Valorización mediante compostaje de la fracción sólida de residuos ganaderos digeridos por biometanización y evaluación de sus potenciales usos agronómicos
- Autores: Adriana Restrepo
- Directores de la Tesis: María Dolores Pérez Murcia (dir. tes.), Raúl Moral Herrero (dir. tes.), María Ángeles Bustamante Muñoz (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Miguel Hernández de Elche ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Joaquín Moreno Casco (presid.), Joaquín Moreno Caselles (secret.), José Antonio Pascual Valero (voc.), Jose Ramón Díaz Sanchez (voc.), Frutos C. Marhuenda Egea (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La intensificación de la producción ganadera ha dado lugar a una gran generación de residuos orgánicos, lo cual puede constituir un potencial riesgo ambiental, si su gestión no está optimizada. La digestión anaerobia constituye una de las principales alternativas para gestionar estos residuos y se basa en la conversión anaeróbica de la materia orgánica, con la obtención de biogás y un sustrato llamado digerido. El digerido presenta una potencial capacidad fertilizante, pero también ciertas características (exceso de humedad, potencial contenido en patógenos, fototoxicidad, etc.) que no aconsejan su aplicación directa a suelos agrícolas. Por ello, el compostaje de la fracción sólida de los digeridos ganaderos constituye un alternativa para la gestión de estos materiales, obteniendo a su vez un material estabilizado, humificado y libre de patógenos y fitotoxinas que puede ser utilizado en agricultura sin implicar ningún tipo de riesgo.
Por tanto, los principales objetivos de esta Tesis Doctoral constituida por cinco experimentos fueron los siguientes: a) Estudiar la viabilidad del reciclaje y tratamiento de la fase sólida del digerido obtenido después de la digestión anaerobia de estiércoles ganaderos, mediante co-compostaje a pequeña escala y su posterior optimización a escala semi-industrial. b) evaluar la calidad de los compost elaborados con la fracción sólida del digerido, determinando las características finales de los materiales obtenidos, así como su potencial de valor añadido; c) evaluar el valor agronómico y económico de los compost elaborados con la fracción sólida del digerido ganadero, mediante la realización de ensayos en diferentes sectores agrícolas (uso como componente de medios de cultivo para especies hortícolas y uso como enmienda orgánica en cultivo extensivo de vid).
En el primer ensayo, se elaboraron cinco pilas de compostaje con distintos agentes estructurantes, a pequeña escala y mediante sistema de compostaje de pila móvil para estudiar la viabilidad del reciclaje y tratamiento de la fase sólida del digerido obtenido después de la digestión anaerobia de purín porcino mediante su co-compostaje. La evolución del proceso de compostaje y la calidad final de los compost estuvieron muy influenciados por el agente estructurante utilizado, mientras que la salinidad y el contenido en Cu y Zn fueron los factores más limitantes para el uso de estos compost en la agricultura, incluyendo el uso en medios de cultivo.
En el segundo ensayo se estudió la viabilidad del reciclaje y tratamiento de la fase sólida del digerido obtenido después de la digestión anaerobia de purín vacuno mediante su co-compostaje a escala semi-industrial y mediante sistema de compostaje Rutgers (pila estática con aireación forzada), así como se evaluó la calidad de los compost obtenidos y su potencial de valor añadido (propiedades físicas y supresividad contra Fusarium oxysporum f. sp melonis). Los resultados obtenidos mostraron que el compostaje de estos materiales constituye un tratamiento viable para el reciclaje de este tipo de residuos, así como para obtener compost que pueden ser utilizados en diferentes sectores agrícolas debido a su adecuado grado de estabilidad, madurez y a la presencia de propiedades de valor añadido, tales como propiedades físicas adecuadas y una potencial capacidad supresora contra F. oxysporum f. sp. melonis. Además, el uso del agente estructurante (poda de vid) redujo la salinidad, la tasa de degradación de la materia orgánica y las pérdidas de nitrógeno, habituales durante el compostaje de residuos ganaderos.
En el tercer ensayo se estudió la viabilidad agronómica de la utilización del compost elaborado con la fracción sólida del digerido vacuno como componente en la formulación de medios de cultivo de plantas hortícolas (melón, tomate y pimiento), en sustitución parcial de la turba comercial. Los resultados obtenidos mostraron que el uso de compost derivado de la fracción sólida del digerido vacuno como componente de sustratos, en general, no afectó negativamente las propiedades físicas de los sustratos, mostrando la mezcla con 25% v/v de compost el comportamiento más similar a la turba, aunque mostraron valores más altos de conductividad eléctrica que el tratamiento control, lo cual puede constituir el principal factor limitante para su uso como sustratos de cultivo.
En el cuarto ensayo se evaluó la viabilidad económica del uso de los compost frente al uso de turbas comerciales en el cultivo de tres especies hortícolas, mediante un análisis de costes comparativo. Respecto a los resultados obtenidos, aunque la viabilidad económica está condicionada por el precio del compost y depende de diferentes factores, en las condiciones actuales y para el mercado español, el coste del sustrato de cultivo por cada 1000 plántulas se puede abaratar entre el 20% y el 43%, pudiendo incrementar hasta en un 4,6% el margen bruto comercial de una empresa tipo, para el escenario más favorable de sustitución de compost-turba.
En el último ensayo se evaluaron durante dos campañas los efectos agronómicos en el sistema suelo-planta de la incorporación del compost obtenido a base de digerido vacuno a un suelo vinícola, respecto a dos enmiendas orgánicas tradicionalmente utilizadas en el área de estudio y un tratamiento sin enmienda. Para ello, se estudiaron dichos efectos sobre las propiedades del suelo y sobre el rendimiento y estado nutricional del cultivo de la vid. También se evaluó el efecto económico del uso de estas enmiendas sobre la productividad económica bruta y otros indicadores de eficiencia económica. Con respecto a los resultados obtenidos, el compost derivado de digerido vacuno mejoró el contenido y la disponibilidad de la materia orgánica, macro y microelementos, y también favoreció una activación de la actividad biológica del suelo. Además, las enmiendas orgánicas produjeron el mayor rendimiento de uva, así como estos tratamientos incrementaron la calidad del potencial vino a elaborar. A nivel económico, el compost de digerido vacuno fue el más productivo, con la mayor eficiencia y los ingresos más altos (51% más altos que en el suelo control).
En conclusión, la gestión de los digeridos obtenidos de la digestión anaerobia de residuos ganaderos mediante compostaje reúne diferentes ventajas, como son: a) agronómicas, asociadas a la buena calidad del compost y a los resultados obtenidos en condiciones agronómicas reales, respecto a su uso como fertilizante orgánico en cultivos extensivos y como ingrediente de medios de cultivo; b) económicas, al mejorar el rendimiento económico en el cultivo de la vid e incrementar el margen bruto comercial en un análisis comparativo en medios de cultivo; c) medioambientales, derivadas de la aportación de materia orgánica estabilizada y del efecto supresor contra hongos fitopatogénicos como Fusarium oxysporum f.sp. melonis, pudiendo reducir el uso de fertilizantes de síntesis y fungicidas.
