Valoración agronómica del compost y factores limitantes de su aplicación (Parte I)

1. Valoración agronómica del compost.
1.1. Aspecto físico.
1.2. Aspecto químico.
1.3. Aspecto biológico.
2. Factores limitantes en la aplicación de compost: riesgos.
2.1. Exceso de salinidad.
2.2. Exceso de nutrientes.
2.3. Contaminantes orgánicos.
2.4. Microorganismos patógenos.
2.5. Presencia de materiales inertes y olor.
2.6. Metales pesados.
2.7. Inmadurez del compost.
3. Calidad del compost para su aplicación al suelo.
4. Bibliografía.


1. VALORACIÓN AGRONÓMICA DEL COMPOST.<br />
Desde un punto de vista agrícola, la aplicación de un compost al suelo no se debe considerar como algo aislado y referido única y exclusivamente a la calidad y características de dicho compost, sino ligado a la propia problemática del suelo donde se va a aplicar, así como a los cultivos que se van a desarrollar (Costa et al., 1995).

El suelo, visto como un sistema depurador, tiene gran incidencia, puesto que iones aportados por el compost pueden formar complejos con sus coloides minerales. Asimismo, los vegetales que se desarrollan en el suelo pueden asimilar una cantidad considerable de nutrientes, impidiendo su pérdida por lixiviación. Existe, por tanto, un sistema dinámico gracias al cual los elementos nutritivos pueden reciclarse, pasando de los residuos a las plantas, al aire o al agua, y, por lo tanto, puede considerarse al suelo como el mejor destino natural para los residuos. Desde una perspectiva agronómica, tradicionalmente se ha considerado al compost como un producto capaz de restituir al suelo la materia orgánica que se pierde por los cultivos, y en este sentido eran definidos por la legislación española. Pero ya en sus orígenes, el compostaje, concebido como un sistema industrializado de conversión de los residuos orgánicos en fertilizantes, persigue algo más que la simple producción de materia orgánica; por ello, hoy en día, se considera que el compostaje de residuos orgánicos, además de ser una forma operativa para el tratamiento de los mismos, posibilita el retorno a los terrenos de cultivo de una parte de las extracciones minerales efectuadas por las cosechas. Todo esto lleva a considerar al compost, especialmente cuando ha sido elaborado con residuos y procedimientos adecuados, como un material agronómicamente completo y a considerar estos productos como una fuente estimable de recursos minerales. Agronómicamente pues, el compost está reconocido como fertilizante (suministrador de nutrientes) y como enmienda orgánica (mejora la estructura del suelo). Su acción correctora se debe analizar desde tres aspectos diferentes (Costa et al., 1995):

1.1. Aspecto físico.

- El compost tiene un efecto directo, debido a su gran contenido en materia orgánica, sobre la macroestructura de los suelos agrícolas, especialmente cuando se trata de zonas áridas. Influye sobre el volumen de los poros, dando como resultado una mejora en la distribución de humedad e intercambio de gases.
- Aumenta la capacidad de retención hídrica, debido a la propiedad de las sustancias húmicas de retener agua.
- Incrementa la retención de nutrientes por las plantas y los elementos traza en el suelo, debido a las propiedades de intercambio iónico de la materia orgánica.
- Previene la erosión del suelo por la acción del humus en la creación de una mejor estructura del mismo.

1.2. Aspecto químico.

La acción nutriente de un compost se puede desarrollar en dos direcciones:

- Directa:

Suministra N, P y K, en porcentajes relativamente pequeños, pero muy equilibrados. Además, de suministrar oligoelementos, que pueden ejercer efectos positivos o causar problemas de toxicidad a largo plazo.

- Indirecta:

Favorece la utilización de los fertilizantes químicos por las plantas. Los óxidos de hierro y aluminio del suelo absorben materia orgánica, impidiendo con ello o cuando menos retrasando, la fijación de los fosfatos solubles. Los compost evitan igualmente las pérdidas por lixiviación de las formas solubles de nitrógeno.

