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Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
EFECTO DE LA VERMICULTURA EN LA DESCOMPOSICIÓN DE RESIDUOS ORGÁNICOS
Mª del Mar DELGADO ARROYO, Miguel Ángel PORCEL COTS,
Rosario MIRALLES DE IMPERIAL HORNEDO, Eulalia Mª BELTRÁN RODRÍGUEZ,
Luisa BERINGOLA BERINGOLA y José V. MARTÍN SÁNCHEZ
Departamento de Medio Ambiente, INIA Apdo. 8111. 28080 Madrid. España, correo electrónico: delgado@inia.es
(Recibido enero 2002, aceptado enero 2004)
Palabras clave: vermicultura, lombriz roja de California, lodo de depuradora
RESUMEN
En este trabajo se evaluó la aplicación de la vermicultura en la transformación de lodos de
depuradoras urbanas, estimándose la capacidad de adaptación de la lombriz roja de California a
distintas mezclas de lodos con otros residuos orgánicos, así como la calidad agronómica de los
productos resultantes. Los datos obtenidos muestran que el número de lombrices disminuyó
cuando el porcentaje de lodo tanto el compost Sur como el compost mezcla de varias depuradoras
superó el 50 %. Con respecto a la evolución de los metales pesados totales en el vermicompost,
no se observó una clara incidencia del proceso de vermicompostaje sobre el contenido de
metales pesados del medio. Se encontró que las características agronómicas son mejoradas en
el humus obtenido de la transformación de residuos orgánicos por medio de la lombriz roja de
California, aumentando la riqueza en potasio y fósforo.
Key words: vermicomposting, red worm of California, sewage sludge
ABSTRACT
In this work, we evaluated the application of vermiculture for the transformation of sewage
sludges. Results showed that the survival of earthworms under soil decreased when the sewage
sludge contained about 50 % horse dung, for Sur compost and mix compost. The evolution of
total heavy metals in the vermicompost was also studied. Their content was not affected by the
worms treatment. Finally, the results obtained confirm the possibility to use vermicompost as
fertilizer due its high value in nutrients specially in potassium and phosphorus, that were
increased.
Rev. Int. Contam. Ambient. 20 (2) 83-86, 2004
INTRODUCCIÓN
El rápido desarrollo tecnológico ha hecho perder de vista
ciertos conocimientos tan antiguos como es el caso de la
vermicultura, una actividad agraria que consiste en trans-
formar todo tipo de residuos orgánicos por medio de las
lombrices de tierra, obteniéndose un fertilizante biorgánico
de alto valor agronómico (Edwards
et al
. 1988, Haimi y
Hutha 1990).
Aristóteles definió a las lombrices como el intestino
de la tierra y hasta finales del siglo pasado fue cuando
apareció la primera edición del libro
La formación del
humus vegetal
, donde Darwin explica sus estudios y
observaciones sobre el papel que desempeñan las lom-
brices en la transformación del suelo (Darwin, 1981).
Conscientes de ello, algunos agricultores estadouni-
denses seguidores de Darwin empezaron a utilizar las
lombrices para la mejora de la fertilidad de terrenos agrí-
colas directamente o por medio de fertilizantes biorgánicos
que se producen al transformar variados productos orgá-
M.M. Delgado-Arroyo
et al.
84
nicos de las fincas agrícolas, convirtiéndose así en los
pioneros de la técnica agrícola biológica que se está utili-
zando de nuevo (Lavelle 1988, Simek y Pizl 1989).
Posteriormente ya que los recursos naturales no son
infinitos, sino limitados y que es necesario reciclarlos, la
vermicultura ha tenido un auge y difusión enorme (Rafats
1988).
En España, con objeto de ofrecer una solución al pro-
blema de los residuos, se ha desarrollado una investiga-
ción en el campo de la vermicultura orientada a la obten-
ción de productos orgánicos de mayor valor agronómico
(Nogales
et al
.1996).
