>8 |
|
0,95 |
|
P (%) |
>0,1 |
<0,1 |
0,27 |
|
K (%) |
>1 |
|
1,59 |
|
Ca (%) |
>1 |
|
2,11 |
|
Mg (%) |
>1 |
|
0,42 |
|
Zn (ppm) |
200 |
2000 |
61,5 |
|
Cu (ppm) |
100 |
1000 |
26,5 |
|
Cd (mg kg-1) |
2 |
8 |
0,76 |
|
Pb (mg kg-1) |
100 |
300 |
22,15 |
|
C/N |
≥25 |
≥30 |
18,38 |
Fuente: Elaborada por los autores.
En la tabla 6, se evidencia la comparación
entre los resultados obtenidos del compost en estudio y los parámetros
establecidos por la normativa chilena, en donde la clase A hace referencia a un
compost de alta calidad; es decir, apto para uso en agricultura y jardinería
sin restricciones. Por su lado, la clase B corresponde a una calidad aceptable,
en donde el compost puede ser utilizado en áreas verdes y paisajismo, pero con
algunas restricciones.
Básicamente, los datos generados en el
laboratorio reflejan que el compost elaborado pertenece a la clase B según los
límites permisibles de la normativa chilena; no obstante, algunos parámetros se
encuentran por debajo de ambas clasificaciones, pudiendo otorgarse a una clase
y calidad de compost aún más baja. Al respecto, Vargas et al. (2019)
señalan que la superación de los límites establecidos para ciertos
contaminantes o la deficiencia en nutrientes esenciales puede relegar a un
compost a una categoría inferior, afectando su aplicabilidad y beneficios
potenciales.
En este contexto, Delgado y García
(2023) destacan que la normativa chilena clasifica el compost en clases A y B,
dependiendo de sus propiedades fisicoquímicas y microbiológicas, siendo la
clase A la de mayor calidad. Según esta clasificación, los compost clase A
deben cumplir con estrictos límites en cuanto a la presencia de metales
pesados, patógenos y contenido de materia orgánica, entre otros parámetros
(Cevallos y Sánchez, 2022). En definitiva, la normativa chilena para compost
está diseñada para garantizar que el compostaje se realice de manera segura y
efectiva, promoviendo la valorización de residuos orgánicos y protegiendo el
medio ambiente y la salud pública.
CONCLUSIONES
El papel de las bacterias es crucial en el proceso de compostaje. La
actividad metabólica de estos microorganismos, especialmente durante la
descomposición de la materia orgánica, genera ácidos orgánicos y amoníaco, lo
que explica los cambios observados en el pH del compost. Además, la
mineralización de nutrientes por parte de las bacterias mejora la calidad del
compost como fertilizante.
Los resultados obtenidos en este estudio no mostraron un efecto
significativo de las bacterias inoculadas en el porcentaje de germinación,
tiempo de germinación y longitud de raíz.
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