Humus de Lombriz.
CARACTERÍSTICAS DE LA VERMICOMPOSTA.
La estructura física final
del vermicompuesto producido depende mucho del desperdicio del que proviene,
sobre todo cuando se usan materiales que tardan más en fragmentarse
como es el caso de pajas y otros materiales que no se ofrecen picados.
Sin embargo, el producto final de la mayor parte de desechos orgánicos
es usualmente un material finamente dividido con buena estructura, porosidad,
aireación y capacidad de retención de humedad. Estructuralmente tiene
la apariencia y muchas de las características del peat moss que adicionalmente
contiene nutrientes para las plantas (Edwards 1982,1983).
El contenido de nutrientes
también varía dependiendo del material de origen. Sin embargo, cuando
su valor nutritivo es comparado con un medio de crecimiento comercial
al que se le han añadido nutrientes, vemos que usualmente contienen
más de los elementos minerales necesarios para las plantas aunque por
lo común se detecta una deficiencia en magnesio.
Durante el procesamiento de
los desechos orgánicos por la lombriz, muchos de los nutrientes que
contienen cambian a formas que son más asimilables para las plantas,
como nitrato o nitrógeno amoniacal, fósforo intercambiable, potasio
soluble, al igual que el calcio y magnesio. El proceso no cambia apreciablemente
el pH del medio. Muchos de los desechos de origen animal tienen un pH
neutral a ligeramente alcalino y muchas de las plantas prefieren medios
de crecimiento ligeramente ácidos con un pH de 6.0 a 7.0, por lo que
el producto se beneficia con un poco de acidificación.
Hay mucha evidencia de que
el vermicompuesto promueve el crecimiento de plantas. Fosgate y Babb
(1972) obtuvieron vermicompuesto de estiércol bovino y vieron con él
el mismo resultado que con mezclas especiales para invernadero en la
producción de plantas florales. Reddy (1988) reportó un incremento
en el crecimiento de Oryza sativa (arroz) después de añadir vermicompuesto.
Buchanan (1988) sugiere que muchos vermicompuestos tienen mayores niveles
de nutrientes disponibles que los desechos que les dieron origen.
Handreck (1986) analizó la utilización de vermicompuesto como medio
para crecimiento de hortalizas y concluyó que este podía aportar los
elementos traza requeridos por las plantas aunque no era capaz de llenar
los requerimientos de nitrógeno y este debía ser añadido.
En estudios hechos por Edwards
y Burrows (1988) se vio una mas rápida germinación y mejor crecimiento
con desechos trabajados por lombriz que con medios comerciales para
el crecimiento de plantas. Un amplio rango de plantas crecieron bien
en vermicompuesto al 100% como en un rango de dilución de 1:1 a 3:1
con peat, pine bark, o Kettering loam. Para este trabajo se utilizó
una amplia variedad de plantas que van desde vegetales como calabaza,
pepino, lechuga, tomate, rábano; plantas de acolchado como Alyssum,
Antirrhinum, Aster, Campanula, Calceolaria, Cineraria, Coleus,
espárrago plumoso, chícharo dulce, Polyanthus y Salvia; y arbustos
ornamentales como el Eleagnus pungens, Cotoneaster conspicua, Pyracantha,
Viburnum bodnantense y Juniperus communis. Las plantas ornamentales
florecieron mucho antes en las mezclas con vermicompuesto. Esto se debe
al efecto hormonal que resulta de la acción microbiana ya que es sabido
que los microorganismos pueden producir Fitohormonas (Tomati y Galli,
1995).
El efecto de diluir un medio
comercial para plantas con vermicompuesto fue estudiado por Scott (1988)
usando plantas arbustivas ornamentales. Cuando se mezcló el vermicompuesto
incluso a niveles de solo un 5% con el medio de crecimiento comercial
para plantas, causaron una mejora en el crecimiento de las plantas.
Todas las diluciones y las diferentes mezclas tendieron a producir mejores
resultados, incluso que el vermicompuesto al 100%. Estos resultados,
en los que aún una cantidad muy pequeña de vermicompuesto tuvo efectos
significativos en las plantas, indican que la respuesta no está basada
solo en el contenido de nutrientes del vermicompuesto.
El vermicompuesto después
de procesado usualmente contiene un 75% de humedad y requiere ser secado.
Este proceso puede hacerse extendiéndose al sol por un par de días
o calentándose a 60-80°C por 12 a 24 hrs. Si el material proviene
de fuentes que puedan contener patógenos humanos como desechos urbanos
o lodos de plantas tratadoras de agua se recomienda un precomposteo
de 7 días o pasarlo a través de un esterilizador de flama.
Los ácidos húmicos son compuestos
orgánicos que se encuentran en la naturaleza que no pueden ser clasificados
en ningún grupo químico (como grasas, polisacáridos, proteínas,
etc.). Se definen de acuerdo a sus solubilidades. Los ácidos fúlvicos
son aquellos materiales orgánicos que son solubles en agua a cualquier
valor de pH. Los ácidos húmicos son materiales que son insolubles
a valores de pH ácido (pH<2) pero solubles a valores mayores. Humin
es la fracción del material orgánico natural que es insoluble en agua
a cualquier valor de pH.
La estructura de los materiales
húmicos les permite funcionar como surfactantes con la habilidad de
ligar tanto grupos hidrofóbicos como hidrofílicos. Esta función en
combinación con sus propiedades coloidales hace a los materiales húmicos
y fúlvicos agentes efectivos en el transporte de otras sustancias tanto
orgánicas como inorgánicas. Por otro lado, debido a su gran tamaño,
peso molecular y cargas sueltas, chocan, se atoran y se adhieren a las
cargas libres que existen en los suelos proporcionadas por las arcillas,
reteniéndolos por lo tanto el suelo y reteniendo estos a las sustancias
que se les hayan adherido. Las reacciones químicas y físicas generalmente
se incrementan en los sistemas coloidales debido a las grandes áreas
superficiales de las partículas coloidales.
