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

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.

icono foto valoracion agronomica del compost y factores limitantes de su aplicacion
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.



2.6. Metales pesados.

Un factor muy a tener en cuenta y que puede limitar el uso del compost, desde el punto de vista agrícola, es su contenido en metales pesados (Costa et al., 1995). El grado de peligrosidad de los metales pesados va ligado a dos propiedades fundamentales que son su toxicidad y su persistencia. Además, hay que añadir la capacidad que posee la planta para absorber cualquiera de estos elementos. Tampoco se deben de obviar los efectos sinérgicos y antagónicos que un elemento puede presentar frente a otros. La suma de todos estos factores resulta fundamental a la hora de evaluar el grado de toxicidad de los metales pesados en el suelo, junto con las características del suelo, como pH o contenido en arcillas.

Actualmente, el problema de los metales pesados en el suelo y su aporte por los residuos sólidos urbanos que se añaden a él acaparan la atención de numerosos investigadores, debido a su fuerte impacto sobre el medio ambiente, por el efecto a largo plazo sobre los eslabones más expuestos de la cadena alimentaria, incluido el hombre, y por las graves y difíciles implicaciones que comporta el intentar remediar la contaminación que provocan. Las cantidades de metales pesados en el compost varían en función de los residuos que forman parte de él. El origen de ellos en los residuos sólidos urbanos hay que buscarlo, por ejemplo, en la eliminación de pilas usadas. Más difíciles de explicar son los contenidos en Cd, Ni y Cr que pueden proceder de botes metálicos, de ciertas pinturas y tintes utilizados en los marcajes de cartones, papeles y materiales plásticos, y, sobre todo, aditivos de polimerización empleados en la fabricación de plásticos.

La existencia de esta contaminación por elementos metálicos hay que tenerla en cuenta cuando se emplean dosis masivas de compost, puesto que existen una serie de cultivos, como la lechuga y el tomate, que tienen tendencia a acumular metales pesados. Parece ser que de los metales que poseen los residuos sólidos urbanos, sólo el Zn, Mn y B están dotados de cierta movilidad; sin embargo, se debe advertir que en algunos composts con alto contenido en Cd, este elemento puede pasar a la parte vegetativa de la planta, como ocurre en el caso del maíz. Debe hacerse una mención especial al Hg ya que tiene tendencia a concentrarse mucho en algunos cultivos, como el champiñón. Los contenidos de metales pesados en el compost que incorpora residuos sólidos urbanos y lodos de depuradora varían bastante dependiendo de las regiones de procedencia de dichos residuos, pues dichos contenidos estarán estrechamente ligados a las actividades industriales.

De entre los factores que regulan el paso de los metales pesados del suelo a la planta pueden destacarse, los siguientes: factores relativos al compost y factores relativos al propio suelo (Costa et al., 1995).

- Factores relativos al compost:

El conocimiento de las cantidades totales de metales pesados que contiene el compost permite apreciar los riesgos de acumulación de los mismos en el suelo y valorar sus peligros potenciales; pero el problema más importante estriba en la posibilidad de migración que tengan dichos metales en el suelo, así como su disponibilidad para las plantas. Generalmente, los metales se encuentran en concentraciones bajas si se considera la fracción hidrosoluble del compost, lo que significa que el peligro ligado a esta fase es más bien pequeño pero existe otra fracción de metales ligados a la parte sólida que podría estar disponible para las plantas. No se ha podido constatar de una forma general si ésta corresponde a la fracción más densa (inorgánica) o a la menos densa (orgánica). La fijación de los metales pesados por la fracción sólida del compost podría deberse a su materia orgánica, por medio de la formación de complejos o bien por la formación de compuestos minerales insolubles, como carbonatos, óxidos, etc.

El pH del compost también influye bastante en la movilidad de los metales; éstos tienen normalmente su valor que está comprendido entre 7 y 8, lo cual determinará una movilidad pequeña, a excepción de los anfóteros (Juste y Pommel, 1977). Además de los contenidos totales de metales pesados interesa conocer otras fracciones de ellos. Los metales que se extraen con agentes quelantes (DTPA, EDTA, etc.) son muy estudiados ya que dan una idea de la cantidad de metal que puede estar en disposición de ser asimilado por las plantas (fracción potencialmente asimilable); asimismo es importante conocer las fracciones que se extraen con una sal neutra (CaCl2, NH4Cl, etc.) ya que indican la fracción de cambio, y, por supuesto, también es interesante estudiar la fracción soluble en agua. Estas dos últimas fracciones son las que pueden absorber las plantas de una forma más inmediata.

- Factores del suelo:

La fase sólida del suelo puede retener a los metales pesados aportados por el compost, en base a los siguientes mecanismos (Costa et al., 1995):

- Intercambio de cationes entre la fase líquida y sólida.

Cuanto mayor sea la capacidad catiónica del suelo, mayor será la inmovilización que se ejerza sobre los metales. Esta capacidad de cambio catiónico depende de la cantidad y tipos de materia orgánica y de arcilla que posea dicho suelo.