El objetivo del presente trabajo fue estudiar la utiliza-
ción de la lombriz roja de California (
Lumbricus rubellus
)
en la transformación de residuos urbanos (lodos proce-
dentes de la depuración de aguas residuales y de resi-
duos sólidos urbanos), evaluando su capacidad de adap-
tación a distintas mezclas de lodo con estiércol y com-
probando las características agronómicas del producto
resultante de dicha transformación para reutilizarlo como
abono orgánico-mineral.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para estudiar la supervivencia de la lombriz roja de
California (
Lumbricus rubellus
), el ensayo se llevó a
cabo durante un año, en un invernadero a temperatura
(19 a 20 ºC) y humedad (70 a 80 %) óptimas para su
desarrollo, empleando literas de 2 m de ancho por 16.5 m
de largo divididas en once partes iguales de 2 m x 1.5 m
en el sentido longitudinal de las camas de lombrices. La
altura de los lechos estuvo comprendida entre 20 y 25
cm dependiendo de las mezclas efectuadas.
Primero se incorporó un lecho de humus de lombriz
que sirvió de cama, después la lombriz roja de California
y por último mezclas de estiércol de ganado equino con
distintas proporciones de dos tipos de compost de lodo:
uno procedente de la depuradora Sur que fue necesario
compostar previamente a su utilización y otro ya
compostado que procedía de la mezcla de lodos de cua-
tro estaciones depuradoras de Madrid, cuyo proceso
de fabricación consistió en secado, fermentación
aeróbica termófila por volteos, maduración, moltura-
ción y refino.
Al iniciar y al finalizar el ensayo se determinaron los
siguientes parámetros: temperatura, pH, midiéndose en
un extrato con agua (1:2.5), conductividad eléctrica tam-
bién en un extracto con agua (1:5.0) (dS/m), fósforo asi-
milable por el método de Olsen, carbono orgánico oxidable
por el método de Walkey-Black (APHA, AWWA, WPCF
1992), nitrógeno total por el método de Kjeldahl (Hesse
1971), contenido de nitrógeno mineral (NH
4
+
+ NO
3
-
) por
el método Bremner por arrastre de vapor y concentra-
ciones de Ca, Na, K, Mg, P total y metales pesados por
el método de espectroscopía de absorción atómica des-
pués de una digestión ácida con HNO
3
+ HCLO
4
(Sims y
Kline 1991).
Para estudiar la población de lombrices se hizo un
muestreo al azar utilizando un marco de 0.5 m x 0.5 m de
lado a una profundidad de 20 cm. El marco se situó en el
centro del lecho para eliminar el efecto de borde (Allen
1990).
Antes de realizar el ensayo fue necesario compostar
el lodo procedente de la depuradora Sur ya que existían
problemas de supervivencia de las lombrices, posiblemen-
te por la falta de aireación del medio (Bouwman y
Reinecke 1991).
A los resultados se les calculó la desviación estándar
y se le aplicó un análisis de varianza (procedimiento GLM
del SAS/STAT versión 6.12, 1989) para el estudio de la
supervivencia de la lombriz roja de California en diferen-
tes mezclas de estiércol con lodo y análisis de covarianza
para el estudio de los metales pesados y características
agronómicas al iniciar y al finalizar el vermicompostaje.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos indican que:
La temperatura media a 50 cm ascendió paulatina-
mente durante la primera semana hasta alcanzar 49 ºC,
y luego descendió ligeramente como consecuencia del
volteo. Posteriormente tuvieron lugar una serie de pe-
queñas elevaciones y descensos, siempre por encima de
los 50 ºC hasta el último mes en que se alcanzaron 68 ºC.
En el sistema de volteo se observó una disminución
muy lenta del contenido de materia orgánica, con fluc-
tuaciones, debido al propio sistema de volteo, obteniéndose
un porcentaje final de 20.5.
El contenido de nitrógeno en el primer mes del
compostaje mantuvo valores aceptables, disminuyendo
bruscamente a partir del segundo mes. Esta disminución
coincidió con un aumento de la temperatura de la pila, lo
que indica una volatilización de los grupos amoniacales.
El pH cambió de 5.2 a 7.2 como consecuencia de la
degradación de ácidos orgánicos y el efecto amortigua-
dor de la materia orgánica.
La humedad descendió en forma ligera y continúa
desde 54 % hasta valores mucho más bajos al finalizar el
compostaje (14.7 %).