Los materiales coloidales húmicos
consisten en cadenas largas, tridimensionales, entrecruzadas, con cargas
eléctricas distribuidas en la partícula. La presencia de grupos ionizados
con cargas provocan una mutua repulsión expandiendo la molécula al
máximo. Pueden acarrear, cuando son solubles, cationes que se adhieren
a sus cargas, y sus cadenas hidrofobias promueven también la solubilización
de compuestos no polares. Esta unión puede ayudar a poner esas sustancias
en contacto con otros agentes y ayudar a su degradación como es el
caso de insecticidas o herbicidas que de no detenerlos podrían penetrar
en el subsuelo.
Los ácidos húmicos, por su
amplia superficie y enlaces disponibles, tienen una gran capacidad de
adsorción, forma complejos metálicos, es un buen medios para los microorganismo,
almacena nutrientes y en especial retiene agua. (Gaffney, 1996)
Antes los agricultores se preocupaban
por tener la humedad suficiente para explotar al máximo el abono, en
el futuro, solo se preocuparán por tener suficiente fertilizante para
sacarle el máximo partido a la humedad (Tisdale, 1988). El agua y el
abono forman un equipo, si uno falta el otro no funciona de la misma
manera. Se requiere humedad disponible para aumentar la absorción de
nutrientes. Con agua funciona el abono. Con abono la planta resiste
mejor la sequía, ya que una buena planta tiene un buen sistema radicular,
por tanto tiene una mejor captación de nutrientes.
A medida que la fertilidad
de un suelo mejora y los requerimientos principales de nitrógeno, fósforo
y potasio se llenan, las deficiencias son más sutiles y aparecen muestras
de apetito latente, en donde la planta no muestra la deficiencia en
sus hojas o crecimiento, pero le esta afectando en el vigor y salud
de la misma. Se requieren abonos completos que ayuden a cubrir todos
los nutrientes, ya que con un solo elemento que falte interrumpe el
desarrollo de la planta y su crecimiento normal.
Propiedades fisicoquímicas
de Humus de lombriz:
GRUPOS FUNCIONALES
MICROBIANOS PRESENTES EN EL HUMUS DE LOMBRIZ
| GRUPO FUNCIONAL | BACTERIAS/gr. |
| Aeróbicos Mesófilos Celulolíticos | 7,0 x 104 |
| Aeróbicas Termófilos Celulolíticos | 3,3 x 104 |
| Anaerobios Mesófilos Celulolíticos | 4,4 x 104 |
| Anaerobios Termófilos Celulolíticos | 2,6 x 104 |
| Mesófilos Proteolíticos | 1,4 x 10 |
| Termófilos Proteolíticos | 2,6 x 107 |
| Mesófilos Sulfato-reductores | 4,9 x 103 |
| Mesófilos Amonificantes | 1,9 x 106 |
| Termófilos Amonificantes | 1,2 x 104 |
| Mesófilos Nitrificantes | 8,0 x 104 |
| Mesófilos Desnitrificante | 1,4 x 104 |
| Termófilos Desnitrificantes | 9,4 x 104 |
| Mesófilos Sulfo-oxidantes | 1,5 x 104 |
Las condiciones de estabilidad
termodinámica que se evidencian por el potencial Redox (Eh) con valores
entre 400 y 600 mV se asocian con una alta capacidad de retención de
humedad (Wi = 53-65%) indican una alta condición de oxidación causada
por una estructura e alta aireación.
El proceso de humificación
favorece la producción de ácidos fúlvicos.
Los resultados de Martin (1991)
reportan un incremento en la mineralización de corto plazo de la materia
orgánica de la composta de lombriz. Estudios mas largos indican que
la tasa de respiración de la composta de lombriz era menor que en otras
compostas indicando una mayor protección de la materia orgánica en
los agregados estables que se forman en el humus de lombriz. El tiempo
y la extensión de esta proporción deben ser todavía investigados.
Por otro lado la baja tasa de respiración sugiere la presencia por
más tiempo de los microorganismos.
La composta de lombriz
son microhabitats ricos en C y N disponible. La microbiología del aparato
digestivo de la lombriz es un proceso importante para incrementar las
eficiencias de asimilación de N y C. Se ha desarrollado una asociación
mutualista. A medida que la Materia Orgánica entra al tracto digestivo,
los niveles de humedad, el pH y el contenido de C soluble en agua se
incrementa. El material consumido se mezcla en la molleja de la lombriz
(gizzard) y le sigue un significativo aumento de la actividad microbiológica.
El agua y los solutos se reabsorben al final del tracto digestivo y
se excreta el material consumido con un 20% menos de C. La fuga de colonias
microbiológicas con la composta de lombriz y algo de mucus lleva a
una más completa y eficiente extracción de nutrientes. El aumento
inicial de actividad microbiológica en la composta recién desechada
es un efecto tardío de lo que está sucediendo en el trato digestivo.
Estos microorganismos se reproducen fuera y ayudan a descomponer la
materia orgánica en el medioambiente donde habita la lombriz de manera
que lo que la lombriz va consumiendo ya ha sido inoculado previamente
con microorganismos y ha empezado su descomposición.
Debido al hecho
que estas sustancias no presentan una composición química cuantitativa
estable, tiene una estructura especial “Amorfa”, son conocidos como
compuestos de pesos moleculares que van desde 3.000 a 500.000 y que
en su periferia tienen grupos químicos reactivos de carácter ácido
(OH y COOH), estos hacen posible que estas sustancias, puedan absorber
en su superficie agua y elementos nutritivos utilizados por las plantas.
