TEMA:
“ELABORACION
DE BIOFERMENTO A BASE DE FRUTAS NO CITRICAS Y LA RESPUESTA A SU APLICACIÓN EN
CULTIVOS DE ARROZ (Oryza sativa), EN EL RECINTO LA MARIANITA CANTON
MONTALVO”
Este
proyecto tiene como principio forjar nuevas alternativas de fertilización en el
cultivo de arroz, ya que por años es un producto muy exigente por los
consumidores, por eso la incorporación de productos orgánicos son se dan gran
ayuda para disminuir el contenido de químicos en los granos de arroz y así
mejorar su calidad nutritiva. Este trabajo evaluó la respuesta de dos cultivos
de arroz, uno con la aplicación del Biol a base de frutas no cítricas y el otro
cultivo con una fertilización con productos químicos. Los mejores resultados
fueron obtenidos en el cultivo en el que se suministró un programa de
fertilización química, y el cultivo orgánico mostró resultados bajos comparados
al otro, en las variables altura de planta y granos por panícula los resultados
estadísticos presentaron una diferencia bastante significativa a excepción de
las variables macollo por planta y panícula por planta que representaron
resultados análogos en ambos tratamientos. Aunque el mejor tratamiento desde el
punto de vista económico correspondió al de la fertilización orgánica.
La producción de abonos orgánicos con microorganismos
eficientes, es una alternativa demostrativa que permite devolver la fertilidad
a los suelos, permitiendo el incremento de la productividad de las cosechas.
En la agricultura orgánica, el uso de abonos somáticos
sean sólidos o líquidos. El de los abonos solidos sobresalen los abonos
procesados como el humus, lombricompost y compost; y los abonos crudos o no
procesados como estiércoles, deyecciones de animales y restos de cultivo.
El Biol conserva un alto contenido de materia orgánica
(MO), el nitrógeno (N), fosforo (P) y potasio (K), asi como una gama de otro
macro y micro-elementos nutritivos como el calcio (Ca), el magnesio (Mg), el
zinc (Zn), y aminoácidos diferentes (Bogdanski & De Groot, 2013) , elementos
esenciales para cualquier tipo de cultivo.
Los abonos orgánicos aumentan las condiciones nutritivas
y físicas del suelo, incrementando la absorción del agua manteniendo así la
humedad. La implementación de estos productos orgánicos en los suelos agrícolas
es la de activar e incrementar la actividad microbiana de la tierra, sin
mencionar que este es rico en energía y microorganismos (Mosquera, 2010) .
Las alteraciones en el medio ambiente y ecosistema
ocasionados por los agricultores es notable, a causa de la aplicación de químicos
(insecticidas, herbicidas, fertilizantes, nematicidas, etc.) en los cultivos aunque,
estos productos actúan de una manera inmediata, su mal uso originan estragos muchas
veces irreversibles para los ecosistemas agrícolas[1].
En la provincia de Los Ríos se cultiva un promedio de
130.061,7 hectáreas de arroz (INEC, 2011) , y la producción e
incremento de la demanda, ha aumentado el uso de fertilizantes y plaguicidas, haciendo
del cultivo uno de los principales contaminantes de zonas agrícolas.
Por lo anteriormente dicho los autores del presente
proyecto justifican la ejecución del mismo, el cual permitirá a los productores
arroceros del recinto La Marianita del catón Montalvo, provincia de Los Ríos, disponer
de conocimientos tecnológicos sobre la elaboración y manejo de fertilizantes a
base de frutas no cítricas (Biofermentación); disminuyendo los riesgos de
contaminación ambiental, ecosistema agrícola, y disminuyendo los costos de producción.
Ubicación
El presente proyecto tendrá lugar en el recinto La
Marianita del catón Montalvo, Provincia de Los Ríos. Con moradores dedicados a
cultivar arroz y hacen uso de los fertilizantes químicos.
Causas
·
El motivo de la contaminación del ecosistema
agrícola y ambiental es la principal causa para realizar este proyecto;
·
Evitar que los agricultores del recinto La
Marianita no hagan uso de estos químicos;
·
Producir un arroz con mínimo contenido químico.
Consecuencias
·
La aplicación de ciertos productos químicos, los
residuos llegan a los acuíferos contaminándolos y ocasionando la muerte de los
animales;
·
Mucho de estos químicos son de elevado costo y
los agricultores del recinto La Marianita al no tener el recurso se ven
obligados a conseguir otros químicos que no son tan efectivos como los de
elevado valor, viéndose forzados a aplicar dosis más frecuentes y más elevadas;
·
Los porcentajes de químicos encontrados en
alimentos, en este caso el arroz son bajos pero con el tiempo, sumando con los
demás alimentos consumidos son causantes de ciertas enfermedades.
