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USO DE COMPOST DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS COMO FERTILIZANTE Y ENMIENDA DE SUELOS

Resumen .
1. Problemática y gestión de los residuos sólidos urbanos.
2. Valor agronómico del compost procedente de RSU.
3. Aplicación de compost de RSU en diferentes suelos de cultivo: experiencias de campo.
4. Análisis de resultados.
     4.1. Calidad física, química y microbiológica del compost experimental.
     4.2. Propiedades físicas del suelo.
     4.3. Propiedades químicas del suelo.
     4.4. Análisis total de elementos presentes en el suelo.
     4.5. Análisis de elementos disponibles presentes en el suelo.
5. Conclusiones.



 

 
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RESUMEN

Una de las vías que contribuye a mantener la sostenibilidad de los agro-ecosistemas terrestres es la aplicación de compost procedente de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) como fertilizante y enmienda orgánica de suelos, ya que permite recuperar los nutrientes contenidos en ellos (en concreto, materia orgánica y elementos fertilizantes), posibilitando el cierre de los ciclos biogeoquímicos y minimizando el impacto negativo que éstos ejercen sobre el medio ambiente. Basándose en esta premisa, se realizó una experiencia de campo en 49 parcelas experimentales situadas en el Área Metropolitana de La Coruña a las que se les adicionó compost de RSU y en las que se evaluó el contenido total y la disponibilidad de los elementos presentes en el suelo utilizando diferentes métodos analíticos.

1. PROBLEMÁTICA Y GESTIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS

Antiguamente, la eliminación de los residuos derivados de las actividades humanas no planteaba un problema medioambiental grave, ya que la población era pequeña y la cantidad de terreno disponible para su asimilación era grande. Sin embargo, con el desarrollo de la sociedades modernas en las que prima el consumismo y la cultura del“usar y tirar” está a la orden del día, el problema de los RSU comienza a ser cada vez mayor sobre todo en las zonas urbanas y semiurbanas en las que cantidades ingentes de desechos orgánicos son generadas a diario para lo cual es necesario llevar a cabo una adecuada separación en origen de los RSU producidos dentro de los hogares españoles que permita recuperar los nutrientes contenidos en ellos y facilite, a su vez, su incorporación al suelo como un fertilizante u enmienda orgánica de calidad a través del proceso de compostaje de los RSU (figura 1).

Figura 1. Evolución en cuanto a las formas de eliminación de los RSU en España de 1996 a 2006.

   Según datos del Plan de Tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos de Galicia del año 2003 este patrón de comportamiento se observa por igual en las 4 provincias gallegas (tabla 1), destacando La Coruña y Pontevedra con una mayor producción media de RSU (1,06 y 1,04 kg/hab/día, respectivamente) debido a una mayor urbanización.

Tabla 1. Distribución por provincias de los RSU generados en la Comunidad Autónoma de Galicia en el año 2003.

Tipología
La Coruña
Lugo
Orense
Pontevedra
Urbano
1,18
1,19
1,05
1,20
Semiurbano
1,17
1,02
0,98
1,06
Rural
0,75
0,656
0,66
0,68
MEDIA
1,06
0,89
0,85
1,04

2. VALOR AGRONÓMICO DEL COMPOST PROCEDENTE DE RSU

El compost está reconocido mundialmente como un material agronómicamente completo y fuente inestimable de recursos minerales, pudiendo ser aplicado como fertilizante (suministrador de nutrientes) y enmienda orgánica de suelos (mejora la estructura del suelo). Desde un punto de vista agrícola, la aplicación de compost al suelo no debe ser entendida como algo aislado y referido único y exclusivamente a la calidad y características del mismo, sino también ligado a la propia problemática del suelo donde se va a aplicar, así como a los cultivos existentes en él.

Figura 2. Compost procedente de RSU tras ser sometido a un proceso de compostaje en una planta de tratamiento.

3. APLICACIÓN DE COMPOST DE RSU EN DIFERENTES SUELOS DE CULTIVO: EXPERIENCIAS DE CAMPO

El presente estudio se llevó a cabo en los años 2000-2001 en 49 parcelas experimentales de 4 m2, dedicadas principalmente a cultivos forrajeros como el maíz y otros cultivos típicos de huerta, situadas en La Coruña, a las que se les adicionó compost producido por digestión anaerobia de RSU, siendo la dosis de aplicación de 50 t/ha.