El humus presenta un efecto
homeostático (tampón), ya que modera los cambios de acidez y neutraliza
los compuestos orgánicos tóxicos que llegan a él por contaminación.
De esta forma, un suelo que posee un nivel adecuado de materia orgánica
humificada, se encuentra con mayores defensas frente a invasiones bacterianas
y fúngicas tóxicas para las plantas.
Cambio iónico: es el proceso
reversible por el que los cationes y aniones son intercambiados
entre las fases líquidas y sólidas. Si se ponen en contacto dos fases
sólidas también puede tener lugar un intercambio iónico entre sus
superficies. Las fracciones del suelo en las que se asienta un intercambio
iónico son las fracciones orgánica y mineral, cuyas partículas tienen
un diámetro menor de 20 micras. Esto incluye una parte de la fracción
limosa y la totalidad de la arcilla, así como la materia orgánica
coloidal. A causa de que los cationes están cargados positivamente,
son atraídos por las superficies cargadas negativamente. En la fracción
orgánica estas cargas provienen de grupos –COOH y –OH. Las cargas
negativas que desarrollan los coloides orgánicos y minerales están
neutralizadas por los cationes atraídos. La cantidad de cationes
que pueden ser atraídos da lugar a la capacidad de intercambio catiónico
que tiene un suelo. Así los coloides del suelo pueden absorber numerosos
cationes como calcio, magnesio, potasio, sodio, amonio, aluminio,
hierro e hidrógeno, siendo unos mas fuertemente retenidos que otros.
La cantidad de cationes expresada en mili equivalentes por cada 100g
de suelo que puede retener una arcilla varía entre 20 a 80 meq/100g
de suelo y la materia orgánica tiene valores entre 100 a 200 meq/100g
de suelo. Aumentar la capacidad de intercambio catiónico reduce la
pérdida por filtración de elementos tales como el potasio, calcio,
magnesio, cobre, zinc, entre otros (Tisdale,1988).
La importancia de la materia
orgánica no puede ciertamente desestimarse. Es necesaria para mantener
una buena estructura del suelo, especialmente en los suelos de textura
fina. Aumenta la capacidad de intercambio catiónico, con lo cual se
reduce la pérdida por filtración de nutrientes. Sirve como reservorio
para el nitrógeno del suelo. Mejora las relaciones con el agua, y su
mineralización proporciona a la planta un continuo suministro de nitrógeno,
fósforo y azufre (Tisdale, 1988).
La naturaleza del catión amonio
NH4+ permite su adsorción y retención por el material coloidal del
suelo. Es necesario que el terreno tenga una capacidad de intercambio
suficientemente alta para retener el nitrógeno añadido en forma de
amonio, si no, este será eliminado en el agua de percolación contaminando
el subsuelo y los acuíferos subterráneos.
Por otro lado, cuando el nitrógeno
es asimilado por un microorganismo y pasa a formar parte de él, este
no se pierde por filtración sino que se conserva y cuando este microorganismo
muere, entonces el nitrógeno está nuevamente disponible para la planta
sin que se pierda al ser aplicado al principio.
La importancia de aplicar un
material orgánico procesado a aplicar un material fermentable es que
en la fermentación que este material tendrá se perderá mucha materia
orgánica en forma de CO2 y además va a requerir acción por parte
de los microorganismos del suelo y de nutrientes como nitrógeno, para
llevar a cabo este proceso compitiendo al mismo tiempo con la planta.
Un producto ya fermentado o composteado ya no sufre esa descomposición,
no compite con la planta y no se pierde al ser fermentado (Tisdale,
1988).
Entre el 30 y 40% del nitrógeno
que se aplica se pierde por volatilización y principalmente por la
filtración de nitrato. Se requiere un material fertilizante que libere
su nitrógeno en un periodo de tiempo largo, a fin de que los nitratos
puedan ser absorbidos por el sistema radicular que está creciendo,
durante todo el periodo de crecimiento de la planta. Por otro lado,
al aplicar grandes cantidades de un fertilizante provocamos que la planta
absorba cantidades mayores a sus requerimientos y caigamos en un consumo
de lujo que puede llegar a ser tóxico para la misma planta y tengamos
un uso antieconómico de ese nutriente. Aplicaciones pequeñas y frecuentes
es más eficaz que una sola aplicación mayor, o usar fertilizantes
de liberación prolongada pueden ayudarnos a un mejor aprovechamiento
de lo que estamos aplicando (Tisdale, 1988).
Los extractos de humus de los
suelos han aumentado la solubilidad del fósforo. Esto ha sido explicado
por la formación de complejos fosfohúmicos que son más fácilmente
asimilables por las plantas y por el envolvimiento del fosfato por una
cubierta protectora que evita que este se fije al suelo. Además, en
la materia orgánica encontramos otros aniones, como el citrato, el
oxalato, el tartrato y malato, que se pueden unir a otros cationes dejando
libre al fosfato para ser absorbido por la planta (Tisdale, 1988).
En la rizosfera, en el área
inmediatamente adyacente a las raíces se ha visto que las plantas deben
absorber activamente algunos de los nutrientes que requieren, para esto
la planta suelta compuestos orgánicos para atraer esos cationes
que se adhieren a esas sustancias y posteriormente la planta los toma
en esa forma quelatada. Hacerlo de esta manera le cuesta a la planta
una considerable pérdida de energía que se pierde en esas sustancia
que libera.