- pH del suelo.

Cuanto menor sea el pH del suelo, mayor será el riesgo de paso de metales tóxicos a la solución. En 1919, Lindsay comprobó que una unidad de incremento en el pH hace descender cien veces los niveles de Cd, Cu, Ni y Zn en la solución del suelo. Las condiciones redox y el pH intervienen sobre la estabilidad química de los compuestos que fijan los metales pesados, y en consecuencia sobre su solubilidad. La movilidad de los elementos metálicos es muy variable, depende del estado de saturación y aumenta con el carácter reductor del suelo.

- Efectos sinérgicos.

Debido a ellos, dos elementos pueden producir efectos superiores a los que se obtendrían sumando separadamente las acciones de ambos. También pueden producirse efectos antagónicos que, orientados de manera adecuada, pueden resultar útiles para limitar los riesgos originados por la presencia de ciertos elementos en el compost. Así, por ejemplo, el problema de la contaminación por Cd puede ser regulado con el Zn, haciendo que la relación Zn/Cd sea elevada, ya que la toxicidad del Cd disminuye en presencia del Zn (Chaney, 1977).

Los metales pesados pueden ejercer diversos efectos, en primer lugar, de forma directa sobre las diferentes partes de una planta y posteriormente pueden llegar a afectar incluso a toda la cadena trófica (Costa et al., 1995).

- Efectos de los metales pesados sobre las plantas.

Los metales pesados contenidos en el compost pueden ser absorbidos por las plantas, y esto depende en gran medida de la naturaleza del vegetal y de su sensibilidad, pudiéndose establecer, según Spotswood y Paymer (1973), la siguiente secuencia: leguminosas>remolacha>manzano>cereales. Además, la acumulación de los metales se puede producir en las raíces, hojas, tallos, frutos, etc. y los problemas que surgen son muy variados. La edad de la planta también es un factor a tener en cuenta a la hora del estudio de la asimilación de los metales pesados. Los metales pesados que pueden ser más problemáticos son Cd, Ni (cuya concentración en lodos puede llegar a ser elevada), Cu y Zn (que tienden a acumularse en los tejidos vegetales cuando existen en gran proporción). Los elementos pesados tienen un efecto más o menos directo sobre el metabolismo de los vegetales ya que pueden causar el cierre de los estomas e inhibir la transpiración y también pueden estar asociados a fenómenos de marchitamiento y turgencia. Los metales pesados inhiben la fotosíntesis, no sólo por el cierre estomático, sino por los daños que causan en los cloroplastos. Otro de los síntomas de toxicidad inducida por metales pesados es la clorosis. La reducción de la actividad fosfatásica y la interferencia con la respiración mitocondrial parecen ser las causas más frecuentes de la disminución del crecimiento de la planta debida a metales pesados. Para pequeñas dosis de metales se ha comprobado una acción positiva sobre el crecimiento atribuida a los efectos de alosterismo enzimático o al bloqueo de algunos inhibidores.

- Efectos de los metales pesados sobre la cadena trófica.

En la cadena alimentaria pueden entrar metales pesados procedentes de las plantas; los elementos más representativos son Cd, Cu y raramente Zn. Los animales más sensibles sufren toxicidad por Zn si la dieta contiene entre 500 y 1.000 p.p.m. de este metal como sulfato. Las plantas que contienen alrededor de 1.000 p.p.m. de Zn poseen un tamaño tan reducido que, no resultan rentables económicamente, y la parte comestible para el animal no contiene cantidades nocivas de metales pesados (Chaney, 1977).

Frecuentemente el Cu daña los cultivos antes de que su contenido en la planta llegue a ser tóxico para los animales. El ganado ovino es muy sensible a este metal, por lo que no se debe emplear compost rico en este elemento para cultivos que se vayan a destinar a pastos.

Los elementos que pueden considerarse nocivos para las plantas, los animales y el hombre son: As, B, Cd, Hg, Mo, Ni, Pb, Se y Zn. De éstos, el Cd posee una toxicidad muy elevada, por lo que es uno de los elementos más a tener en cuenta a la hora de aplicar productos con altos contenidos en este metal. Cd, Cu, Ni, Zn y Mo pueden acumularse en las plantas ocasionando problemas en la cadena alimentaria: altos contenidos en Cu, Ni y Zn pueden provocar toxicidad; B, Mo y As son peligrosos para las plantas y para la salud de los animales; Hg y Pb no suelen presentar problemas, puesto que sus formas minerales en el suelo son relativamente insolubles; se suelen acumular si pasan a la planta, en raíces, y sus concentraciones en ellas no son peligrosas para los animales. La planta extrae Cd, Cu, Ni y Zn en forma de cationes, mientras que Mo, B, As y Se se asimilan como aniones.

2.7. Inmadurez del compost.

De todos los riesgos comentados anteriormente, tal vez el que mayores efectos negativos puede producir frente a la utilización agrícola de estos productos es su uso antes de haber alcanzado un adecuado grado de madurez. Este hecho es, sin duda, el causante de la mayor parte de los efectos depresivos que se producen en las cosechas.