Los elementos cuya presencia se considera fundamental para establecer el valor agronómico del compost son (Costa et al., 1995): carbono, nitrógeno, fósforo, potasio y oligoelementos o elementos traza (metales y metaloides). El proceso de compostaje influye también sobre el valor agronómico del compost dado que dicho proceso consta de dos fases (compostaje y maduración). La primera de ellas, durante la cual se produce una fuerte mineralización de la materia orgánica, tiene gran influencia sobre algunos parámetros incidentes en el valor agronómico del compost. Lo primero que se observa cuando una masa de residuos se somete a un proceso de compostaje es una pérdida de peso con valores muy variados (desde el 12% hasta valores superiores al 50%) dependiendo de la biodegradabilidad de los materiales que se compostan y de su porosidad. Durante el proceso de compostaje se produce un aumento del porcentaje de cenizas y con él, el de todos los elementos contenidos en la fracción mineral, tales como fósforo, calcio, magnesio, sodio y metales pesados. Asimismo, aumenta la capacidad de intercambio catiónico, lo que indica que la materia orgánica restante cuenta con un mayor número de grupos funcionales que la que existía en un principio. Este aumento de macronutrientes y de la capacidad de cambio puede considerarse un hecho positivo, obteniéndose con el compostaje un producto, compost, con mayor poder fertilizante y capacidad de retener iones. Además disminuye el porcentaje de carbono, puesto que la mineralización conlleva la desaparición de las formas más lábiles de éste; si bien la materia orgánica que queda es más policondensada y, por tanto, más favorable desde el punto de vista de formación de humus. En contrapartida, el proceso de compostaje provoca el aumento de la salinidad del material, como se refleja en los valores de la conductividad eléctrica de sus extractos.

La concentración de nitrógeno, al contrario de lo que sucede con otros macronutrientes como fósforo y potasio, no aumenta con el proceso, sino que disminuye en algunos casos. Una pequeña parte de él es inorgánico, encontrándose inicialmente en forma de amonio; va desapareciendo conforme avanza el proceso de compostaje, quedando al final del mismo valores muy bajos. El nitrógeno nítrico se comporta de manera inversa dado que prácticamente no existe al comienzo detectándose al final del proceso, quizás como consecuencia de la mineralización del nitrógeno orgánico, pasando a amonio y oxidándose a nitrato.

Todos estos cambios se llevan a cabo especialmente en la fase de compostaje. La fase de maduración prácticamente no tiene incidencia sobre la mayoría de ellos, puesto que la actividad de los microorganismos es mínima y la pérdida de peso por mineralización es pequeña. Esta fase, en cambio, contribuye a obtener una materia orgánica más humificada, que no se perderá en gran medida al aplicarla al suelo.

1.3. Aspecto biológico.

La adición de compost al suelo favorece la coexistencia en el mismo de diversas especies de microorganismos; si se utilizasen exclusivamente fertilizantes químicos se favorecería sólo la proliferación de especies muy determinadas. El aporte de compost al suelo hace aumentar de forma espectacular la microflora del mismo. El aumento de microorganismos, enzimas y metabolitos microbianos que lleva consigo la incorporación de compost, puede favorecer la estimulación de sustancias de acción fitohormonal por parte de los microorganismos del suelo (Greene, 1980). Estrechamente ligada a la microflora está la producción de sustancias biológicas activas, que pueden influir en el desarrollo de las plantas (vitaminas, hormonas, antibióticos, aminoácidos, etc.).

Un factor extremadamente importante para la fertilidad del suelo es la población microbiana existente, responsable de la eficacia de los ciclos biológicos (C, N, P, etc.) de los cuales depende la mineralización de toda la materia de la que provienen los elementos esenciales para la vida y el desarrollo de las plantas. Particularmente importante es la actividad de los microorganismos en la rizosfera, donde los productos excretados por las raíces determinan una concentración microbiana claramente superior a la del suelo alejado de la raíz.

Por lo que respecta a la fertilidad biológica, los residuos que contienen cantidades altas de nitrógeno y fósforo son muy mineralizables por los microorganismos; en este sentido, todos los microorganismos existentes en el compost desempeñan un papel importante en la mineralización de la materia orgánica, favoreciendo la movilidad de otros micronutrientes y macronutrientes.

Conviene indicar que diversos grupos de mesofauna desempeñan un importante papel en la transformación de los residuos y en su incorporación al suelo. En primer lugar, hay que destacar a los protozoos y rotíferos existentes en el compost y los nematodos y lombrices del suelo. Estas últimas favorecen la mezcla entre los residuos y el propio suelo. También es favorable la acción ejercida por nematodos, rotíferos y protozoos en lo que se refiere a la eliminación de grandes cantidades de bacterias; la disminución del número de bacterias es importante en muchos casos, porque el crecimiento incontrolado conduce al bloqueo de poros del suelo, llevándolo a condiciones de anaerobiosis, obstaculizando con ello el desarrollo de la microfauna y mesofauna.