Los sulfatos, a causa de su
naturaleza aniónica y alta solubilidad, tienden a tener una alta pérdida
por filtración, aunque su tendencia a desaparecer totalmente de los
suelos varía ampliamente. Cuanto mayor es la cantidad de agua de riego,
más grande la lámina de riego, mayor es el movimiento descendiente
que los sulfatos tienen en el perfil del suelo. Las pérdidas son mayores
cuando predominan iones monovalentes como el potasio y el sodio. Son
menos severas cuando predominan calcio y magnesio y son menores en suelos
ácidos con apreciables cantidades de hierro y aluminio. Lo mismo que
con el azufre sucede con el cloro, aunque poco se sabe sobre la necesidad
de cloro por parte de las plantas (Tisdale, 1988).
Los quelatos o agentes
quelatantes son estructuras cíclicas de un átomo metálico y un componente
orgánico en que los dos están unidos juntos con varios grados de fuerza,
desde un enlace mas bien débil a un enlace metal orgánico fuerte.
Estos quelatos orgánicos son solubles en agua y se disocian en un grado
ligero, por lo que su actividad iónica disminuye, pero su solubilidad
se ve incrementada si están quelatados. Existen varios quelatos químicos
que se usan en la agricultura entre los que están el EDTA o ácido
Etilendiaminotetraacético y el DTPA o ácido dietilentriaminopentaacético.
Los quelatos, sin los metales secuestrados (hierro, cobre, manganeso,
zinc) existen como ácidos o sales sódicas. Cuando se aplican a los
suelos, al igual que los ácidos húmicos, tienen la capacidad de secuestrar
los metales requeridos por las plantas que hay en forma insolubles en
el suelo y hacerlos disponibles. De hecho ha sido posible corregir deficiencias
de hierro simplemente aplicando un quelato sódico directamente al suelo,
cerca de la raíz (Tisdale, 1988).
Uno de los mayores problemas
de los mezclados a granel es la segregación o separación de ciertos
componentes de la mezcla durante la mezcla o durante el transporte posterior.
La uniformidad del tamaño de las partículas, disposición y densidad
pueden minimizar la segregación. El tamaño de las partículas es por
mucho el más importante. Se deben tener materiales con un tamaño de
partícula iguales.
La uniformidad de distribución
de las partículas de fertilizante en el campo es un factor crítico
para obtener una buena respuesta al fertilizante. Entre los factores
importantes está el tamaño, disposición y densidad de las partículas
y el diseño y ajuste de los aplicadores o aspersores. Cuando los rendimientos
de cosecha son altos o la apariencia de la planta es importante, una
distribución irregular de los nutrientes para las plantas puede tener
un efecto adverso sobre estas. Estos se explica por la disminución
de las respuestas por las altas proporciones. La pérdida en rendimiento
causada por una subfertilización es mayor que la ganada por una sofrefertilización,
sobre todo cuando nuestros niveles de fertilización están mas cerca
del óptimo, ya que aquí los rendimientos decrecientes son mayores.
Para construir y mantener la fertilidad del suelo se requieren aplicaciones
más difusas de los nutrientes necesarios. Los fertilizantes menos concentrados,
que requieren aplicarse en mayor volumen, nos ayudan a tener una mejor
distribución en campo de los nutrientes. Un solo elemento que falte
interrumpe el desarrollo de la planta y su crecimiento normal. (Tisdale
1988).
Funciones de la materia orgánica
en el suelo (Tisdale 1988):
El agua y sus funciones en
el suelo (Tisdale, 1988):
El fertilizante con nitrógeno
orgánico tiene una liberación lenta, por lo tanto hay una baja pérdida
por filtración y una mejor utilización. Es recomendable mezclar este
con una fuente de nitrógeno químico rápidamente asimilable para que
haya nitrógeno disponible en las cantidades necesarias en esas primeras
etapas y el que no se asimile sea adsorbido por la materia orgánica
o sirva de alimento para los microorganismos que posteriormente cuando
mueran lo hagan disponible para la planta en una forma que tampoco es
susceptible de perderse por filtración a capas profundas.
Los céspedes y los árboles frutales se benefician de estas formas de liberación de nutrientes prolongados.
Tomando en
cuenta que el humus de lombriz se comporta como “esponja” captadora
de agua, que presenta un tamaño de partícula pequeña de baja plasticidad
y cohesión; hacen de él un excelente sustrato de germinación, ya
que cumple con los requisitos para que las semillas germinen y emergen
sin encontrar a su paso barreras mecánicas que eviten o retrasen su
salida a la superficie.
Otra características
interesante del humus de lombriz es su capacidad de comportarse
como hormona estimuladora del crecimiento vegetal, ya que se conoce
que mg/1. de humus, es equivalente en actividad a 0.01mg/1, de
A.I.A.Se sugiere que esta actividad fitohormonal, tiene efecto sobre
semillas en germinación y plántulas en crecimiento, ya que en una
primera etapa aumentaría la tasa mitótica del tejido para que en una
segunda, favorecer en forma clara el desarrollo de raíces con lo cual,
las plantas se preparen mejor para resistir dentro de ciertos rasgos,
los efectos depresivos de crecimiento causados por un insuficiente contenido
de humedad en el suelo de cultivo.
De lo anteriormente
expuesto podemos concluir que el humus de lombriz es un producto que
presenta un amplio espectro de utilización dentro de los sistemas de
producción vegetal, y que las ventajas que él ofrece, justifican ampliamente
su producción.
USO EN DIFERENTES
CULTIVOS:
FRUTALES:
Se justifica iniciar la utilización de producto de plantas en el ámbito
de almácigo, con el fin de lograr plántulas homogéneas
de buena calidad.
En lo que se
refiere a reproducción por estacas, el humus de lombriz sirve
de sustrato de enraizamiento, debido a su acción estimulante sobre
la diferenciación celular conducente a tejido radicular.
