Estación Experimental del Zaidín. EEZ-CSIC. Granada

Dr. Rogelio Nogales Vargas-Machuca

Vermicompostaje: una alternativa para el

reciclado/valorización de residuos orgánicos

Investigador científico del CSIC

Presidente de la Red Española de Compostaje

rogelio.nogales@eez.csic.es

Grupo de investigación

RELACIONES PLANTA-SUELO (AGR 138)

ESTACION EXPERIMENTAL DEL ZAIDIN (EEZ-CSIC)

c/ Profesor Albareda, 1, 18008-Granada

Reciclado de residuos orgánicos agroindustriales y urbanos mediante

vermicompostaje para la obtención de bioenmiendas.

Aplicación de bioenmiendas para el control químico y biológico de

contaminantes orgánicos (plaguicidas, fármacos) y para la biorrecuperación de

suelos y aguas contaminadas.

Caracterización y manejo de agrosistemas ecológicos, integrados y convencionales y

de cultivos protegidos.

Líneas de investigación

VERMICOMPOST

MEJORA DE LA CALIDAD AGRÍCOLA Y AMBIENTAL DE LOS SUELOS

VERMICOMPOSTAJE

Microorganismos Lombrices

LOMBRICES UTILIZADAS EN VERMICOMPOSTAJE

Dendrobaena venataEisenia fetida Eisenia andrei Dendrobaena rubida

Eudrilus eugeniae Perionix excavatusLumbricus rubellus Lampito mauritii

Ciclo biológico de Eisenia fetida /E. andrei

2.5-3.8 individuos/cápsula

0.35-0.55 cápsulas/días 21-30 días

Intercambio

de esperma

Individuo adulto

(clitelado)

18-26 días

Cápsula

Intervienen un gran número de microorganismos (bacterias,

hongos, actinobacterias) y participan diferentes actividades

enzimáticas que modifican la composición química y

microbiológica del material orgánico ingerido y excretado

TEMPERATURA

Temperaturas comprendidas entre 10 y 35 ºC

Eisenia óptimo: 20 -29 ºC

HUMEDAD

Humedad comprendida entre 50 y 90 %

Eisenia óptimo: 75 -85 %

pH

comprendido entre 5 y 9

Eisenia óptimo: 7

Contenido de sales

Inferior al 0.5 % ( o CE < 7 dS m-1)

Contenido de amonio

Inferior a 0.5 mg g-1

PARÁMETROS DEL PROCESO DE VERMICOMPOSTAJE

Utilización de Nuevos

Residuos Orgánicos

Retener humedad para que sean accesibles a la lombriz.

Permitir el paso del aire y el drenaje del exceso de agua.

Tener un tamaño de partícula no muy grueso ( < 3 cm).

Tener una relación C/N entre 20 y 30 (aunque es posible transformar

residuos con un amplio rango de C/N: 10-50).

Tener un escaso contenido en metales pesados, sales y contaminantes

orgánicos.

Tener poco contenido en sustancias minerales.

No presentar un alto contenido en proteínas.

TIPOS DE RESIDUOS ORGÁNICOS. REQUISITOS

RESIDUOS ORGÁNICOS CONVENCIONALES

Estiércoles de caballar, vacuno, ovino, caprino, porcino

RESIDUOS DE LA AGROINDUSTRIA DEL OLIVAR

Orujos 3 fases

Alperujo

Orujillo

Sarmientos Orujos vinicolas agotados

Orujos + Lias

Lodos de vinazas

RESIDUOS DE LA AGROINDUSTRIA VITIVINICOLA

RESIDUOS VEGETALES DE CULTIVOS DE INVERNADERO

Destrios

Matas de cultivos

LODOS DE DEPURADORA DE DIFERENTE ORIGEN

Lácteos Papeleras

Municipales

¿Como desarrollamos los procesos

de vermicompostaje con estos

nuevos residuos orgánicos?

ESCALA MICROCOSMOS

• Conocer la viabilidad de los residuos ensayados, sólos o

acondicionados, como alimento de lombrices.