En la
tabla I
se muestra
la supervivencia de la lom-
briz con los diferentes tratamientos (porcentaje de lodo).
Observó el descenso drástico del número de lombrices
del medio cuando el porcentaje de lodo en la mezcla su-
pera el 50 %, sin diferencias significativas en la supervi-
vencia debido al lodo, pues ambos habían sufrido un pro-
ceso de compostaje (Shipitalo
et al.
1988).
Según el dato de probabilidad solamente es significa-
tivo (p< 0.05) el efecto del porcentaje de lodo y no signi-
EFECTO DE LA VERMICULTURA EN LA DESCOMPOSICIÓN DE RESIDUOS ORGÁNICOS
85
ficativo (p> 0.05) los distintos tipos de lodos y la
interacción porcentaje de lodo y tipo de lodo.
En la
tabla II
se muestra la evolución de los metales
pesados de los valores medios de las mezclas de los dos
tipos de lodos después del proceso de vermicompostaje.
No hubo una clara incidencia de este proceso en el con-
tenido de metales pesados en el medio y solamente se
aprecian ligeras variaciones entre los valores iniciales y
finales. Estudios realizados por Morgan y Morgan (1990,
1991) demostraron la capacidad para acumular diferen-
tes concentraciones de metales pesados en los tejidos de
la lombriz roja de California.
Con los datos obtenidos se realizó un análisis de
covarianza considerando covariable el valor inicial de cada
metal pesado. Los resultados muestran que solamente
es significativo (p< 0.05) el efecto de los lodos para los
metales pesados Zn y Cd con una p de 0.0202 y 0.0013,
respectivamente. El efecto de los metales pesados sola-
mente es significativo para el Cu con una p de 0.0021.
En la
tabla III
, se muestran los resultados sobre com-
posición del estiércol y de los dos lodos utilizados en el
experimento al inicio y al final del compostaje. Solamen-
te se encontró en aumento del contenido de potasio y
fósforo al final del compostaje.
Se han estudiado la desviación estándar (
Tabla IV
) y
el análisis de covarianza, considerando covariable el va-
lor inicial de cada parámetro. Los resultados muestran
diferencias significativas en los lodos para los siguientes
parámetros: humedad, materia orgánica total, carbono
oxidable, N-NO
3
-
,
P
2
O
5
, Na, CaO y MgO con una pro-
babilidad de 0.0050, 0.0503, 0.0011, 0.0002, 0.0000,
0.0483, 0.0140 y 0.0507, respectivamente.
Tratamiento
Lombrices en
Lombrices en
Media
(porcentaje de lodo)
compost Sur
compost Mezcla
0
1.044 (6.0)
1044 (6.0)
1044
15
891 (161.4)
830 (254.3)
860
30
806 (284.0)
960 (369.6)
880
50
664 (180.5)
757 (81.9)
710
75
500 (132.3)
465 (234.5)
483
100
450 (56.8)
495 (169.3)
472
Nota: Porcentaje de lodo (A): Significativo al 5%.Tipos de lodo (B):
No significativo. Interacción porcentaje de lodo y tipo de lodo (AB):
No significativo
TABLA I.
SUPERVIVENCIA DE LA LOMBRIZ EN COMPOST
SUR Y COMPOST MEZCLA (+ DESVIACIÓN
ESTÁNDAR)
Estiércol
Compost mezcla
Compost Sur
Inicial
Final
Inicial
Final
Inicial
Final
Humedad
19.5
39.4
12.5
56.1
14.7
51.5
M. Orgánica (%)
51.0
44.9
43.6
30.2
50.5
37.5
C. Oxidable (%)
18.0
9.5
19.5
13.5
20.5
17.3
N-NH
4
(mg/Kg)
511.0
73.3
660.0
178.6
19.0
195.1
N-NO
3
(mg/Kg)
1688.0
601.3
973.0
688.7
866.0
233.9
N-total
1.5
0.8
2.9
1.9
2.1
1.7
pH
7.7
7.2
7.1
6.2
7.2
6.5
Peso E. (g/L)
493.0
-
716.0
-
743.0
-
C. Eléctrica
0.25
0.30
4.57
4.80
1.14
1.20
P
2
O
5
(%)
1.0
2.1
4.0
5.5
2.7
3.0
Na (%)
0.015
0.1
0.01
0.14
0.08
0.16
K
2
O (%)
0.5
1.9
0.06
0.8
0.04
0.64
CaO (%)
0.76
4.9
0.74
6.8
0.69
6.4
MgO (%)
0.14
0.9
0.12
1.0
0.12
1.6
TABLA III.