Por otra parte
la baja plasticidad y cohesión del material, evita la destrucción
de raicillas al momento de repique a bolsas.
Para evitar
perdida de plantas al momento del transplante, se recomienda usar humus
de lombriz, ya que este debido a sus características, amortigua los
efectos negativos del cambio del medio, contribuyendo a restablecer
la fisiología normal de las plantas.
Posteriormente,
se utiliza al momento de la plantación del frutal en mezcla con
el suelo mineral; evitando en primer término el efecto depresivo que
se produce post-plantación y mejorando las condiciones físico-químicas
del volumen del suelo en que se desarrollará en su primera etapa, le
asegurará una mas rápida adaptación y mayor tasa de crecimiento.
En huertos
establecidos se recomienda usar el producto en dosis de mantenimiento
junto con el fertilizante, y aumentar la eficiencia de recuperación
de estos nutrientes por parte del frutal.
Bajo condiciones
de cultivo donde el agua es factor limitante y se, utilice sistemas
de riego, el producto actuará aumentando la eficiencia de recuperación
de los nutrientes aplicados.
HORTALIZAS:
Dentro de este campo, las ventajas comparativas del uso de humus de
lombriz se hacen evidentes como se detalla a continuación:
ORNAMENTALES:
Aquí la utilización del producto cobra singular importancia, ya que
en todo lo que se refiere a reproducción por semilla y reproducción
asexual, la ventaja es clara, éstas se resumen a continuación:
CULTIVOS
AGRÍCOLAS: En este caso se recomienda su utilización en las formas
que se señalan a continuación según corresponda:
Incorporado
con la última rastra.
Por último
existe la posibilidad de utilizarlo como sustrato de almácigo en cultivos
en que se realice la práctica de almácigo-transplante.
FORESTALES:
Su uso a nivel del almácigo y posteriormente en bolsas, presenta
la ventaja de obtener plantas de calidad.
Por otra parte
su utilización a nivel del hoyo de plantación, asegura una mejor
adaptación en menor tiempo, lo que se ve reflejado en las tasas
de crecimiento de las plantas post-plantació
DESDOBLAMIENTO DE LA MATERIA
ORGÁNICA POR PARTE DE LA LOMBRIZ.
Muchas especies de lombriz
consumen una mezcla de suelo y materia orgánica como la especie Lumbricus
spp. sobre pura materia orgánica que es el caso de Eisenia fetida.
Double (1995). Sin embargo la lombriz tiene una capacidad mínima de
digerir residuos orgánicos y obtienen su nutrición al digerir a los
microorganismos que están asociados con la materia orgánica ingerida
(Edwards y Fletcher 1988; Brown 1995; Lavelle 1994).
Los hongos son una parte importante
del alimento de muchas lombrices y es posible que la dieta a base de
estos sea particularmente importante para especies que se alimentan
de basura, composta y otros materiales fuertemente colonizados por hongos.
Las hifas de estos hongos son digeridas, excepto las que viven con raíces
y las esporas (de casi todos los hongos) pasan sin ser dañadas, de
manera que el actinomiceto y las mycorrizas no sufren daño por estas
ni las raíces tampoco.
Otro tipo de alimento es a
base de carbohidratos solubles que son consumidos por bacterias y protozoarios.
Estos son preferidos a las especies fungales lignolíticas como los
basidimycetes. Que aparecen más tarde en la sucesión microbiológica
de la descomposición.
El rol de las algas en la dieta de la lombriz aún no es clara y parece no ser muy importante para algunas especies aunque para otras como la Eisenia fetida puede ser una parte importante. Piearce (1978).
Aquellos microorganismos que
sobreviven el paso por el tracto digestivo de la lombriz (bacterias
como pseudomona y rhizobia, hongos y protozoa) son dispersados
por el resto del medio donde vive la lombriz
En el tracto digestivo varias
enzimas de origen microbiano o de la lombriz son secretados, al igual
que moco intestinal, CaCO3 (si la lombriz tiene glándulas calcíferas),
y sustancias bacteriostáticas y microbicidas como antibióticos, peroxidasas
y fagocitos originados por la lombriz. Todo esto influencía la habilidad
de un organismo en particular para sobrevivir el paso a través del
tracto digestivo. (Brown 1995). Los sobrevivientes proveen el inóculo
para la colonización microbiana de la composta de la lombriz.
El tracto digestivo anterior
tiene un pH neutro combinado con una mezcla intima de residuos orgánicos
y un alto contenido de agua, lo que promueve el desarrollo de una microflora
que puede digerir celulosa y otras sustancias recalcitrantes, que la
lombriz por sí sola no puede hacerlo (Barois y Lavelle 1986). Muchos
de los metabolitos son reabsorbidos al final del tracto digestivo. Algunas
lombrices, en especial las composteadoras tienen un sistema enzimático
mas completo, incluyendo celulaza. (Urbasek y Pizl 1991).
El tiempo de tránsito a través
del tracto digestivo también puede ser un factor importante que determine
el destino de los organismos ingeridos. Esto varía mucho entre individuos
y depende de la calidad del material ingerido y la temperatura.
Este va de 1 a 3 horas para especies composteadoras y hasta 8
hrs para otras especies. La lombriz tiene una alta tasa de consumo y
una baja eficiencia de asimilación de materia orgánica que va del
3 al 10%.
Por lo regular la excreta de
lombriz tiene números mayores de bacterias aeróbicas celulolíticas
y hemicelulolíticas, amilolíticas, nitrificante y denitrificantes,
y niveles más altos de C y NO3 que el resto del material donde se encuentran.
Varias especies de hongos crecen rápidamente en la excreta de lombriz.