·
Poco interés de ciertos agricultores por hacer
uso de fertilizantes biológicos;
·
Desconfianza de los moradores a los biofertilizante
fabricados en casa;
·
Quemeimportismo a los asuntos del cuidado del
ecosistema.
¿Qué efecto ocasionará el uso del biofermento a base de
frutas no cítricas en los cultivos de arroz y en los agricultores del recinto
La Marianita del catón Montalvo, provincia de Los Ríos?
General
Elaborar biofermento a base de frutas no cítricas y su
respuesta en la aplicación de cultivo de arroz (Oryza sativa), en el
recinto La Marianita cantón Montalvo.
Específicos
·
Determinar el efecto de la aplicación del
biofermento a base de frutas no cítricas sobre el rendimiento del cultivo de
arroz (Oryza sativa);
·
Analizar económicamente el tratamiento
realizado.
La digestión anaeróbica es el proceso biológico mediante
el cual la materia orgánica es susceptible a ser biodegradada, es transformada
por la actividad metabólica bacteriana en ausencia del oxígeno libre (Universidad Autónoma de Yucatán, 1996) , de este proceso se
tiene como resultado una alta producción de células microbianas.
La degradación anaeróbica es un proceso en el que
interviene diferentes grupos de bacterias, de manera coordinada y secuencial,
para transformar la materia orgánica presente hasta los productos finales del
proceso (Middlebrooks, y otros, 1982) .
En estos procesos anaeróbicos, los microorganismos
producen mucho menos energía que en los procesos aeróbicos y, para suplir las
necesidades energéticas, metabolizan una mayor cantidad de azucares; por
consiguiente elaboran más metabolitos (Hernández, 2003) .
El proceso de las fermentaciones anaeróbicas inicia con
la hidrolisis de polímeros complejos, seguidos por la acidogénesis por
fermentación de los monómeros produciendo acetato, propionato, burirato,
succinato, alcoholes, H2 y CO2. Posteriormente le sigue la acetogénesis por
fermentación secundaria generando acetato, H2, CO2. Finalmente la metanogénesis
a partir de H2, CO2 y acetato. (Carrillo, 2003) .
|
Taxonomía
|
Especies
|
Descripción
|
Metabolismo
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|
Genero:
Acetobacterium
|
woodii
paludosum
|
El género Acetobacter
comprenden un grupo de bacilos Gram negativos, móviles que realizan una
oxidación incompleta de alcoholes, produciendo una acumulación de ácidos
orgánicos como productos finales
|
Reducen autotróficamente
compuestos polímeros, oligómeros, monómeros y CO”, utilizando el hidrogeno
como fuente de electrones. Estos microrganismos hacen posible la de
descomposición de los ácidos grasos y compuestos aromáticos.
|
|
Genero:
Eubacterium
|
rectale
siraeum
plautil
cylindroides
brachy
desmolans
callandrei
limosum
|
El género Eubacterium
consiste en un grupo de bacterias anaeróbicas obligadas Gram – positivas
|
La mayoría de las
Eubacteria sacarolíticas producen butirato como el principal producto de su
metabolismo.
Muchas especies
son capaces de descomponer sustratos complejos a través de mecanismos
especiales. Algunas especies se desarrollan autotróficamente, por lo tanto
son capaces de cumplir funciones específicas en la descomposición anaeróbica.
|
Tabla 2. Bacterias que participan en el proceso de fermentación
durante las cuatro fases (FAO, 2009)
La digestión anaeróbica comprende con la existencia de
tres fases diferentes en el proceso de fermentación o degradación del sustrato,
en la cual intervienen diversas poblaciones de bacterias que ayudan con este
proceso.
Los compuestos orgánicos complejos, como lípidos,
proteínas e hidratos de carbono, son despolimerizados, por acción de enzimas
hidrolíticas, en moléculas solubles y fácilmente degradables, como azucares,
ácidos grasos de cadena larga, aminoácidos, alcoholes, etc. Se trata de un
proceso enzimático extracelular. (Castells, Flotats, & Campos, 2012) .
