3.2. MÉTODOS DE MEJORA DE LAS PROPIEDADES DE LOS COMPOSTS
Los materiales utilizados para la preparación de
sustratos de cultivo deben presentar unas características y propiedades lo más
adecuadas posibles previamente a su utilización hortícola, ya que una vez estén
en la mezcla y en el contenedor la evolución de éstas es muy lenta (Martínez et al., 1998). Por ello, tras
caracterizar los materiales e identificar aquellas propiedades no favorables
para la producción de plantas, se debe intentar mejorar dichas propiedades,
previamente a su comercialización, mediante técnicas adecuadas -sencillas y
económicas-.
Las propiedades más desfavorables de los composts
estudiados (C1 y C2) son su elevado pH y el exceso de sales solubles de los
mismos. Por ello, se llevaron a cabo ensayos de acidificación y de lixiviación
de sales, cuyos resultados se exponen a continuación.
3.2.1. Acidificación
El objetivo de este experimento fue evaluar la capacidad
de diferentes enmiendas ácidas para la corrección del pH de los dos composts
objeto de estudio.
3.2.1.1. Curvas de valoración
El ajuste del pH requiere una
curva de valoración específica para cada material (Bunt, 1976). Partiendo de
dicha curva, es posible determinar la dosis de enmienda necesaria en función
del pH final deseado, así como la eficacia de dicha enmienda.
Las curvas de valoración
obtenidas para C1 y C2 se dan en la Figura 7, en la que, además, se indica la
ecuación de ajuste y el coeficiente de determinación (R2). Hay que
indicar que, como se ha comentado anteriormente, el pH inicial de C2 fue mayor
que el de C1.
La curva correspondiente a C1
presentó menor pendiente que la curva obtenida para C2, lo que indicó una mayor
demanda de ácido por parte de C1. Esto pone de manifiesto que el compost C1
requiere más meq de H+ que C2 para provocar una disminución de pH
equivalente. Esta mayor demanda de ácido está relacionada posiblemente
(Martínez et al., 1988) con la mayor
saturación de bases, capacidad de intercambio catiónico y contenido en
carbonatos cálcico, magnésico y sódico del compost C1, principalmente.
Figura
7. Curvas de valoración de los dos composts estudiados (C1 y C2)
3.2.1.2. Ensayos
de acidificación en estufa
El objetivo de estos ensayos era
determinar, en condiciones de laboratorio, la dosis y el tipo de enmienda más
eficaz para cada uno de los composts, de modo que fuera posible establecer un
programa de acidificación que adecuara el pH de los mismos, para poder ser
utilizados en la producción de planta ornamental en maceta.
En la Tabla 17 se recogen, para
cada compost, acidificante y dosis: el pH final esperado según la curva de
valoración (pHe), el pH final obtenido (pHf), la disminución de pH alcanzada en
función del pH inicial del material (DpH) y la eficiencia de la acidificación (e.a., %).
Éste último parámetro se obtuvo a partir de la siguiente ecuación:
El pH inicial de los composts C1
y C2 fue de 8,18 y 9,90, respectivamente. La duración de los ensayos fue
diferente, en función del acidificante utilizado. Con azufre elemental (S)
micronizado fueron necesarios 70 días hasta alcanzar un pH estable, mientras
que el tiempo requerido al utilizar sulfato ferrroso (FeSO4·7H2O) fue solamente
de 30 días. En ninguno de los tratamientos se alcanzó el pH final esperado
según la curva de valoración, siendo la máxima disminución de pH para las dosis
ensayadas de 1,36 unidades al finalizar los experimentos. Para disminuir el pH
de los composts en una unidad fueron necesarios, como mínimo, 10 g de S y 80 g
de FeSO4·7H2O por litro de sustrato.