Las algas también se ven favorecidas en las excretas de lombriz. Los
protozoarios que llegan a sobrevivir se alimentan de los hongos y bacterias
de las excretas. Al principio, la mayor cantidad de microorganismos
son bacterias y al paso de 4 semanas una sucesión de hongos y protozoarios
aparece.
La mayoría de las enfermedades
de la raíz de los cultivos agrícolas son causadas por hongos y la
posibilidad de su control a través de agentes bacterianos y hongos
que habitan en la excreta de lombriz está siendo estudiada (Doube 1994),
La lombriz es capaz de procesar
lodos de desechos y sólidos de aguas sucias, desechos de la industria
de papel, desechos de cervecería, desechos de papa procesada, desechos
de restaurantes y supermercados, desechos animales de pollos, cerdos,
bovinos, borregos, cabras, caballos y conejos, como también residuos
hortícolas de plantas muertas, desechos de jardín y desechos de la
industria del champiñón.
Tradicionalmente, la lombriz
se ha creado para carnada de pesca en un amplio rango de desechos orgánicos,
ahora se usan para crear valiosos aditivos para el suelo y proteína
para dietas de animales.
Se han llevado a cabo simposios
en todo el mundo como el “Simposio Internacional de Prospectos agrícolas
en la crianza de lombriz” (Tomati y Grappelli 1983) llevado a cabo
en Roma, Italia; el “Simposio en el uso de lombriz en el manejo de
desechos y manejo medioambiental”, (Edwards y Neuhauser 1988) llevado
a cabo en Cambridge Inglaterra; o el “Simposio internacional de lombricultura”
celebrado en Bologna Italia en 1985 (Pagliai y Omodeo 1987), el celebrado
en Avignon Francia en 1990 (Kretsvchmar 1992); y el celebrado en Columbus
Ohio en 1994 (Edwards 1997).
Eisenia fetida es capaz de
descomponer y estabilizar (hacer inocuo) un lodo de una planta tratadora,
tres veces más rápido que un lodo no ingerido por la lombriz, aparentemente
por el incremento en la tasa de descomposición microbiana en las excretas
de la lombriz, además, olores objetables desaparecen rápidamente y
hay una marcada reducción en la población de microorganismos patógenos
como Salmonella enteriditis y E. Coli y otras enterobacterias.
Aunque muchos de los lodos producidos en estas plantas tratadoras de
aguas negras es anaeróbico, y fresco puede ser tóxico para la lombriz,
después de volverse aeróbico es aceptable para esta especie. Al mezclar
estos lodos con otros materiales, como desechos de jardín, pulpa de
papel, y otros desechos ricos en lignina y compostearla con lombrices
puede acelerar su descomposición debido a la maceración y mezcla de
esos materiales durante el paso a través del trato digestivo de la
lombriz.
Hay muchas posibilidades para
el uso de desechos de jardín, papel, aserrín y otros materiales que
dan cuerpo a la descomposición de lodos de desechos municipales. El
uso de lombriz para el tratamiento de lodos de plantas tratadoras y
otros desechos se ha llamado vermicomposteo o vermiestabilización (Neuhauser
1988; Loehr 1984).
Para que la lombriz sea útil
en el proceso de estabilización, deben incrementar la tasa de estabilización
que puede ser demostrada, que la mejor manera de demostrarla es si la
presencia de la lombriz causa una reducción de sólidos volátiles.
La máxima reducción de estos es la meta más importante en cualquier
sistema de estabilización de desechos. Esta destrucción de sólidos
volátiles reduce la putrefacción que se da en los desechos debido
a condiciones anaeróbicas. Este incremento en la tasa de degradación
se da por la mayor aireación y mezclado que hace la lombriz.
El mejor rango de humedad para
el desarrollo de la lombriz está entre un 80 y 90% de humedad. Desechos
mas líquidos pueden usarse siempre y cuando se añadan despacio y se
les de tiempo para drenar, los orgánicos se retengan y las condiciones
aeróbicas se mantengan. Si el medio se seca será necesario añadir
agua. A medida que el lodo se hace más viejo, su valor nutritivo para
la lombriz decrece mientras que el contenido de cenizas se incrementa,
lo que es un indicio de estabilización.
El simposio de investigación
celebrado en Inglaterra mencionado anteriormente tenía en mente lograr
dos objetivos: primero, convertir desechos animales y vegetales en materiales
útiles que pudieran ser usados en tierras agrícolas para mejorar la
estructura del suelo y fertilidad o para ser vendidos para uso
hortícola como medio de crecimiento o como un componente para sustrato
comercial para macetas; y por otro lado, procesar la lombriz para obtener
suplemento proteico para peces, aves o cerdos. Para lograrlo se
formó un red de colaboración interdisciplinaria la cual envolvía
a 6 estaciones de investigación, 6 universidades y 8 organizaciones
comerciales. Las siguientes áreas de investigación y desarrollo fueron
contempladas:
Las 5 especies de lombriz que
se identificaron como potencialmente útiles para romper desechos orgánicos
son: Eisenia fetida, Dendrobaena veneta y Lumbricus rebellus para zonas
templadas, y Eudrilus eugeniae y Perionyx excavatus para zonas tropicales.