Tabla 3. Diversidad microbiológica de los microorganismos
fermentativos productores de H2.(Meher & Das, 2006)
|
Microrganismo
|
Sustrato
|
Método de cutivo
|
H2 obtenido (mol/mol de azúcar)
|
Referencia
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|
|
Anaerobios
obligados
|
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|
|
|
Clostridium spp.
|
Glucosa
Xilosa
|
Batch
Batch
|
2
2,1
|
Taguehi et al
(1994)
|
|
C. paraputrificum
|
N-acetil-D-glucosamina
|
Batch
|
2,5
|
Evvyernie et al
(200)
|
|
C. butyricum
|
Glucosa
|
Bacth
|
1,5
|
Heyndrick et al
(1986)
|
|
C. butyricum SC-EI
|
Glucosa
|
Otro
|
1,4 – 2
|
Kataoka et al
(1997)
|
|
C. butyricum IFO
|
Glucosa
|
Otro
|
1,9
|
Yokoi et al (1997)
|
|
Anaerobios
facultativos
|
|
|
|
|
|
Enterobacter
aerogenes
|
Melaza
|
Bacth
|
1,24
|
Tanisho y Ishiwata
(1994)
|
|
E. aerogenes
|
Glucosa
|
Bacth
|
0,6
|
Mahyudin et al
(1997)
|
|
E. cloacae
|
Sucrosa
|
Flujo continuo
|
2,2
|
Nath y Das (2004)
|
|
Citribacter spp
|
Glucosa
|
Batch
|
2,49
|
Oh, YK et al
(2003)
|
|
Bacilus
licheniformis
|
Residuos de trigo
|
Bacth
|
1,5
|
Kalia et al (1994)
|
|
Termófilos
|
|
|
|
|
|
Thermotoga
maritime
|
Sucrosa
|
Otros
|
4
|
Woodward et al
(2002)
|
|
T. neapolitana
|
Glucosa
|
Batch
|
0,53
|
Suellen et al
(2001)
|
|
T. elfii +
Caldicellulosiruptor
|
Glucosa
|
Batch
|
3,3
|
Kadar et al (2003)
|
|
Cultivos mixtos
|
|
|
|
|
|
Clostridium spp. +
Bacilus spp.
|
Sucrosa
|
Batch
|
1,53
|
Sung et al (2002)
|
|
E. aerogenes +
Rhodobacter sphaeroides
|
Glucosa
|
Inmovilizadas en agar
|
3.15
|
Tokumo et al
(2004)
|
|
|
|
|
|
|
Esta etapa tiene lugar la fermentación de las moléculas
orgánicas solubles en compuestos que puedan ser utilizadas directamente por las
bacterias metanogénica (ácido fórmico, H2) y compuestos orgánicos más reducidos
(propiónico, butírico, valérico, láctico y etanol principalmente) que tienen
que ser oxidados por bacterias acetogénicas en la siguiente etapa del proceso.
La importancia de la presencia de este grupo de bacterias no solo radica en el
hecho que produce el alimento para los grupos de bacterias que actúan
posteriormente, sino que, además eliminan cualquier traza del oxígeno disuelto
del sistema. (FAO, 2011)
Estos compuestos orgánicos tienen que ser oxidados por
bacterias acetogénicas en la siguiente etapa del proceso: (Martí, Phosphorus Precipitation in Anaerobic
Digestion Process, 2006)
·
Fermentación de carbohidratos solubles;
·
Fermentación de aminoácidos;
·
Oxidación anaerobia de ácidos grasos de cadena
larga.
En esta etapa, los ácidos y alcoholes que provienen de
las acidogénesis se van transformando por la acción de bacterias en ácido
acético, hidrogeno y dióxido de carbono.
Las bacterias en esta etapa consumen como sustrato el
hidrogeno, el resultado neto de este metabolismo permite mantener bajas
presiones parciales del hidrogeno y, por tanto, permite la actividad de las
bacterias acidogénicas y acetogénicas. (Martí, Phosphorus Precipitation in Anaerobic Digestion Process, 2006) .
Los principales
microrganismos que actúan en esta etapa son; los metanógenosacetoclásticos, que
son los encargados de degradar el ácido acético produciendo metano y CO2. Los
metanógenoshidrogenotrofos, los que a partir del hidrogeno y dióxido de carbono
resultantes de etapas anteriores van a generar metano y agua.
Son muchos los factores
que influyen directamente en la fermentación metanogénica y son capaces de
modificar la rapidez de la descomposición, entre ellos tenemos:
·
El
material de carga para la fermentación;
·
La
relación Carbono-Nitrógeno;
·
Concentración
de la carga;
·
La
temperatura;
·
El
valor de pH;
·
Promotores
e inhibidores de la fermentación.
El biofermento es un
producto elaborado de la fermentación de hojas o frutas de plantas previamente
seleccionadas, las cuales son ricas en vitaminas y nutrientes. Gracias a
intervención de los microrganismos que intervienen en la descomposición de la
materia orgánica, la planta puede hacer uso de este producto.