Tabla 17. Resultados de los
ensayos de acidificación realizados con los dos composts estudiados (C1 y C2)
|
|
|
|
S
micronizado* |
FeSO4·7H2O** |
||||
|
Compost |
Dosis |
pHe |
pHf |
DpH |
e.a. (%) |
pHf
|
DpH |
e.a. (%) |
|
C1 |
0,25xD |
6,87 |
7,66 |
0,52 |
40 |
7,94 |
0,24 |
18 |
|
|
0,50xD |
6,56 |
7,30 |
0,88 |
54 |
7,83 |
0,35 |
21 |
|
|
0,75xD |
6,27 |
7,08 |
1,10 |
58 |
7,25 |
0,93 |
48 |
|
|
D |
5,83 |
6,83 |
1,35 |
57 |
7,10 |
1,08 |
46 |
|
C2 |
0,25xD |
7,59 |
9,42 |
0,48 |
21 |
9,27 |
0,63 |
28 |
|
|
0,50xD |
7,16 |
8,73 |
1,17 |
43 |
8,83 |
1,07 |
39 |
|
|
0,75xD |
6,82 |
8,66 |
1,24 |
40 |
8,71 |
1,19 |
39 |
|
|
D |
6,56 |
8,55 |
1,35 |
40 |
8,55 |
1,35 |
41 |
* 70 días de ensayo. ** 30 días de ensayo. D: dosis
de acidificante necesaria para alcanzar el mínimo valor de pH en los composts,
obtenida a partir de las curvas de valoración. pHe: pH final esperado según las
curvas de valoración, pHf: pH final obtenido, DpH: disminución de pH
obtenida en función del pH inicial del material, e.a.: eficiencia de
acidificación (%)
La eficiencia de la acidificación (e.a.)
fue inferior al 59% en todos los tratamientos ensayados, no observándose
diferencias en la misma entre las dosis superiores a 0,50xD. La bibliografía recoge ensayos realizados con
cantidades inferiores de acidificante, en los que se alcanzan mayores
disminuciones de pH en menor tiempo (Martínez et al., 1988; y 1998; Roig et
al., 2003). Sin embargo, hay que indicar que los resultados dependen, en
gran medida, de las características del sustrato estudiado (densidades aparente
y real, capacidad de intercambio catiónico, pH inicial, etc.). Por ejemplo, se
citan eficiencias de acidificación para S micronizado de hasta un 80% (Martínez et al., 1988) y disminuciones de pH
desde 8 hasta 6 en 4 semanas con tan sólo 6,5 g S/l sustrato (Martínez et al., 1998). Por otra parte, la
evolución del pH de los composts C1 y C2 a lo largo del ensayo, para las
diferentes dosis de los acidificantes utilizados, se muestra en la Figura
8. Se observa que el proceso de
acidificación fue diferente, dependiendo del compuesto -enmienda- utilizado. El
azufre disminuyó el pH lentamente y de forma progresiva (Fig. 8a y 8b). Por el
contrario, el sulfato ferroso produjo una fuerte disminución inicial del pH de
los composts tras su aplicación, pero éste tendió a incrementarse de nuevo,
hasta alcanzar un valor prácticamente estable a partir de los 15 días de ensayo
(Figura 8c y 8d). Se observó una mayor dispersión en los valores de pH al
utilizar sulfato ferroso, en comparación con el azufre elemental micronizado,
lo cual puede atribuirse al mayor tamaño de partícula de esta sal.
Figura 8. Evolución del pH de los dos composts
estudiados, en los ensayos de acidificación con S micronizado (a y b) y
FeSO4·7H2O (c y d)
Las barras verticales indican el error estándar
En adición, los resultados del
análisis estadístico multifactorial (ANOVA) realizado con las variaciones de pH
y conductividad eléctrica observadas en los ensayos de acidificación de los dos
composts, en función del tipo de acidificante y la dosis utilizada, se dan en
la Tabla 18. Para el compost C1, el azufre fue el compuesto que produjo la
mayor disminución de pH, observándose una respuesta proporcional de éste en
función de la dosis utilizada. Sin embargo, la acidificación con S provocó un
incremento notable de la salinidad, que no se observó al utilizar FeSO4·7H2O.
Por ejemplo, con el tratamiento a base de S a la dosis D, el pH disminuyó 1,36
unidades, mientras que se produjo un incremento en la conductividad eléctrica
de 2,23 dS/m (frente a 1,07 unidades y
0,01 dS/m con FeSO4·7H2O,
respectivamente). Para el compost C2 no existieron diferencias significativas
en los valores de pH ni de conductividad eléctrica en función del tipo de
acidificante utilizado, pero se observó una respuesta proporcional en la
variación del pH en función de la dosis aplicada. Así pues, para este compost
podría utilizarse cualquiera de los dos acidificantes a la dosis más alta (D),
ya que ello no repercute negativa ni significativamente en la salinidad.