El uso de compost inmaduro como enmienda orgánica de suelos puede tener las siguientes consecuencias:

- Provoca una disminución de la concentración de oxígeno en las raíces.
- Produce una elevación de la temperatura en el medio, que puede llegar a valores incompatibles con el desarrollo normal de las plantas.
- En el caso de emplear un producto con alta relación C/N, puede producirse lo que se conoce como “hambre de nitrógeno”.
- Permite la acumulación de ácidos orgánicos de bajo peso molecular y de otros metabolitos orgánicos considerados como sustancias fitotóxicas.
- Asimismo, puede que no se haya conseguido destruir en gran medida los organismos patógenos.

3. CALIDAD DEL COMPOST PARA SU APLICACIÓN AL SUELO.

Siempre resulta difícil definir la calidad de un compost porque ésta va a estar directamente relacionada con la aptitud del mismo para ser utilizado. Además, las características finales del producto están muy influenciadas por las materias primas de que se trate y, sobre todo, por la finalidad que se le vaya a dar al compost.

La calidad del compost viene determinada por la suma de distintas propiedades y características. En cualquier caso, se puede hablar de:

- Calidad física: granulometría, capacidad de retención de agua, humedad, presencia de partículas extrañas y olor, entre otros.
- Calidad química: contenido y estabilidad de la materia orgánica, contenido y velocidad de mineralización de los nutrientes vegetales que contenga y, presencia de contaminantes inorgánicos u orgánicos.
- Calidad biológica: presencia de semillas de malas hierbas y patógenos primarios y secundarios.

Dentro de estos niveles de calidad también deberán establecerse distintas exigencias según el mercado al que vaya destinado pero siempre habrá unos mínimos de calidad de obligado cumplimiento para cualquier aplicación. Por tanto, resulta necesario definir unos criterios generales de calidad del compost y establecer unos parámetros diferenciados para usos diversos, sin que esto signifique que dependiendo del destino final del producto se puedan sobrepasar los niveles máximos de contaminantes permitidos.

La finalidad de crear una normativa sobre calidad del compost debe ir mucho más allá que el evitar una excesiva contaminación del suelo. El término “excesiva” es subjetivo, y no considera el compost como un producto que aporta una serie de efectos beneficiosos al suelo y a los cultivos. Existen normativas, como la austriaca, que se preocupa de que el compost produzca beneficios a los cultivos; otras, como la danesa, que pretenden proteger al suelo de una aplicación excesiva de nutrientes y otras, como la española actual, que se ciñe simplemente a evitar la contaminación excesiva por metales pesados. Estas normativas deberían plantearse para alcanzar la conciliación entre, por una parte, los objetivos de tratamiento y gestión y, por otra, los de producción y calidad, e intereses de productores y usuarios junto con intereses del medio ambiente, en general, y de la sociedad, en particular.

La calidad de un compost obtenido a partir de residuos urbanos está influenciada por dos factores:

- La separación de materiales no deseables, es decir, aquellos cuya degradación biológica es difícil, como plásticos, vidrio, etc., o bien los que puedan aportar materiales tóxicos, como metales pesados y productos químicos, etc. cuya asimilación por parte del cultivo receptor representa un riesgo potencial para la salud.
- La granulometría final del producto vendrá determinada por el proceso de homogenización y fermentación de los residuos, para lo que existen distintas opciones entre las tecnologías existentes.

En la figura 1 se representan de forma esquemática los usos posibles a los que se puede destinar el compost en función de su calidad para su aplicación como fertilizante o enmienda orgánica de suelos.
Figura 1. Posibilidades de aplicación del compost al suelo en función de su calidad (Soliva Torrentó, 2002).

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4. BIBIOGRAFÍA.

Costa, F; García, C; Hernández, T. y Polo, A. (1995). Residuos orgánicos urbanos. Manejo y utilización. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura. Murcia. 181 pp.
Chaney, R. L. (1977). Plant accumulation of heavy metals and phytotoxicity resulting from utilization of sewage sludge compost on cropland. National Conference on Composting of Municipal Residues and Sludges. USDA, Rockville, USA.
Findenegg, G. R. (1987). A comparative study of ammonium toxicity at different constant pH the nutrient solution. Plant and Soil 103: 239-243 pp.
GARCÍA IZQUIERDO, C. J. (1990). Estudio del compostaje de residuos orgánicos. Valoración agrícola. Tesis Doctoral. Universidad de Murcia.
Greene, E. M. (1980). Cytokinin production by microorganisms. Bot. Rev. 46: 25-74 pp.
Parr, J. F.; Epstein, E. y Wilson, J. B. (1978). Composting sewage sludge for land application. Agriculture and Environment 4: 123-137 pp.
Soliva Torrentó, M. (2002). Compostatge i gestió de residus orgànics. Estudis i Monografies, 21. Barcelona. 112 pp.
Spotswood, A. y Raymer, M. (1973). Some aspects of sludge disposal on agricultural land. Water Pollution Control, 71-77 pp.


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)


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