ANÁLISIS DEL ESTIÉRCOL, COMPOST MEZCLA Y COMPOST SUR AL INICIO Y AL
FINAL DEL VERMICOMPOSTAJE
Nota: humedad, materia orgánica total, carbono oxidable, N-NO
3
-
,
P
2
O
5
, Na, CaO y MgO: Significativos al 0.5 %,
5 %, 0.1 %, 0.02 %, 0 %, 5 %, 1 %, 5 % respectivamente
Metales
Compost mezcla (mg/kg)
Compost Sur (mg/kg)
pesados
Inicial
Final
Inicial
Final
Ni
72 (24.2)
63 (11.5)
69 (13.0)
59 (5.3)
Cu
649 (23.3)
579 (22.5)
600 (20.0)
470 (15.0)
Cr
537 (38.3)
517 (37.2)
226 (50.0)
200 (47.7)
Zn
1149 (52.0)
1070 (81.8) 1934 (105.0) 1788 (118.0)
Pb
717 (85.4)
620 (61.4)
671 (60.5)
626 (51.0)
Cd
8.9 (2.5)
4.0 (1,8)
4.4 (2.6)
3.2 (1.5)
TABLA II.
EVOLUCIÓN DE LOS METALES PESADOS TOTA-
LES AL INICIO Y FINAL DEL VERMICOM-
POSTAJE (+
DESVIACIÓN ESTÁNDAR)
Nota: metales pesados Zn, Cd y Cu: Significativos al 2 %, 0.1 % y
0.2 %, respectivamente
M.M. Delgado-Arroyo
et al.
86
CONCLUSIONES
En el estudio de la utilización de la lombriz roja de
California (
Lumbricus rubellus
) en la transformación
de residuos urbanos se comprobó que existen diferen-
cias significativas en el efecto del porcentaje de lodo,
existiendo un descenso drástico en la cantidad de lombri-
ces del medio, cuando el porcentaje de lodos en la mez-
cla supera el 50 %.
Con respecto al contenido de metales pesados en las
mezclas de los dos tipos de lodos después del proceso de
vermicompostaje los resultados mostraron que solamen-
te es significativo el efecto de los lodos para los metales
pesados Zn y Cd. Hubo diferencias significativas en los
lodos para humedad, materia orgánica total, carbono
oxidable, N-NO
3
-
, P
2
O
5
, Na, CaO y MgO.
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Estiércol
Compost mezcla
Compost Sur
Inicial
Final
Inicial
Final
Inicial
Final
Humedad
3.0
4.6
2.0
2.3
0.9
3.9
M. Orgánica (%)
1.0
5.2
3.0
3.0
5.7
5.7
C. Oxidable (%)
3.1
1.6
2.1
1.0
5.0
2.2
N-NH
4
(mg/Kg)
18.5
2.8
975
24.2
378
15.0
N-NO
3
(mg/Kg)
151.0
92.0
71.9
13.6
119
48.7
N-total
1.2
0.7
0.4
1.1
1.6
0.8
pH
0.1
0.3
0.4
0.2
0.3
0.4
C. Eléctrica
0.01
0.05
0.01
0.02
0.03
0.08
P
2
O
5
(%)
0.1
0.3
0.2
0.2
0.1
0.3
Na (%)
0.01
0.06
0.01
0.02
0.03
0.02
K
2
O (%)
0.1
0.3
0.04
0.3
0.02
0.07
CaO (%)
0.03
0.4
0.07
0.4
0.04
0.5
MgO (%)
0.04
0.3
0.02
0.2
0.02
0.3
TABLA IV.
DESVIACIÓN ESTÁNDAR
DEL ANÁLISIS DEL ESTIÉRCOL, COMPOST MEZCLA
Y COMPOST SUR AL INICIO Y AL FINAL DEL VERMICOMPOSTAJE ( + )
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