Tabla 18. Efectos principales de los tratamientos de acidificación de los
composts estudiados (C1 y C2) sobre el pH y la conductividad eléctrica (CE) de
los mismos
|
|
|
Compost C1 |
Compost C2 |
||
|
|
|
DpH |
ΔCE (dS/m) |
DpH |
ΔCE (dS/m) |
|
A. Tipo de acidificante |
|
|
|
|
|
|
|
S |
0,97 |
1,57 |
1,06 |
1,70 |
|
|
FeSO4 |
0,64 |
0,08 |
1,07 |
1,90 |
|
|
P |
*** |
*** |
ns |
ns |
|
B. Dosis de acidificante |
|
|
|
|
|
|
|
0,25xD |
0,38d |
0,79 |
0,56d |
0,87b |
|
|
0,50xD |
0,61c |
0,69 |
1,13c |
1,86a |
|
|
0,75xD |
1,01b |
0,69 |
1,22b |
2,21a |
|
|
D |
1,21a |
1,12 |
1,36a |
2,26a |
|
|
P |
*** |
ns |
*** |
*** |
|
C. Interacción AxB |
|
|
|
|
|
|
|
P |
*** |
ns |
* |
ns |
C1: compost a base de plantas de melón;
C2: compost a base de plantas de hortalizas. P: Nivel de significación. ns, * y *** indican diferencias no
significativas o estadísticamente significativas a P = 0,001 y P = 0,0001,
respectivamente. Valores en columna con diferente letra difieren estadísticamente
a P= 0,05 (Test de Student-Newman-Keuls)
3.2.2. Lixiviación
de las sales en exceso
El objetivo del ensayo de lixiviación en columna
realizado con agua destilada fue doble. Por un lado, conocer la pauta de lixiviación
de los elementos minerales de cada uno de los materiales estudiados (C1, C2 y
Te) y, por otro, estudiar la evolución de la conductividad eléctrica y de los
elementos asimilables con el lavado, lo cual tiene especial interés en los
composts C1 y C2 como método de mejora, dada la elevada concentración de sales
de los mismos.
3.2.2.1. Caracterización
de los materiales tras la lixiviación
Los valores
obtenidos en la caracterización físico-química y química de los materiales, al
inicio y al final del experimento de lixiviación, se dan en la Tabla 19. Se
observa que, si bien el pH no varió significativamente en ninguno de los
materiales estudiados, la conductividad eléctrica (CE) de los composts
disminuyó hasta niveles aceptables, especialmente si se tienen en cuenta sus
elevados valores iniciales.
Esta disminución se observó
también en el contenido en elementos salinizantes (K+, Ca2+,
Mg2+, Cl-, S y Na+), especialmente para C1. El
compost C2 presentó una menor respuesta a la lixiviación, ya que fue el
material que presentó concentraciones mayores de todos los elementos al final
del ensayo.
Tabla 19. Caracterización físico-química y química de los dos composts (C1
y C2) y de la turba encalada de referencia (Te), al inicio y al final del ensayo
de lixiviación
|
|
C1 |
|
C2 |
|
Te |
|||
|
|
inicio |
final |
|
inicio |
final |
|
inicio |
final |
|
pH |
8,15 |
7,98 |
|
9,07 |
8,25 |
|
5,53 |
5,62 |
|
CE
(dS/m) |
11,91 |
1,08 |
|
7,36 |
1,66 |
|
0,09 |
0,08 |
|
Elementos asimilables
(mg/l sustrato) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
N-NH4+ |
16,56 |
2,32 |
|
74,95 |
45,84 |
|
4,71 |
1,40 |
|
N-NO3- |
nd |
nd |
|
nd |
nd |
|
nd |
nd |
|
P |
59,90 |
31,49 |
|
373 |
312 |
|
0,46 |
nd |
|
K+ |
9.438 |
412 |
|
13.796 |
2.625 |
|
5,80 |
2,97 |
|
Ca2+ |
1.646 |
460 |
|
1.289 |
560 |
|
16,75 |
2,40 |
|
Mg2+ |
620 |
116 |
|
300 |
165 |
|
6,81 |
2,14 |
|
Cl- |
6.483 |
189 |
|
3.987 |
298 |
|
95 |
85 |
|
S |
1.962 |
200 |
|
512 |
220 |
|
16,6 |
12,3 |
|
Na+ |
1.194 |
104 |
|
637 |
257 |
|
60,5 |
54,5 |
|
Fe |
3,99 |
2,42 |
|
90 |
31 |
|
1,17 |
0,70 |
|
Mn |
0,56 |
nd |
|
4,42 |
2,03 |
|
0,04 |
0,02 |
|
Zn |
1,61 |
0,28 |
|
11,02 |
3,23 |
|
0,07 |
nd |
|
Cu |
1,94 |
0,58 |
|
16,61 |
3,67 |
|
1,51 |
nd |
|
B |
3,84 |
2,82 |
|
9,16 |
3,61 |
|
0,09 |
0,04 |
|
Mo |
1,75 |
0,78 |
|
2,62 |
0,37 |
|
0,11 |
nd |
C1: compost a base de plantas de melón; C2:
compost a base de plantas de hortalizas; Te: Turba Sphagnum rubia
encalada, pH=5,5. n.d.= concentración no detectable con la metodología
utilizada
En general, la turba mostró bajas
concentraciones en elementos asimilables desde el inicio del experimento.