Los biofermentos pueden
ser usados como abono foliar o abono edáfico dentro de un cultivo, el uso de
este producto ayudan a:
·
Mejorar
el suelo, física (tierra suave), química (aumenta los nutrientes), y biológicos
(mayor cantidad de microorganismo benéficos);
·
Disminuir
la dependencia de productos químicos;
·
Segregar
sustancias beneficiosas (vitaminas, ácidos orgánicos, minerales y
antioxidantes) para mejorar el rendimiento y la calidad del producto;
·
Promover
la germinación, crecimiento, florecimiento, fructificación y maduración de las
plantas cultivadas;
·
Desarrollar
resistencia de las plantas a plagas y enfermedades.
CAPITULO
III
El presente trabajo se
realizó en la parroquia La Esmeralda la cual se ubicado en el cantón Montalvo
provincia de Los Ríos, cuyas coordenadas externas cantonales son: Norte
79°16’59” W; I°39’11” S. Sur 79°15’00” W; I°55’42” S. Este 79°27’44” W;
I°48’22” S. Oeste 79°12’11” W. I°44’48” S. Esta zona se encuentra en las zonas
climáticas de los Bosque Seco Tropical (b.s.T) y bosque Húmedo Premontano
(b.h.P.M), con temperatura promedio de 20 – 24 °C y una precipitación promedio
de 1500 – 2000 mm/año.
- Biol
- Tanques plásticos
- Cuerda métrica
- Semillas de arroz (INIAP-14)
- Cinta métrica
- Herramientas
- Bomba de mochila
- Fertilizantes
Se trabajó con dos unidades
experimentales, no se realizaron repeticiones, la unidad investigativa uno o T1
se le aplicó el biofertilizante a base de frutas no cítricas y, la T2 se aplicó
un programa de fertilización químico.
|
T1
Biofertilizante
(frutas no cítricas)
|
|
T2
Programa
fertilización química
|
Se tomaron los datos a
evaluar de las dos parcelas en las que se sembraron la misma variedad de arroz;
INIAP-14.
Para la elaboración del
proyecto investigativo se realizó el método de correlación.
Altura de la planta (cm)
Se midió la planta con la ayuda de una cinta métrica
desde el inicio del tallo hasta el final de la hoja bandera, se tomaron 10
plantas al azar del área útil.
Numero de macollos por planta
A los 70 días de la siembra se recolectaron al azar 10
plantas en la que se procedió a contar los macolles de estas.
Numero de panículas por planta (cm)
De las plantas tomadas para recolectar los datos
anteriores se procedió a contar el número de panículas por cada planta.
Número de granos por panícula
De las mismas panículas cortadas se contaron el número de
granos.
CAPITULO
IV
La figura 1 muestra los
valores generales obtenidos en las variables; Altura de planta (cm), Macollo
por planta, Panícula por planta, y Granos por panícula. El coeficiente de
variación general fue de 7,85 %.
La figura 2 muestra los
valores obtenidos en la variable altura de planta donde encontramos una
diferencia poco significativa para el abono líquido orgánico. El coeficiente de
variación fue de 2,72 % y la media general de 69,35 cm.
En esta variable de acuerdo a los análisis estadísticos
se encontró significativa. El coeficiente de variación general fue de 9,51 % y
la media general de 8,9 macollos por planta. En la figura 4, se aprecia que el
mayor macolla miento se desarrolla con el tratamiento químico.
Al igual que la variable anterior, los resultados
estadísticos muestran una cantidad significativa. El coeficiente de variación y
la media general son similares el de la variable macollo por planta. En la
figura 6 podemos apreciar que el mayor número de panículas fueron encontrados
en el cultivo donde se aplicó el producto químico. La correlación de esta
variable es igual al resultado que muestra la figura 5.
Los datos obtenidos de esta variable, según los
resultados estadísticos existe una cantidad bastante significativa entre los
dos tratamientos. El coeficiente de variación general fue de 9,66 %, y una
media general de 112,3 granos por panícula. El programa químico es el que
obtuvo la mayor cantidad de granos por panícula, tal y como lo muestra la
figura 7.