• Seleccionar aquellos substratos más adecuados

Crecimiento de lombrices

• Desarrollar y optimizar el proceso de vermicompostaje bajo

condiciones controladas utilizando los substratos seleccionados en

la escala microcosmos

• Monitorizar el proceso de vermicompostaje mediante el empleo de

biomarcadores

• Evaluar el potencial fertilizante de los vermicomposts obtenidos

ESCALA LABORATORIO O MESOCOSMOS

ESCALA PILOTO o MACROCOSMOS

• Desarrollar, optimizar y monitorizar el proceso de vermicompostaje

bajo condiciones ambientales y a gran escala para su transferencia al

sector empresarial

• Generar abonos o enmiendas orgánicas rentables susceptibles de ser

utilizados en el sector agrícola o como

regeneradores/bioremediadores de suelos

Sistema tradicional Sistema continuo

¿Qué parámetros analizamos

durante los procesos de

vermicompostaje?

EVOLUCIÓN DE LAS LOMBRICES INOCULADAS

2

6

10

14

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Semanas

Bio

ma

sa g

Orujo

vinicola

Lodo vinaza Estiercol

Meses

Bio

ma

sa g

30

60

90

120

0 1 2 3 4 5 6

Total Cliteladas No cliteladas

Alperujo +

Estiércol

CAMBIOS QUÍMICOS

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

pH COT Hemicelulosa Celulosa Lignina TKN P2O5 K2O C/N SH

% C

cmb

io

280 Orujo vinicola Lodo vinaza Estiercol

-90

-60

-30

0

60

120

Na Fe Mn Cu Zn

%

Vermicompostaje

Maduración

Alperujo

CAMBIOS DE LAS ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS

0

200

400

600

800

0 1 2 3 4 5 6

Meses

µg

INTF g

-1h-

1

y = -47,702x2

+ 283,96x + 154,38

R2

= 0,6028 P<0,05

Deshidrogenasa

0

50

100

150

0 1 2 3 4 5 6

Meses

mgPN

Pg

-1h

-1

y = -5,9762x2+ 55,857x + 1,2619

2R = 0,9009 P<0,05

ß-Glucosidasa

0

50

100

150

200

250

0 1 2 3 4 5 6

Meses

mgPN

Pg-1

h-1

y = -24,607x + 204,82

R2= 0,6597 P<0,05

Fosfatasa

0

200

400

600

0 1 2 3 4 5 6

Meses

µg

NH

4g-1

h-1

y = -27,833x2+ 226,64x + 11,19

R2= 0,7343 P<0,05

Ureasa

0

200

400

600

800

0 1 2 3 4 5 6

Meses

µg

INTF g

-1h-

1

0

200

400

600

800

0 1 2 3 4 5 6

Meses

µg

INTF g

-1h-

1µg

INTF g

-1h-

1

y = -47,702x2

+ 283,96x + 154,38y = -47,702x2

+ 283,96x + 154,38

R2

= 0,6028R2

= 0,6028 P<0,05

Deshidrogenasa

0

50

100

150

0 1 2 3 4 5 6

Meses

mgPN

Pg

-1h

-1

y = -5,9762x2+ 55,857x + 1,2619

2R = 0,9009 P<0,05

0

50

100

150

0 1 2 3 4 5 6

Meses

mgPN

Pg

-1h

-1m

gPN

Pg

-1h

-1

y = -5,9762x2+ 55,857x + 1,2619

2R = 0,9009 P<0,05

y = -5,9762x2+ 55,857x + 1,2619

2R = 0,9009

2R = 0,9009R = 0,9009 P<0,05

ß-Glucosidasa

0

50

100

150

200

250

0 1 2 3 4 5 6

Meses

mgPN

Pg-1

h-1

0

50

100

150

200

250

0 1 2 3 4 5 6

Meses

mgPN

Pg-1

h-1m

gPN

Pg-1

h-1

y = -24,607x + 204,82

R2= 0,6597 P<0,05

y = -24,607x + 204,82

R2= 0,6597 P<0,05

Fosfatasa

0

200

400

600

0 1 2 3 4 5 6

Meses

µg

NH

4g-1

h-1

0

200

400

600

0 1 2 3 4 5 6

Meses

µg

NH

4g-1

h-1

µg

NH

4g-1

h-1

-1h

-1

y = -27,833x2+ 226,64x + 11,19

R2= 0,7343 P<0,05

y = -27,833x2y = -27,833x2+ 226,64x + 11,19

R2= 0,7343R

2= 0,7343 P<0,05

Ureasa

CAMBIOS DE POBLACIONES MICROBIANAS

Biodiversidad

Utilización de Técnicas Moleculares

Funcionalidad

DGGE

Compochip

PCR Pirosecuenciación

Microresp

PLFA

CAMBIOS DE POBLACIONES MICROBIANAS

Target organism Probe

<5%Acidovorax avenae KO201

5—15%Acinetobacter calcoaceticus KO340

15—25%Actinomyces KO268