Algunos llegaron a descender hasta niveles no detectables (P, Cu, Zn y Mo), otros
disminuyeron de forma importante (N-NH4+, K+,
Ca2+, Mg2+ y Fe) y otros se lixiviaron moderadamente (Cl-,
S y Na+), manteniéndose en valores próximos a los iniciales.
3.2.2.2. Evolución
de los parámetros físico-químicos y
químicos en los lixiviados
La evolución de los parámetros
físico-químicos y químicos, determinados a lo largo del ensayo de lixiviación
para cada sustrato, se muestra en las Figuras 9 y 10. Como se indicó
anteriormente (apartado 2.2.7.), la cantidad de agua añadida con las fracciones
de lavado fue diferente para cada material, ya que ésta varía en función de su
capacidad de contenedor (CC).
En la Figura 9 se muestra la
evolución de la CE en los lixiviados de los tres materiales estudiados, así
como la ecuación obtenida tras el ajuste y la bondad del mismo (R2). Para los
dos composts (C1 y C2), la conductividad eléctrica de los lixiviados al inicio
del ensayo fue muy elevada, pero descendió rápidamente, especialmente en C1.
La CE de los lixiviados de la
turba, a pesar de estar ésta encalada, no varió prácticamente a lo largo del
ensayo de lixiviación, siendo además muy inferior a la de los composts.
Figura 9. Evolución de la
conductividad eléctrica (CE) a lo largo del ensayo de lixiviación con agua destilada.
C1: compost a base de plantas de melón; C2: compost
a base de plantas de hortalizas; Te: Turba Sphagnum rubia encalada,
pH=5,5.
Los valores de pH de los
lixiviados no variaron significativamente a lo largo del ensayo (datos no
presentados) en todos los materiales estudiados.
Respecto a los contenidos en
elementos minerales en los lixiviados de los tres materiales (Figura 10), hay
que indicar que, en ningún caso, se detectó la presencia de N-NO3-.
Destaca también la resistencia del P a ser lavado, especialmente en C2,
mientras que el K+, por el contrario, se lixivió muy fácilmente, a
pesar de los altos niveles iniciales, y con idéntica cinética en C1 y C2.
Para los tres materiales, la
evolución de los contenidos en Ca2+, Mg2+ y S de los
lixiviados fue similar; aunque inicialmente fueron superiores en C1, tras la
aplicación de 8 veces su CC los niveles se igualaron a los de C2 y Te. Las curvas correspondientes a Cl-
y Na+ siguieron una pauta similar a la de la CE, observándose un
punto de corte en el intervalo 2-3 veces la CC, a partir del cual la curva
correspondiente a C1, con niveles iniciales mayores de estos elementos, quedó
por debajo de C2 hasta el final del ensayo.
Respecto a los microelementos se
observó que, tras aplicar 5 veces la CC, los niveles de Fe, Mn, Zn y Cu en lo
lixiviados de C1 y Te fueron prácticamente despreciables; sólo los contenidos
en B y Mo se resistieron más a la lixiviación en C1. En el caso de C2, a 8
veces la CC se consiguieron niveles aceptables de Fe, Mn, Zn, Cu, B y Mo, aunque
cabe destacar la mayor concentración de Fe (31 meq/l sustrato) al final del
experimento (Tabla 9).
Figura
10. Variación de los elementos minerales a lo largo del ensayo de lixiviación
con agua destilada.
C1:
compost a base de plantas de melón; C2: compost a base de plantas de
hortalizas; Te: Turba Sphagnum rubia encalada, pH=5,5. CC: capacidad de
contenedor
Figura
10 cont. Variación de los elementos minerales a lo largo del ensayo de
lixiviación con agua destilada.
C1:
compost a base de plantas de melón; C2: compost a base de plantas de
hortalizas; Te: Turba Sphagnum rubia encalada, pH=5,5. CC: capacidad de
contenedor