|
CRONOGRAMA
|
|
|
FECHA
|
ACTIVIDADES
|
|
9 DE MAYO
|
SE REALIZO EL BIOL DE FRUTAS
|
|
25 DE MAYO
|
SE PROCEDIO A SEMBRAR EL ARROZ
|
|
3 DE JUNIO
|
SE PROCEDIO A REGAR EL CULTIVO
|
|
14 DE JUNIO
|
SE PROCEDIO A LA EXTRACION DEL
LIQUIDO FERTILIZANTE
|
|
15 DE JUNIO
|
SE REALIZO LA PRIMERA
FUMIGACION DEL FERTILIZANTE
|
|
17 DE JUNIO
|
SE PROCEDIO A REGAR EL CULTIVO
|
|
6 DE JULIO
|
SE REALIZO LA SEGUNDA
FUMIGACION DEL FERTILIZANTE
|
|
8 DE JULIO
|
SE PROCEDIO A REGAR EL CULTIVO
|
|
3 DE AGOSTO
|
SE REALIZO LA TERCERA
FUMIGACION DEL FERTILIZANTE
|
|
5 DE AGOSTO
|
SE PROCEDIO A REGAR EL CULTIVO
|
|
9 DE AGOSTO
|
SE PROCEDIO A SACAR LA MALEZA
|
|
PRESUPUESTO
|
|
|
DETALLE
|
VALOR
|
|
SE ARRENDO HECTAREA DE TERRENO
|
250.00$
|
|
SE COMPRO LA MELAZA
|
5.00$
|
|
8POMAS DE 20 LITRO DE DIESEL
|
64.00$
|
|
SE ALQUILO UNA PATALETA
|
80.00$
|
|
TOTAL
|
399.00$
|
CAPÍTULO
V
En base a la investigación y resultados encontrados se
concluye lo siguiente:
·
El
producto orgánico presentó una baja en el rendimiento fisiológico del cultivo
de arroz, al contrario con el cultivo que se le administró productos
químicos.
·
El
número de macollos y número de panículas por planta se presentó
estadísticamente similar en ambos tratamientos.
·
En el
tratamiento de fertilización a base de productos químicos en la variable altura
de la planta se tuvo buenos resultados, al contrario con el tratamiento del
biofertilizante.
·
El
número de granos por panícula en la fertilización orgánica fue muy bajo en
comparación al de la fertilización con productos químicos.
·
En próximas investigaciones, incluir la
variable el análisis del grano con la finalidad de establecer el contenido de
contaminantes en productos de origen orgánico y químico.
·
Ensayar las fuentes de abono orgánico, con el
propósito de conocer su nivel nutricional y así cubrir los requerimientos
nutricionales del cultivo.
Bogdanski, A., & De Groot, L. (2013). Bioslurry = Brown Gold?. A review
of scientific literature on the co-product of biogas productio. (Food and
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Universidad Autónoma de Yucatán. (1996). Digestión Anaeróbica
(Vol. I).
(G. Mejía, Ed.) Mérida, Yucatán , México. Retrieved julio 27, 2016
La encuesta recabó
información respecto al conocimiento que tienen los agricultores sobre el uso
de fertilizantes orgánicos, como es el caso del Biofertilizante o más conocido
como Biol, a base de frutas no cítricas.
La investigación ha
revelado que el 60 % de los agricultores de la zona saben que el Biol es un
fertilizante natural, aunque el 30 % están indecisos del origen del
biofertilizante y el 10 % no están de acuerdo que el producto sea de origen
orgánico. Pero de todos ellos, el 80 % conocen el tiempo que dura la fermentación
del Biol y, un 20 % desconoce de su proceso metanogénico.
El conocimiento de los
agricultores sobre el uso de este método de fertilización en los cultivos es
magnánima, aunque no hace uso de este producto. El 70 % considera a este
fertilizante con un beneficio para sus cultivos y para el medio ambiente, pero
el 30 % de los agricultores del sector piensan que este producto podría afectar
el medio ambiente y por ende las futuras cosechas de los cultivos por venir.
Todos los agricultores
encuestados recomiendan el uso de este producto aunque pocos son los que
desconocen de los beneficios de este, las recomendaciones que hacen es más por
lo bajos costos que se tienen al producir el biofertilizante, el 70 % de los agricultores
que tienen bien claro que para realizar el biol no genera gasto, y un 30 % si
cree que los afectaría económicamente.
Aunque el 70 % de los
agricultores están seguros que el uso del biol entrega un gran beneficio para
el terreno y la plantación, el 30 % lo cree posible. Debido a que todos ellos
no se sienten satisfechos con los productos agrícolas a base de químicos.
El 80 % de los
agricultores de la zona les gustaría adquirir más conocimiento del uso y la
fabricación de biofertilizantes y el 20 % no sienten mucho interés de este
producto. Pero todos (100 %) se encuentran dispuestos hacer uso del biol a base
de frutas no cítricas en sus cultivos.
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