>25%Agrobacterium tumefaciens KO273Alpha proteobacteria KO240Azotobacter beijerinckii KO277Azotobacter vinelandii KO280B. anthracis, cereus, mycoides, thuringiensis KO290Bacilus pumilus KO641Bacteroides KO484Brevundimonas KO612Brevundimonas KO614Brevundimonas/Caulobacter KO609Brevundimonas/Caulobacter KO610Chloroflexi KO633Chryseobacterium KO495Derxia gummosa KO501Enterobacteriaceae D KO246Enterococcus KO623Enterococcus/Lactobacillus KO389Delta proteobacteria KO639Flavobacteria KO615Flavobacterium/Flexibacter KO616Flavobacterium/Flexibacter KO617Lactobacillus maltaromicus KO401Firmicutes KO319Microbacterium KO515Microbacterium KO516Microbacterium KO517Micromonospora KO520Mycobacterium KO523Nocardia brasilense KO422Paracoccus denitrificans KO427Paracoccus denitrificans KO429Planctomycetes KO29Pseudomonas KO535Pseudomonas KO536Pseudomonas KO537Pseudomonas aeruginosa KO12Pseudomonas alcaligenes KO211Pseudomonas alcaligenes KO437Pseudomonas alcaligenes-stutzeri KO439Saccharomonospora KO547Salmonella KO245Sphingobacterium KO548Sphingobacterium KO549Sphingobacterium KO550Sphingobacterium KO551Staphylococcus aureus KO552Stenotrophomonas maltophilia KO243Streptomyces KO629Streptomyces KO630Streptomyces KO631Streptomyces KO632Thermomonospora chromogena KO10Verrucomicrobia KO28Xylella-Xantho-Stenotrophomonas KO241Xylella-Xantho-Stenotrophomonas KO242

CMDTWWOB

-2,50

-2,00

-1,50

-1,00

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

-1,00 -0,50 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

P/L 2/1i

P/L 1/1i

P/L 1/1f

P/L 2/1f

-1,50

Li

Lf

Ef

Ei

V

P

Inoculación

lombrices

Retirada

lombrices

0

25

50

75

100

% H

um

edad

PR

EA

CO

ND

ICIO

NA

MIE

NT

O

VERMICOMPOSTAJE

MADURACIÓN

ETAPAS DEL PROCESO DE VERMICOMPOSTAJE

¿Qué obtenemos del proceso de

vermicompostaje?

Residuo Orgánico (1000 kg)

Vermicompost Sólido (500-700 kg)

Lombrices (70-100 kg)

VERMICOMPOSTAJE

Extracto Húmico

de Vermicompost

Harina de lombrices (7-10 kg)

Lixiviados de

Vermicompostaje

Té de Vermicompost (1000-3000 L)

Fármacos

Vermicomposts o Humus de lombriz Analizado, caracterizado, optimizado

Abono orgánico ecológico

Equilibrado en nutrientes

Con abundantes microorganismos

RD 56/2013 (1) (2) (3) (4)

Real Decreto 506/2013, de 28 de junio, sobre productos fertilizantes

(1) Vermicompost mezcla de alperujo y estiercol

(2) Vermicompost mezcla de sarmientos y lodo de vinazas

(3) Vermicompost mezcla de residuos vegetales de invernadero y lodos de papelera

(4) Vermicompost mezcla de lodos lacteos y lodos de papelera

Análisis de vermicomposts obtenidos

¿Para que utilizamos los

vermicompost obtenidos?

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCMeTwKqa08gCFQHaGgodp1cFRg&url=http://behavaranco.com/en/index.php/export-product&psig=AFQjCNEhFgkwaikn6jC0quG_OrmEBwT9ag&ust=1445504578962046

Utilización del vermicomposts en agricultura sostenible

Abono orgánico ecológico

Utilización de vermicomposts para la protección del suelo

Control de plaguicidas y otros contaminantes

DIFUSIÓN DE LOS RESULTADOS

ACTIVIDADES DE DIVULGACIÓN

VERMICOMPOSTAJE DOMÉSTICO

Taller. “Reciclando en casa con lombrices”

Pie de cría

www.recompostaje.com

La Red Española de

Compostaje (REC) integra las

actividades de profesionales

relacionados con la gestión

sostenible de residuos

orgánicos.

www.recompostaje.com

16 libros

2008 2014-

!! Muchas gracias

por su atención!!