Se realizó un muestreo aleatorio, tomándose 5 submuestras de suelo de la capa arable (0-20 cm) en cada parcela. Se efectuó la homogeneización y disgregación de los terrones manualmente para su secado al aire y tamizado mediante un tamiz de luz de malla de 2 mm a fin de eliminar piedras, gravas, raíces y otros fragmentos presentes.

Se determinaron las propiedades físicas y químicas del suelo siguiendo los métodos oficiales propuestos por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación y se midieron los contenidos totales y disponibles de macronutrientes (P, K, Ca y Mg), micronutrientes (Fe, Cu, Mn y Zn) y metales pesados (Cd, Cr, Ni y Pb) presentes en el suelo usando 4 técnicas analíticas diferentes (análisis total, FRX e ICP-MS y disponibles, DTPA y Mehlich-3).

La calidad del compost experimental puede ser catalogada como buena (tabla 2) al encontrarse todos los metales pesados por debajo de los límites máximos establecidos por la legislación vigente en España según Orden 28 mayo de 1998 sobre fertilizantes y afines, publicada en el BOE de 2 junio de 1998. Sin embargo, conviene tener presente que de cara a la futura legislación estos niveles serán mucho más restrictivos y deben ser tenidos en cuenta.

Tabla 2. Nivel máximo de metales pesados permitidos en un compost de calidad para su uso como fertilizante y enmienda orgánica de suelos según la legislación vigente en España y futura en Europa y el compost experimental.

Metales pesados
Legislación vigente compost (O 28/1998)
Legislación futura compost
Compost experimental
Clase I
Clase II
FRX
ICP-MS
 
mg · kg-1
Cadmio (Cd)
<10
0,7
1,5
2
Cromo (Cr)
<400
100
150
30
27
Níquel (Ni)
<120
50
75
29
16
Plomo (Pb)
<300
100
150
255
244
Cobre (Cu)
<450
100
150
95
76
Zinc (Zn)
<1100
200
400
500
446
Mercurio (Hg)
<7
0,5
1

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1. Calidad física, química y microbiológica del compost experimental

En la tabla 3 se muestran los resultados de los análisis realizados para la determinación de la calidad física, química y microbiológica de un considerado de calidad agronómica buena y el usado experimentalmente en estas experiencias de campo, pudiéndose apreciar como el compost usado de forma experimental se ajusta perfectamente a los márgenes de calidad establecidos por la Normativa vigente en España desde el año 1998 por lo que resulta adecuado para su aplicación como fertilizante y enmienda orgánica en diferentes suelos de cultivo.

Tabla 3. Propiedades físicas, químicas y biológicas de un compost considerado de calidad y el experimental.

Propiedades físicas
Compost de calidad
Compost experimental
 
90 % partículas pasarán por malla de 25 mm
100 % partículas pasan por malla de 20mm
Granulometría. Tamaño partículas inertes.
<10 mm
<10
Componentes inorgánicos
<3%
<3%
Humedad
<40%
<40%
Propiedades químicas
Compost de calidad
Compost experimental
pH
Neutro o ligeramente alcalino
pH KCl=7,30; pH H2O=7,32
Materia orgánica total
>35 %
51,20%
Nitrógeno total
> 1%
3,12%
Relación C/N
<18
9,52
Fósforo total
>0,43%
0,85%
Calcio
>1,40%
1,85%
Magnesio
>0,20%
2,05%
Sodio
Baja salinidad
0,76%
Potasio
>0,41%
1,10%
Propiedades biológicas
Compost de calidad
Compost experimental
Patógenos
Ausencia
Ausencia
Compuestos fitotóxicos
Ausencia
Ausencia

4.2. Propiedades físicas del suelo

Textura del suelo: La fracción granulométrica más abundante es la fracción arena (con un contenido medio de AG y AF similar) seguida por la fracción limo (con un contenido medio de LF>LG) y, en último lugar, se encuentra la fracción arcilla. Sin embargo, y a pesar de la gran abundancia de la fracción arena, la más importante por ser la más activa es la fracción arcilla puesto que se asocia a los materiales orgánicos, asegura la cohesión de los agregados, fija cationes y aniones sobre los lugares de cambio además de retener el agua, etc.




4.3. Propiedades químicas del suelo

pH del suelo: Se obtiene valores de pH ácidos, muy frecuentes en los suelos de cultivo de Galicia. Sin embargo, se sabe que cuanto menor sea el pH del suelo, mayor será el riesgo de paso de metales tóxicos a la solución del suelo.

Carbono total: El contenido medio en carbono total fue mayor en parcelas con compost, lo que viene a corroborar la hipótesis de que tras la adición de compost se produce un aumento en el contenido de materia orgánica (MO) y, por lo tanto, en C orgánico que repercutirá a su vez en un aumento en el contenido de C total.