2. FACTORES LIMITANTES EN LA APLICACIÓN DE COMPOST: RIESGOS.

El empleo de compost en agricultura, en especial cuando se aplican dosis masivas, puede crear problemas de muy diversa índole, pues hay que tener en cuenta que los residuos básicos que los forman (principalmente, residuos sólidos urbanos y lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales) incorporan sustancias peligrosas. Conviene tener presente que no va a presentar los mismos problemas un compost que incorpore lodos de depuradora que otro que no lo haga; y lo mismo se puede decir sobre otros residuos que pueden formar parte de ellos. Incluso no supone los mismos riesgos el empleo de residuos sólidos urbanos o de lodos de depuradora de distinta localización o procedencia, pues pueden haber zonas industriales más o menos contaminantes, cuyos desechos o vertidos se incorporen a los residuos citados anteriormente. Al margen de todo esto, existen aspectos que en mayor o menor grado pueden limitar la utilización agrícola de los composts y esos son los que se van a tratar a continuación. Entre éstos se pueden considerar los siguientes (Costa et al., 1995):

2.1. Exceso de salinidad.

El compost, en especial el que incorpora residuos sólidos urbanos en su composición, si se emplea en dosis elevadas y reiteradamente, pueden contribuir a aumentar la salinidad de los suelos donde se utiliza, pues su contenido en cloruro y sodio suele tener cierta importancia. El origen de esta salinidad se puede encontrar en la cantidad de alimentos que han recibido sal de cocina, y que son vertidos a la basura. El lixiviado de los iones, cloruro y sodio por las aguas de lluvia, cuando el compost está apilado y dispone de un buen drenaje, puede contribuir a disminuir considerablemente este problema. Los lodos de depuradora tienen menos problemas desde este punto de vista, debido a que este residuo ha sufrido ya un lavado intenso durante su proceso en la planta de tratamiento. Cuando se ha tratado en la planta depuradora con floculantes, tales como el cloruro férrico, resultan inadecuados incluirlos en el compostaje, dado que pueden resultar perjudiciales si se aplican a cultivos sensibles a los cloruros. El exceso de salinidad puede influir negativamente en la capacidad de germinación de las semillas y en el crecimiento de las plantas. Además, puede provocar un empeoramiento de la estructura del suelo.

2.2. Exceso de nutrientes.

Normalmente, no suele presentar el compost este tipo de problemas; sólo en el caso de que el lodo de depuradora esté incluido en él y que el proceso de compostaje y maduración a que se ha sometido no haya sido el adecuado, se puede dar algún riesgo de este tipo. El contenido en materia orgánica del compost no supone peligro alguno, pues ésta es indispensable para la producción agrícola de un suelo en cantidades que oscilan entre el 1% y el 5% y con las proporciones de compost que se agregan habitualmente al mismo no se llegan a superar estos límites. Si el compost se añadiese en estado de inmadurez, en el que la cantidad de materia orgánica es mayor, la mineralización sería más rápida por ser inestable y, por tanto, tampoco supondría un aumento excesivo de la misma.

El potasio tampoco debería crear ningún problema de toxicidad, puesto que para ello sería necesario emplear cantidades altísimas de compost, que tuviese a su vez elevadas concentraciones de potasio asimilable. El nitrógeno es el nutriente que más problemas podría originar, en especial si el compost lleva incorporados lodos de depuradora, cuyo contenido en dicho nutriente puede llegar a ser bastante alto (0,6-6%). El problema con este nutriente se refiere a la posible lixiviación cuando está en forma de nitratos y la consiguiente contaminación de las aguas subterráneas. Hay que tener en cuenta que si bien la forma nitrato es la más móvil, también es la más disponible para la planta, por lo que muchos problemas se pueden evitar añadiendo el compost en períodos que se correspondan con las necesidades fisiológicas de las plantas y, sobre todo, en terrenos que sean poco permeables para que no exista migración de nitratos a lo largo del perfil del suelo. Asimismo, el empleo de residuos poco compostados en los que puede existir una alta proporción de volatilización de nitrógeno como amonio, puede originar problemas de fitotoxicidad sobre la germinación de semillas (Findenegg, 1987).