La gran mayoría de los desechos
orgánicos pueden ser descompuestos por lombrices, pero algunos materiales
deben llevar algún tipo de tratamiento previo que lo haga aceptable
para ellas y no en todos se desempeñan de la misma manera. Las características
de los diferentes tipos de desechos que se probaron son:
El principio básico de todos
los sistemas de proceso es añadir los desechos de manera frecuente
en pequeñas capas delgadas para permitir a la lombriz procesar sucesivas
capas aeróbicas de desperdicios. La lombriz siempre se concentrará
en los 15 cm superiores y se seguirá moviendo hacia arriba a cada capa
sucesiva de desperdicio que se vaya añadiendo. La operación se puede
mecanizar a medida que haya ahorros en mano de obra. La base para obtener
la máxima productividad y mejores resultados es el mantener el material
aeróbico, mantener un contenido de humedad óptimo, una temperatura
adecuada y evitar cantidades excesivas de amonia y sales. El añadir
el material en capas delgadas evita el sobrecalentamiento por composteo
termofílico, pero es suficiente para mantener una temperatura adecuada
para el desempeño de la lombriz.
La lombriz es un ser
hermafrodita, es decir toda lombriz tiene dos sexos. Después del apareamiento
ambas lombrices pondrán huevos. La especie E. Fetida pone en promedio
3.8 huevos por semana de los cuales solo el 83% eclosionarán. En promedio
cada huevo tiene en su interior 3.3 larvas de lombriz lo que nos da
que una lombriz en edad adulta y en las condiciones óptimas de reproducción
puede producir en una semana 10,4 larvas. El tiempo que tarda el huevo
en eclosionar es de 32 a73 días y el tiempo en que una larva recién
salida del huevo llega a la edad adulta varía entre 53 y 76 días.
Una lombriz suele reproducirse por un periodo de 6 meses por lo que
estos números hay que reducirlos a la mitad y considerar una mortalidad
de larvas del 50%. En resumen una lombriz puede producir en un año
125 nuevas lombrices.
Para que la reproducción y
producción de material composteado sea el óptimo, el medio ambiente
en que la lombriz vive debe cumplir con las siguientes condiciones:
Temperatura 15-20°C (límites máximos 4-30°C)
Humedad 80-90% (límites máximos entre 60-90%)
Oxígeno Medio aeróbico.
Contenido de amonia en el desecho menor a 0.5 mg/g
Contenido de sales en el desecho menor a 0.5%
PH entre 5 y 9
De las 5 especies de lombriz
que se investigaron Eisenia fetida resultó ser la especie con mayor
rango de adaptabilidad a diferentes ambientes y condiciones, tiene una
mayor distribución global y se adapta a ambientes templados como cálidos
y es la especie mas usada en vermicultura comercial y reducción de
desechos por su capacidad de vivir en muy altas densidades de población
que pueden llegar a 80,000 individuos por metro cuadrado. Además es
la especie más estudiada y de la que se tiene mayor información. Esta
especie epigea (que vive en la capa superior del suelo en donde hay
material orgánico descomponiéndose), tiene afinidad al nitrógeno
y a la materia orgánica y vive en un ambiente muy inestable. Su cuerpo
pequeño (hasta de 8cm), su alta tasa metabólica, su alta fecundidad
y un tiempo corto para llegar a la madurez sexual la hacen una especie
altamente adaptable al ambiente y a la presión biótica de sus depredadores.
USO DE LALOMBRIZ COMO FUENTE
PROTEICA EN DIETAS ANIMALES.
Esta carne es rica en aminoácidos
esenciales. Contienen ácidos grasos de cadena larga. Tienen un excelente
rango de vitaminas (especialmente de vitamina B12) y son ricas en niacina.
Las tasas de conversión de
materia seca de desperdicio a biomasa de lombriz va de un 10% para desechos
de bovinos a un 2% en desechos de pato. Estos resultados son de laboratorio
y tasas de conversión menores han sido obtenidas en campo.
Después de la separación
de la lombriz del material que la rodea (proceso que se lleva a cabo
eficientemente de manera mecánica), se dejan estas reposar en agua
para separar lo poco que tengan adherido al cuerpo y vacíen el trato
digestivo. Una vez limpias pueden incorporarse con melaza, ensilarse
con ácido fórmico, secarse al sol o al horno a 95°C. Se ha investigado
su utilización en alimentación de peces, aves y cerdos. El nivel de
inclusión va de 5 a 30%. Su valor nutricional es similar al de una
harina de carne o harina de pescado.
Barois, I., and P.Lavelle.
1986. Changes in respiration rate and some physicochemical properties
of a tropical soil during transit through Pontoscolex corethrurus (Glossoscolecidae,
Oligochaeta). Soil Biology and Biochemestry 18: 539-541.
Brown, G.G.1995. How do earthworms
affect microfloral and faunal community diversity? Plant and Soil 170:209-231.
Buchanan, M.A., E. Rusell,
and S.D. Block. 1988. Chemical characterization and nitrogen mineralization
potentials of vermicomposts derived from differing organic wastes. In
earthworms in environmental and waste management. C.A. Edwards and E.F.
Neuhauser (eds.) SPB academic publishing, The Netherlands, 231-240.
Doube, B.M., P.M. Stephens,
C.W. Davoren, and M.H. Ryder. 1994ª. Interactions between earthworms,
beneficial soil microorganisms and root pathogens. Applied soil ecology
1:3-10
Doube, B.M., P.M. Stephens,
C.W. Davoren, and M.H. Ryder. 1994b. Earthworms, and the introduction
and management of beneficial soil microorganisms. Pp 32-41. In C.E.
Pankhurst, B.M.Doube, V.V.S.R. Gupta, and P.R. Grace (eds). Soil biota:
Management in sustainable farming systems. CSIRO, East Melbourne, Australia.
Doube, B.M., C.W. Davoren,
R. Hindell, N. Long, and A.Cass. 1994c. Surface cast production by the
earthworm Aporrectodea trapezoides and the influence of organic matter
on cast strctural stability. Pp. 123-125. In C.E. Pankhurst, B.M.Doube,
V.V.S.R. Gupta, and P.R. Grace (eds). Soil biota: Management in sustainable
farming systems. CSIRO, East Melbourne, Australia.