Materia orgánica: El incremento en el contenido de MO tras la adición de compost al suelo es algo esperado que ocurra con el trascurso del tiempo si se realiza un abonado con este tipo de fertilizante y enmienda orgánica de suelos dado que, el compost de RSU, en sentido estricto, no es más que MO en estado de descomposición con distinto grado de madurez dependiendo de las condiciones en las que se realice el proceso de compostaje.

Nitrógeno total: El contenido medio de N en las parcelas con compost fue superior al de las parcelas sin compost lo que nos lleva a pensar que tras la adición además de incrementarse el contenido en C orgánico también aumentó el contenido en N orgánico, principales elementos constituyentes de la MO en descomposición.

Relación C/N: Su valor medio en parcelas sin compost fue de 12,71 considerado por Cobertera (1993) como una relación media en la que predominan por igual los procesos de humificación y mineralización. El rango de oscilación se encuentra comprendido entre bajo en el que se favorece la mineralización con lo cual, se aumenta el contenido en N inorgánico utilizable por las plantas y una relación media en la que la mineralización y humificación se llevan a cabo en proporciones similares. El valor medio, en parcelas con compost fue de 12,40 con unos límites mínimo y máximo menores que en parcelas sin compost, pudiendo éstos también ser considerados como bajos o medios.

Esta relación C/N tomó valores medios típicos de suelos cultivados propios de climas templados. Esto estaría dentro de lo aceptable, atendiendo a la bibliografía consultada, a pesar de lo cual no se rechaza la idea de que cuanto mayor sea la relación C/N más lenta se produce la humificación de la MO con lo cual pueden ser mejor aprovechados los nutrientes contenidos en el suelo hasta un cierto umbral por encima del cual una relación C/N demasiado elevada podría suponer una grave deficiencia en N para las plantas.

Complejo de cambio del suelo: El valor medio de la suma de bases de cambio (Ca2+ + Mg2+ + Na+ + K+) fue superior en las parcelas con compost. Tras la adición este parámetro experimentó un aumento, resultado éste esperado, dado que con la adición lo que se hace es aumentar su contenido en MO y, por consiguiente, su contenido en nutrientes los cuales deberían de estar más adsorbidos al complejo de cambio aumentando su CIC e impidiendo su lixiviación. La acidez de cambio (H+ y Al3+) tomó un valor medio más bajo en las parcelas con compost. Sin embargo, era de esperar que tras la adición aumentase ya que la MO al descomponerse genera ácidos orgánicos.

Otra propiedad importante que poseen las sustancias húmicas es la de mejorar la capacidad de intercambio de cationes (CIC) del suelo; debido a que absorben los nutrientes catiónicos del suelo poniéndolos más tarde a disposición de las plantas. De esta forma, se evita su pérdida por lixiviación. Esta propiedad también es característica de las arcillas pero su CIC es de 3 a 6 veces inferior a la de ácidos húmicos y fúlvicos, los cuales aportan del 75 al 80% de la capacidad de cambio total en suelos fértiles. Los humatos y fulvatos, a diferencia de las arcillas, poseen gran capacidad para ligar y retener aniones por presentar en su estructura grupos amino, amido, enlaces peptídicos y otros grupos nitrogenados. Estos aniones ligados, bien directamente o con un metal, son asimilables por la planta. Esta propiedad de intercambio de cationes y aniones de la fracción orgánica del suelo, hace que aumente la eficiencia de fertilizantes y que se reduzca la contaminación.

4.4. Análisis total de elementos presentes en el suelo

Se aplicó un método semicuantitativo, la fluorescencia de rayos X (FRX), y otro cuantitativo, la espectroscopia de emisión inducida por plasma argón (ICP-MS) para el análisis total de los elementos presentes en el suelo.

Macronutrientes (P, K, Ca y Mg): Se observó una tendencia a ser superiores P, K y Ca en las parcelas con compost tras determinación con FRX y, lo mismo para P y Ca por ICP-MS. La técnica de fluorescencia determinó un contenido de macronutrientes superior que ICP-MS, tanto en parcelas sin como con compost, siendo el método más adecuado para la evaluación del contenido total de estos macronutrientes ya que la extracción ácida no fue lo suficientemente intensa como para liberar los elementos de las redes silicatadas o de los minerales estables.

