Relación carbono nitrógeno en el proceso de lombricompostaje y su potencial nutrimental en jitomate y menta

Abstract

El objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de la relación carbono/nitrógeno (C/N) inicial de los materiales orgánicos a compostar sobre el monitoreo de los grados de descomposición y la calidad nutrimental del vermicompost, para la producción de jitomate y menta. La elaboración de los compost se utilizó paja de maíz (PM) y estiércol de bovino (E B), a los que se les determinó materia orgánica y nitrógeno total. Los cálculos se hicieron en base a las fórmulas propuestas por Comité Técnico de Normalización Nacional de Productos Agrícolas y Pecuarios (2007), la rel C/N de PM y EB fueron 90.84 y 26.32, respectivamente. La relación C/N de 45 se utilizó 670 kg y 1,330 kg: 35; 320 kg y 1,680 kg y rel C/N 26; 2,000 kg y 0 kg, de PM y EB respectivamente. Durante el compostaje la rel C/N 45 registró las más altas temperaturas (63.5ºC), las rel C/N 35 y 26 fueron similares; 47.8 y 46.8 ºC, respectivamente. Las temperaturas durante la etapa de vermicompostaje no rebasaron los 30 ºC. Las rel C/N fueron 45, 35, y 26, posteriormente estas quedaron en 21, 27 y 13, respectivamente, siendo la última la de mayor contenido nutrimental. Durante la etapa de compostaje y vermicompostaje se realizaron muestreos para el análisis de secciones delgadas mediante firmas espectrales que permitieran la cuantificación de los diferentes grados de descomposición de la materia orgánica. Se utilizó el método de la acetona con el objetivo de reemplazar el agua y haciendo factible la impregnación con resina. En el análisis micromorfológico cualitativo las estructuras de los materiales orgánicos fueron identificados claramente, lo que permitió definir con mayor exactitud la determinación de las firmas espectrales. La rel C/N sea baja o alta no influyeron en los grados de descomposición analizados, esto definió que los patrones de firmas espectrales son únicas. Por otro lado, en invernadero se hizo una mezcla de vermicompost y agrolita (3:1 v:v) para determinar el efecto del contenido nutrimental de los vermicompost en los cultivos de jitomate silvestre y menta. Las tres relaciones C/N evaluadas permitieron el crecimiento y desarrollo de ambos cultivos. Sin embargo, hubo diferencias estadísticas (p≤0.05) en la concentración de nitratos y potasio entre tratamientos, siendo las plantas (jitomate y menta) que se desarrollaron en el vermicompost de la rel C/N 13 con y sin efluentes, obteniendo las mayores concentraciones de esos elementos. El cultivo de jitomate se vio afectado en la biomasa fresca cuando se le incorporaban los efluentes en la rel C/N 13. La rel C/N está íntimamente relacionada con la disponibilidad nutrimental del vermicompost. Por lo tanto, una elevada rel C/N inicial (45) menor concentración nutrimental del vermicompost. Esto se vio reflejado en el crecimiento y desarrollo del cultivo de jitomate y menta, al obtener menor concentración de nitrato y potasio. El vermicompost con rel C/N final 13 con y sin la incorporación de efluentes orgánicos favoreció el desarrollo de ambos cultivos. En particular el cultivo de menta obtuvo los mayores rendimientos en pesos frescos como en seco. Por su composición mineral, su estructura y el grado de maduración del vermicompost, surge como una alternativa viable para la producción orgánica y además para el manejo de restos agrícolas. _______________ CARBON-TO-NITROGEN RATIO IN THE VERMICOMPOSTING PROCESS AND ITS NUTRIENT POTENTIAL IN TOMATO AND MINT. ABSTRACT: The aim of this study was to determine the effect of the initial carbon-to-nitrogen ratio (C/N) of the organic materials of the materials to be composted on the degrees of decomposition and the nutrient quality of the vermicompost, for the production of tomatoes and mint. The compost was made using corn stover (CS) and cattle manure (CM), for which organic matter and total nitrogen were determined. The calculations were based on the formulas proposed by the Technical Committee for National Standardization of Agricultural and Livestock Products (2007). The C/N ratios of CS and CM were 90.84 and 26.32, respectively. For the 45 C/N ratio, 670 kg and 1,330 kg of CS and CM, respectively, were used; for the 35 C/N ratio, 320 kg and 1,680 kg of CS and CM, respectively; and for the 26 C/N ratio, 2,000 kg and 0 kg of CS and CM, respectively. During composting, the 45 C/N ratio recorded the highest temperatures (63.5 °C), whereas the 35 and 26 C/N ratios had similar temperatures, 47.8 and 46.8 °C, respectively. Temperatures during the vermicomposting stage did not exceed 30 °C. The C/N ratios were 45, 35, and 26; subsequently, they were 21, 27 and 13 respectively, with the latter having the highest nutrient content. During the composting and vermicomposting stage, samplings were carried out for the analysis of thin sections through spectral signatures that enable quantifying the different degrees of decomposition of organic matter. The acetone method was used in order to replace the water and make impregnation with resin feasible. In qualitative micromorphological analysis, the structures of the organic materials were clearly identified, allowing us to determine more precisely the spectral signatures. Whether low or high, the C/N ratios did not influence the decay rates analyzed; this demonstrated that the spectral signature patterns are unique. On the other hand, in the greenhouse a mixture of vermicompost and perlite (3:1 v: v) was made to determine the effect of the nutrient content of the vermicompost on wild tomato and mint crops. The three C/N ratios evaluated allowed the growth and development of both crops. However, there were significant differences (p≤0.05) in the concentration of nitrates and potassium between treatments, with the plants (tomato and mint) that developed in the vermicompost with the 13 C/N ratio, with and without effluents, obtaining the greatest concentrations of these elements. The tomato crop was affected in terms of fresh biomass when effluents were incorporated into the vermicompost with the 13 C/N ratio. The C/N ratio is closely linked to the nutrient availability of the vermicompost. Therefore, a high initial C/N ratio (45) vermicompost results in a lower nutrient concentration in the vermicimpost. This was reflected in the growth and development of the tomato and mint crops, as they obtained a lower concentration of nitrate and potassium. The vermicompost with a final C/N ratio of 13, with and without the addition of organic effluents, favored the development of both crops. In particular, the mint crop obtained higher yields in fresh and dry weights. Due to its mineral composition, structure and degree of maturity, vermicompost emerges as a viable alternative for organic production and also for the management of agricultural waste.