En lo que respecta al fósforo, cuando su contenido en el compost sea elevado en función de los residuos que lo forman y teniendo en cuenta la tendencia del suelo a inmovilizarlo, su contenido puede aumentar en los horizontes superiores, pudiendo contribuir con ello a la eutrofización de las aguas superficiales.

El contenido en calcio es elevado, en especial en el compost de residuos sólidos urbanos, lo que permite su utilización para la regeneración de suelos afectados por sales. En suelos de este tipo con predominio del ión Na+ se produce su sustitución por el Ca2+, que forma compuestos más estables, lo que permite el lavado de Na+ en profundidad y disminuye notablemente la conductividad eléctrica de los horizontes superiores.

2.3. Contaminantes orgánicos.

El riesgo de que exista este tipo de productos en el compost dependerá en gran medida de los residuos de partida y de la presencia en ellos de desechos industriales peligrosos. Los problemas originados por algunos de estos productos tóxicos son de tal magnitud que se pone en duda si antes de admitir la inocuidad de un compost debería realizarse un test de planta para confirmar la no fitotoxicidad.

Dentro de los residuos sólidos urbanos, los sacos o botellas con restos de herbicidas que se arrojan en ellos pueden polucionar el compost, así como los desechos de productos farmacéuticos no utilizados. Estudios sobre este tipo de riesgos ponen de manifiesto que en el compost con residuos sólidos urbanos se detecta la presencia de compuestos de carbono policíclicos aromáticos, tales como benzoantraceno, criseno y benzofluorantreno; además, dichos compuestos tienen niveles cien veces superiores a los existentes en un estiércol de caballo; pero también ponen en evidencia que estos productos no penetran en cultivos de champiñones cultivados sobre compost y lo hacen muy poco en raíces de zanahorias; en cambio, las partes aéreas de estas últimas reciben por contaminación atmosférica cantidades de carburos policíclicos muy superiores a las absorbidas por las raíces.

Trabajos realizados por García (1990) sobre compost de residuos sólidos urbanos y compost de lodos de depuradora indicaron que estos últimos contienen una mayor cantidad de compuestos fenólicos, ácidos orgánicos de bajo peso molecular (ácido acético, propiónico, butírico e isobutírico) y lípidos totales que los primeros: asimismo, se puso de manifiesto que el proceso de compostaje, siempre que se realice de forma adecuada, disminuye drásticamente el valor de los ácidos orgánicos y en especial el de los compuestos fenólicos con valores por debajo del 0,10%. En cuanto a los lípidos, los hidrocarburos saturados se ven reducidos con el proceso, en particular los de elevado peso molecular; esto no sucede con los ftalatos, que siguen apareciendo incluso en el compost maduro.

Todo esto viene a confirmar que, si bien el proceso de compostaje no elimina totalmente la fitotoxicidad producida por los compuestos orgánicos, la reduce considerablemente.

En general, se concluye que después de la aplicación de los residuos al suelo, los constituyentes orgánicos se movilizan por procesos físicos, químicos y biológicos; los cambios incluyen volatilización, fotodescomposición, descomposición microbiana, adsorción, lixiviación hacia aguas subterráneas y asimilación por las plantas. De todos estos posibles caminos, los dos últimos son los más perjudiciales desde el punto de vista de la contaminación y deben ser evitados. Un proceso de compostaje adecuado puede ayudar en buena medida a ello.

2.4. Microorganismos patógenos.

El compost que se obtiene después de un buen proceso biooxidativo, completado con una fase de maduración, debe de estar prácticamente exento de organismos patógenos, pues, la gran mayoría de ellos no llegan a resistir los 60-70ºC que se suelen alcanzar durante el proceso de compostaje. De tal forma que en un compostaje realizado con pilas al aire, son imprescindibles, los volteos, ya que hay que conseguir que la temperatura necesaria para destruir patógenos se alcance en la totalidad de la masa puesta a compostar. Si existiesen problemas de compactación o de mala aireación y no se pudiesen destruir la totalidad de los patógenos, convendría que este producto sufriese una fase de termogénesis antes de emplearse en agricultura.