Micronutrientes (Fe, Cu, Mn y Zn): Se observó una tendencia a ser superiores Fe, Cu, Mn y Zn en las parcelas sin compost, tanto medidos por FRX como por ICP-MS, al compararlo con aquellas a las que se les adicionó compost. Fluorescencia midió un contenido de micronutrientes mayor que ICP-MS, tanto en parcelas sin como con compost.

Metales pesados (Cr, Ni y Pb): Los contenidos medios de Cr, Ni y Pb fueron más elevados cuando se midieron por FRX que por ICP-MS, determinando fluorescencia un contenido superior de los 4 metales pesados que la extracciónácida con NO3H (tabla 4). Se observó una tendencia a ser superior el contenido medio de Pb en las parcelas con compost, tanto por FRX como por ICP-MS, por lo que convendría prestarle especial atención a sus niveles en el suelo de cara a futuros estudios por los posibles problemas de contaminación que podría llegar a ocasionar.

4.5. Análisis de elementos disponibles presentes en el suelo

Se utilizaron dos agentes extractantes para el análisis de los elementos disponibles presentes en el suelo: el agente quelante DTPA y la solución ácida Mehlich-3.

Micronutrientes (Fe, Cu, Mn y Zn): Se observó una tendencia a ser superiores Fe y Mn en las parcelas con compost, tras extracción tanto con la solución ácida Mehlich-3 como con el agente quelante DTPA. En los suelos sin compost los valores medios de estos 4 micronutrientes fueron mayores tras usar el agente DTPA. Por el contrario, en los suelos con compost la solución Mehlich-3 extrajo un contenido más elevado de estos elementos.

En general, se admite que la solución Mehlich-3 extrae mayores contenidos de Fe, Cu, Mn y Zn ya que contiene compuestos de naturaleza ácida y un quelato, EDTA, por lo que es capaz de solubilizar una mayor cantidad de micronutrientes. Sin embargo, los resultados obtenidos en este trabajo indican que dicha regla no se cumple para los elementos Cu y Zn en los suelos estudiados. Este resultado puede ser debido a interacciones entre la extractabilidad y diversas propiedades del suelo, por ejemplo, se sabe que el agente quelante DTPA presenta una mayor eficiencia en cuanto a la capacidad de solubilizar nutrientes en condiciones de pH próximas a la neutralidad, mientras que Mehlich-3 se considera más adecuado en condiciones ácidas.

Metales pesados (Cd, Ni y Pb): Se observó una tendencia a ser superiores Cd y Ni en las parcelas con compost, tras extracción tanto con Mehlich-3 como con DTPA. El contenido de Pb fue más alto en las parcelas con compost tras extracción con Mehlich-3. En los dos tratamientos estudiados, los valores medios de Cd, Ni y Pb extraídos con DTPA fueron superiores a los extraídos con Mehlich-3.

Figura 3. Teniendo en cuenta el conjunto de las muestras de suelo para análisis de los elementos disponibles observó que la solución Mehlich-3 extrajo más Fe y Mn y menos Cu y Zn que el agente quelante DTPA.

5. CONCLUSIONES

La necesidad de incorporar y conservar la materia orgánica presente en nuestros suelos es de suma importancia para mantener el equilibrio ecológico de los ecosistemas terrestres, puesto que existe una relación entre el suelo fértil y su contenido en materia orgánica. La aplicación de compost procedente de RSU como fertilizante y enmienda orgánica de suelos permite mejorar la fertilidad y estructura de los mismos, ayudando también al desarrollo vegetal mediante una serie de acciones físicas, químicas y biológicas que ejerce sobre el suelo y fisiológicas sobre la planta.

Es, en gran medida, gracias al aporte de materia orgánica que el suelo se encuentra agregado, con buena porosidad y presenta alta capacidad de retención de agua. Además, un suministro adecuado de materia orgánica resulta necesario al actuar como fuente indispensable de nutrientes para las plantas, principalmente de N, P y S.

Los contenidos totales y la disponibilidad de los elementos presentes en el suelo no presentaron diferencias significativas entre tratamientos (sin y con compost). Sin embargo, resulta difícil poder evaluar la acción que ejerce el compost procedente de RSU a corto plazo sobre los contenidos totales y disponibles, tanto de micronutrientes como de metales pesados, por ser los niveles de los mismos variables previamente a la adición de este tipo de enmienda orgánica al suelo y al encontrarse estos elementos presentes en cantidades pequeñas en el suelo unido, todo ello, a la gran heterogeneidad de los suelos analizados y la diferente afinidad de los analitos por los sustratos.

AUTORES:
A. I. Roca Fernández
Centro de Investigaciones Agrarias de Mabegondo. INGACAL. Xunta de Galicia.
 

 


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