Liquid digestate features as fertilizer: carbon fractions, phytotoxicity and microbiological analysis

• María Rosa Yagüe ^[1] ; María del Carmen Lobo ^[1]
  1. [1] Instituto Madrileño de Investigación y Desarrollo Rural, Agrario y Alimentario

     Instituto Madrileño de Investigación y Desarrollo Rural, Agrario y Alimentario

     Madrid, España

     
• Localización: Spanish Journal of Soil Science: SJSS, ISSN-e 2253-6574, Vol. 10, Nº. 3, 2020, págs. 248-256
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Digerido líquido proveniente de resíduos orgânicos como fertilizante: frações de carbono, fitotoxicidade e análises microbiológicas
  • Digestato líquido procedente de residuos orgánicos como fertilizante: fracciones de carbono, fitotoxicidad y análisis microbiológico
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• Resumen
  • español

    La estrategia de economía circular actualmente promueve el uso de combustibles renovables como alternativa al gas natural. La digestión anaeróbica para el tratamiento de residuos produce metano, dióxido de carbono y un residuo, el digestato, que debe valorizarse. Este residuo se puede separar en fracciones, líquido y sólido, caracterizándose la fracción líquida por su gran volumen, presencia de nutrientes en formas minerales y una composición muy variable. Se evaluó la capacidad fertilizante de tres fracciones líquidas obtenidas de diferentes sustratos de restos de conserva de alcachofas (LF-Ar), residuos de vegetales procedentes de empresas de zumos de naranja (LF-Or) y purines de cerdo (LF-Sl), analizando parámetros físico-químicos, fracciones de C, fitotoxicidad y presencia de patógenos. Las fracciones líquidas de frutas o verduras presentaron bajos contenidos en nutrientes en comparación con la fracción líquida de purines (∼1,0 kg total-N m-3 vs. 5,6 kg total-N m-3 respectivamente). El contenido de N-NH4 + osciló entre 70-93% del N total. Considerando la dosis permitida en áreas no vulnerables, LF-Sl, LFAr y LF-Or aportarían 0,9-1,0 t de materia orgánica ha-1 y 134, 128 y 98 kg de C en el extracto total húmico ha-1, respectivamente. Las proporciones de ácidos húmicos respecto del extracto húmico fueron del 59%, 51% y 34%, respectivamente. El digestato de purines mostró fitotoxicidad que podría estar asociada a su elevada salinidad, por lo que se debería aplicar diluído de acuerdo con las necesidades del cultivo. En general, las fracciones líquidas caracterizadas podrían ser valorizadas en suelos agrícolas en línea con los principios de la economía circular

  • English

    The circular economy promotes the use of renewable fuels as an alternative to natural gas. Anaerobic digestion for waste management produces methane, carbon dioxide and a residue-the digestatewhich must be recovered. This residue can be separated into two parts, namely the liquid and solid fractions, the former characterized by its large volume, presence of nutrients in mineral forms, and highly variable composition. Here we studied the fertilizing capacity of the liquid fractions obtained from the waste derived from artichoke canning (LF-Ar), orange juice manufacturing (LF-Or) and pig slurry (LF-Sl). To this end, we examined the physical-chemical parameters, carbon fractions, phytotoxicity and presence of pathogens in these fractions. The liquid fraction derived from fruit and vegetables had a low nutrient content compared to that of slurry (∼ 1.0 kg total-N m-3 vs. 5.6 kg total-N m-3 respectively). The NH4 +-N content of the fractions ranged between 70-93% of total N.

    Given the permissible dose in non-vulnerable areas, LF-Sl, LF-Ar and LF-Or would provide 0.9-1.0 t of organic matter ha-1 and 134, 128 and 98 kg of C ha-1 from the total humic extract, respectively. The proportion of humic acids in the total humic extract was 59%, 51% and 34% respectively. The slurry digestate showed phytotoxicity probably due to high salinity, so it should be diluted based on the needs of the crop. On the basis of our findings, the characterized liquid fractions could be recovered in agricultural soils in line to circular economy principles.

  • português

    A estratégia de economia circular promove atualmente o uso de energias renováveis como alternativa ao gás natural.

    A digestão anaeróbia para o tratamento de resíduos produz metano, dióxido de carbono e um resíduo, o digerido, que deve ser valorizado. Este resíduo pode ser separado em duas frações, líquida e sólida, caracterizando-se a fração líquida pelo seu grande volume, presença de nutrientes em formas minerais e uma composição muito variável.

    Neste trabalho foi avaliada a capacidade fertilizante das frações líquidas obtidas a partir de resíduos de conservas de alcachofra (LF-Ar), da produção de sumo de laranja (LF-Or) e de chorumes de suínos (LF-Sl) analisando os parâmetros físico-químicos, frações de carbono, fitotoxicidade e presença de patogénicos nessas frações líquidas. As frações líquidas de fruta e vegetais apresentaram baixa concentração em nutrientes em comparação com a fração líquida dos chorumes (∼ 1,0 kg total-N m-3 vs. 5,6 kg total-N m-3, respectivamente). A concentração de N-NH4 + variou entre 70-93% do N total. Considerando a dose permitida em áreas vulneráveis, LF-Sl, LF-Ar e LF-Or forneceriam 0,9-1,0 t de matéria orgânica ha-1 e 134, 128 e 98 kg de C no extrato total húmico ha-1, respetivamente.

    A proporção de ácidos húmicos nos extratos húmicos totais foi de 59%, 51% e 34% respetivamente. O digerido de chorume apresentou fitotoxicidade que poderá estar relacionada com a sua elevada salinidade, pelo que se deveria aplicar diluído de acordo com as necessidades da cultura. No geral, as frações líquidas caracterizadas poderiam ser valorizadas em solos agrícolas, estando assim em linha com os princípios da economia circular.