Aplicación de la tecnologia del vermicompostaje para la valorización agronómica de residuos y destrios de cultivos de invernadero

Resumen

El objetivo general del presente trabajo de Tesis Doctoral fue evaluar el proceso de vermicompostaje de residuos vegetales (matas de plantas y destrío de frutos) generados por los cultivos bajo plástico y/o invernadero como método biotecnológico que permita reciclar estos residuos, en materiales orgánicos estables, maduros, ricos en nutrientes, y con propiedades biológicas que permitan su valorización como productos con interés agrícola, enmienda orgánica para suelos, o materiales bioactivos con diversas utilidades. Este objetivo general se concretó en los siguientes objetivos específicos: 1.Evaluar la viabilidad de las lombrices E. andrei y/o E. fetida para vermicompostar los residuos vegetales de invernadero, diseñando y optimizando el proceso según las características de los principales tipos de residuos. 2.Investigar los cambios en las propiedades químicas, bioquímicas (actividades enzimáticas) y microbiológicas que los residuos vegetales de invernadero experimentan debido a su vermicompostaje. 3.Estudiar el efecto del insecticida imidacloprid) sobre la actividad microbiana del residuo y el desarrollo de las lombrices durante su vermicompostaje. 4.Comparar las comunidades microbianas de los vermicomposts de residuos de invernadero frente a la de los vermicomposts de otros residuos orgánicos diferentes para valorar su calidad desde un punto de vista microbiológico. 5.Investigar el potencial del vermicompost de residuo de invernadero junto con el de otros vermicomposts para ser utilizados como materiales bioactivos en la biodegradación de plaguicidas. 6.Evaluar el potencial de dos vermicomposts procedentes de destríos de frutos de supermercado y de invernadero, respectivamente, como enmiendas orgánicas de suelos agrícolas o de suelos contaminados por metales pesados. Los resultados obtenidos, en los nueve capítulos que conforman esta tesis doctoral, permitieron obtener las siguientes conclusiones: 1.El elevado contenido en sales de los residuos vegetales (matas de plantas) generados por los cultivos en invernadero hace inviable su vermicompostaje. La mezcla de estos residuos con lodos de la fabricación de papel permite su reciclaje simultáneo mediante este proceso biotecnológico. 2.Una concentración de imidacloprid en matas de plantas procedentes de cultivos de invernadero superior a 2 mg kg-1 hace inviable su vermicompostaje. 3.El vermicompostaje de destríos frescos de tomate mediante un proceso de alimentación continua, que incorpora una fase de maduración posterior, es una opción económicamente viable para la gestión de estos residuos de invernadero ácidos y con un elevado contenido de agua. 4.Las actividades enzimáticas analizadas fueron bioindicadores útiles para valorar la biotransformación de los residuos vegetales de invernadero causada por su vermicompostaje así como para estimar la diversidad bioquímica de las comunidades microbianas presentes en los vermicomposts. 5.Los complejos húmus-enzimas generados durante la biotransformación de destríos de tomate mediante el vermicompostaje de alimentación continua no pudieron resistir la desnaturalización, desactivación y degradación causada por la fase final de maduración. Pese a esto, el vermicompost producido mostró mayor contenido de esos complejos que el sustrato orgánico inicial. 6.El vermicompostaje modificó significativamente las comunidades microbianas de los residuos vegetales de invernadero, disminuyendo su biomasa bacteriana y fúngica y cambiando también su estructura microbiana. 7.Los procesos de vermicompostaje diseñados fueron capaces de biodegradar y biotransformar los residuos vegetales de invernadero (matas de plantas y frutos de destríos) en materiales orgánicos con valor añadido para ser utilizados como enmiendas orgánicas de suelo en agricultura convencional, integrada y orgánica así como substratos orgánicos de cultivos vegetales de invernadero. 8.El uso conjunto del DGGE y el COMPOCHIP fue una estrategia rápida para comparar la comunidad bacteriana del vermicompost de destríos de tomate con la de otros vermicomposts, valorando la presencia de taxones bacterianos que permiten estimar la calidad microbiológica del vermicompost. Esta aproximación proporcionó una valiosa información para estudios dirigidos al aprovechamiento de las bacterias presentes en los vermicomposts. 9.El análisis de la respuesta respiratoria de la microbiota presente en el vermicompost de destríos de tomate a la adición de pesticidas mediante el sistema MicrorespTM permitió valorar su tolerancia a estos xenobióticos respecto a otras comunidades microbianas de vermicomposts. 10.La enmienda de un suelo agrícola con vermicompost de destríos de supermercado mejoró su actividad biológica y calidad bioquímica, modificando su estructura microbiana de forma diferente a como lo hizo un compost procedente del mismo residuo. 11.La enmienda de un suelo contaminado por metales pesados con vermicompost de destríos de tomate junto con la siembra de Trifolium repens fue una estrategia eficaz que redujo la disponibilidad de Fe, Cu, Zn, Cd y Pb del suelo, mejorando además su diversidad calidad bioquímica respecto al suelo sin enmendar.