De los diferentes residuos que se utilizan para formar el compost, los residuos vegetales son los que contienen menor número de organismos patógenos y además es poco probable que resistan las temperaturas que se alcanzan durante el compostaje. Los patógenos más numerosos y peligrosos se encuentran en los lodos de depuradora. Su cantidad depende de las condiciones generales de la población, ya que casi la totalidad de patógenos proceden de aguas residuales urbanas y, del proceso de estabilización que haya sufrido el lodo en la estación depuradora. La mayoría de los patógenos (sobre el 90%) son destruidos durante la fase de estabilización.

Existe una gran cantidad de patógenos y lo que parece excesivamente complicado es realizar un análisis completo en este sentido de cualquier residuo. Por ello, suelen emplearse como organismo índice la especie Escherichia coli o las bacterias coliformes, dada su gran difusión y presencia en aguas de alcantarillado. Sin embargo, no faltan detractores de este tipo de análisis sobre organismos índice, pues ha de tenerse en cuenta que los virus, si bien son poco numerosos, su peligrosidad es muy alta; además, a pesar de que la correlación entre las bacterias coliformes y las patógenas totales es alta en aguas, poco se sabe a este respecto sobre su presencia en los residuos.

La capacidad de supervivencia de los patógenos en el suelo y en las plantas se considera fundamental desde el punto de vista de la aplicación agrícola de los residuos. La supervivencia en el suelo es muy variable y va desde pocos días (como los quistes de protozoos) a varios años (como los huevos de Ascaris lumbricoides).

Conviene indicar que los patógenos en el suelo pueden resistir más en ausencia de radiaciones solares, temperaturas bajas y contenidos elevados de agua. Los virus y la mayor parte de los parásitos no se multiplican, sino que resisten en condiciones adversas. El movimiento vertical y horizontal de los patógenos en el suelo es muy reducido. En EE.UU. la Environmental Protection Agency realizó una armonización entre las diferentes normativas estatales para eliminar o reducir los patógenos, destacando las siguientes técnicas de tratamiento: pasteurización a diferentes temperaturas (su eficacia es relativa), desinfección química mediante encalado (elevando el pH a 12, pero no se consiguen eliminar las formas esporuladas de parásitos y los huevos, especialmente los de áscaris; además, su efecto es temporal), irradiación mediante fuentes de energía variada. Por último, está el proceso de compostaje, que permite obtener un producto relativamente desinfectado como resultado de los procesos termofílicos que se producen durante la biooxidación (Parr et al., 1978).

2.5. Presencia de materiales inertes y olor.

Una de las críticas más habituales por parte de los agricultores en contra del empleo agrícola del compost, y muy en particular cuando los residuos sólidos urbanos forman parte de él, es la presencia de materiales inertes, como trozos de vidrio, plásticos y metales, etc. Entre las diversas razones que se esgrimen en contra de estos productos por su contenido en inertes se pueden citar, las siguientes:

- Dilución de la fracción agronómica interesante del compost (materia orgánica degradable, elementos fertilizantes) por parte de los materiales inertes, los cuales no tienen ninguna acción beneficiosa y su transporte supone un gasto inútil.
- Deterioro de los instrumentos agrícolas: como ejemplo, la rotura de dientes de aparatos por enrollamiento con plásticos o por trozos de vidrio o metales.
- Riesgos de producir heridas en los agricultores que manipulan los productos, producidos por trozos de vidrio, jeringuillas, agentes metálicos cortantes, etc.
- Aspecto estético desagradable, con la consiguiente degradación del medio ambiente. Objetos insólitos, materiales plásticos de colores vivos y demás objetos contribuyen fuertemente a esta contaminación estética, a la cual son bastante sensibles los agricultores, cada vez más concienciados por las campañas antipolución y ecologistas.

A pesar de todo esto, no se debe ver en la presencia de los materiales inertes un aspecto negativo como tal dado que le confieren al compost una estructura apta para hacer de soporte de cultivos, ofreciendo una buena porosidad.

Cuando el proceso de compostaje no ha sido el adecuado puede surgir el problema del olor, lo que contribuye al rechazo por parte de los agricultores para emplear el compost sin ningún tipo de reservas.



Autora:

Ana Isabel Roca Fernández.
Centro de Investigaciones Agrarias de Mabegondo. INGACAL. Apdo. 10 - 15080 La Coruña, España.

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Cap. 1
   Valoración agronómica del compost y factores limitantes de su aplicación (Parte I)
Cap. 2
   Valoración agronómica del compost y factores limitantes de su aplicación (Parte II)