Doube, B.M., T. Meyer, C.W.
Davoren, and M.H. Ryder. 1995. Earthworms: A down-under delivery service
for biocontrol agents of root disease. Acta zoologica fennica 196:219-223.
Edwards, C.A. 1982. Production
of earthworm protein for animal feed from potato waste. In upgrading
waste for feed and food. D.A. Ledward, A.J. Taylor, and R. Laurio (eds)
Butterworths, London 321 pp.
Edwards, C.A. 1983. Earthworms,
organic wastes and food. Span Shell Chemical Co. 26(3):106-108.
Edwards, C.A. 1995. Commercial
and environmental potential of vermicomposting: A historical overview.
Biocycle, June: 62-63.
Edwards, C.A., and I. Burrows.
1988. The potential of earthworms composts as plant growth media. In
earthworms in environmental and waste management. C.A. Edwards and E.F.
Neuhauser (eds). SPB Academic publishing, The Netherlands, 211-220.
Edwards, C.A., and K.E. Fletcher.
1988. Interactions between earthworms and microorganisms in organic
matter breakdown. Agicultural Ecosystems and Environment 24:235-247.
Edwards, C.A. and E.F. Neuhauser,
1988. Earthworms in waste and environmental management. SPB Academic
Publishing, The Hague, The Netherlands, 388pp
Fosgate, O.T., and M.R. Babb.
1972. Biodegradation of animal waste by Lumbricus terrestris. Journal
of dairy science 55:870-872.
Gaffney, J.S., N.A. Marley
and S.B. Clark. Humic and fulvic acids. Isolation, structure and environmental
role. American Chemical Society. USA 1996, pp 2-77.
Handreck, K.A. 1986. Vermicomposting
as components of potting media. Biocycle October: 58-62.
Kale, R.D., and K. Bano. 1991.
Time and space relative populations growth of Eudrilus eugeniae. In
advances in management and conservation of soil fauna. G.K. Veeresh,
D. Rajagopal, and C.A. Viraktamath eds, pp. 657-664. Oxford and IBH
New Delhi.
Kale, R.D. and N.S. Sunita,
1993. Utilization of earthworms in reciclying of household refuse –
A case study. In Biogas slurry utilization, pp. 75-79. CORT, New Delhi.
Kale, R.D., B.C. Mallesh, K.
Bano, and D.J. Bagyaraj, 1992. Influence of vermicompost application
on the available macronutrients and selected microbial populations in
a paddy field. Soil Biology and Biochemestry 24: 1317-1320.
Kale, R.D., K. Bano, M.N. Sreenivasa,
K. Vinayak, and D.J. Bagyaraj. 1991. Influence of cellulolytic and lignolytic
organisms in the earthworm worked soils. In advances in management and
conservation of soil fauna, pp 509-604. Oxford and IBH, New Delhi.
Kale R.D., S.N. Seenappa, and
C.B.J. Rao. 1994. Sugar factory refuse for production of vermicompost
and worm biomass. Paper presented at ISEE5.
Kretzschmar, A. (ed). 1992.
ISEE 4, Fourth international symposium of earthworm ecology. Soil biology
and biochemistry 24(12): 1193-1774.
Lavelle, P. 1994. Faunal activities
and soil processes: Adaptive strategies that determine ecosystem function.
Pp. 189-220. In transactions of the 15th world congress of
soil science. ISSS. Acapulco, México.
Lavelle, P., and C. Gilot.
1994. Priming effects on macroorganisms on microflora: A key process
for soil function? In K. Ritz, J. Dighton, and K. Giller (eds). Beyond
the Biomass. Wiley-Sayce, London.
Martin, A. 1991. Shoth term
and long term effect of the endogeic earthworm Millsonia anomala (Omodeo)
of tropical savannas on soil organic matter. Biology and Fertility of
Soils 11:234-238.
Neuhauser, E.F., R.C. Loehr,
and M.R. Malecki. 1988. The potential of earthworms for managing sewage
sludge. In earthworms and waste management. C.A. Edwards, and E.F. Neuhauser
(eds) SPB. Academic publishing, The Netherlands, 9-20.
Piearce, T.G. 1978. Gut contents
of some lumbricid earthworms. Pedobiologia 18:3-157.
Reddy, M.V. 1988. The effects
of casts of Pherentima alexandri on the growth of Vinca rosea and Oryza
sativa. In earthworms in environmental and waste management. C.A. Edwards
and E.F. Neuhauser (eds.) SPB. Academic Publishing, The Netherlands,
241-248.
Scott, M.A. 1988. The use of
worm-digested animal waste as a supplement to peat in loamless composts
for hardy nursery stock. In earthworms in environmental and waste management.
C.A. Edwards and E.F. Neuhauser (eds.) SPB. Academic Publishing, The
Netherlands, 229-231
Tisdale, S.L. y W.L. Nelson.
1988. Fertilidad de los suelos y fertilizantes. Uteha. Mexico DF. Pp
78-660.
Tomati, U., and A. Grappelli
(eds). 1984. Proceedings: International Symposium on Agricultural and
Environmental Prospects in earthworm farming. Publ. Minist. Ric. Sci.
Tech., Rome, Tipolitografia Euromodena, 183.
Tomati, U., E. Galli, A. Grappelli,
and G. Di lena. 1995. Effect of earthworm casts on protein synthesis
in radish (Raphanus sativum) and lettuce (Lactuga sativa) seedlings.
Biology and fertility of soils 9: 1-2.
Urbasek, F., and V. Pizl. 1991.
Activity of digestive enzymes in the gut of five earthworms species.
Revue d’Ecologie et de Biologie du Sol. 28:461-468.