Biochemical aspects associated with the composting of salmon farming sludge: An investigation focused on phosphorus recovery from agro-industrial wastes
Biochemical aspects associated with the composting of salmon farming sludge: An investigation focused on phosphorus recovery from agro-industrial wastes
Authors
Pérez San Martín, Andrés Felipe
Authors
Date
Datos de publicación:
Keywords
lodos de la salmonicultura - compostaje - recuperación de fósforo - residuos agroindustriales - acuicultura - economía circular - recuperación de nutrientes - manejo de residuos orgánicos - alternativas eco-amigables - acuicultura sostenible - metales pesados - fitotoxicidad - reutilización agrícola - acuicultura chilena
Collections
Abstract
En Chile, la acuicultura se establece como una de las industrias de potencial crecimiento y se posiciona como uno de los mayores productores de salmónidos a nivel mundial. Estas proyecciones implican un aumento de la generación de residuos orgánicos de los sistemas de producción acuícolas. Si estos no son debidamente tratados pueden convertirse en factores de riesgo ambiental afectando los sistemas acuáticos y edáficos.
En consecuencia, se destaca la importancia de posicionar esta industria desde un enfoque sustentable con perspectivas hacia la economía circular y revalorización de residuos. En este sentido, se destaca la alta producción de residuos en forma de lodos, un material semi-sólido constituido por las heces y el alimento no digerido de la producción de
salmones. Estos lodos se caracterizan por su alto contenido de agua, dificultando el manejo y disposición final, al igual que su contenido sales y metales pesados como potenciales factores de fitotoxicidad. Sin embargo, se caracteriza su contenido de nutrientes (fósforo y nitrógeno) y materia orgánica de potencial interés en el sector agrícola. Así, se hace necesario un pre-tratamiento para su revalorización, estableciendo el proceso de compostaje como potencial alternativa eco-amigable para la estabilización
y transformación de la materia orgánica. A su vez, como método para la recuperación y conversión del fósforo en una forma soluble para su metabolización en sistemas
vegetales.
Por lo cual, el objetivo de esta investigación fue evaluar la interacción entre las comunidades microbianas y su efecto en la transformación de las fracciones de fósforo durante el proceso de compostaje de lodos de la fase de agua dulce de la salmonicultura para la generación de una enmienda de uso agrícola.
El proceso de compostaje se realizó en composteras de eje rotatorio con ventilación pasiva de 200 L durante 120 días. Se monitorearon parámetros fisicoquímicos como la
temperatura, pH, conductividad eléctrica y materia orgánica. La estabilización y degradación de la materia orgánica fue determinado mediante termogravimetría y técnicas de espectroscopía (UV-Vis, IR y fluorescencia). La madurez del compost fue determinado a través de del test Solvita® y un ensayo de germinación en semillas de lechuga (Lactuca sativa L.), rabanito (Raphanus sativus L.) y tomate (Solanum lycopersicum L.). A su vez, el compost maduro fue evaluado en base a la norma chilena 12 de compost (NCh2880). Por otra parte, se evaluó la transformación de las fracciones de fósforo (H2O-P, NaHCO3-P, NaOH-P y Residual-P) y el fósforo de la biomasa microbiana (MBP). Para determinar la relación de esta transformación durante el proceso de compostaje, se analizaron variables como la concentración de ácidos orgánicos (ácido oxálico, málico y cítrico), la actividad enzimática (FDA, β-glucosidasa, fosfatasa ácida y alcalina) y las comunidades bacterianas (región V3/V4) y fúngicas (región ITS).
Los resultados del análisis fisicoquímico del compost maduro reportaron los parámetros de calidad de la enmienda en base a la norma chilena de compost (NCh2880) y la reducción de factores fitotóxicos del lodo de salmonicultura (aumento de pH, disminución de la salinidad, metales pesados y patógenos humanos). El monitoreo del proceso de
compostaje permitió establecer parámetros que indicaron una correcta transformación de la materia orgánica con la formación de sustancias tipo húmicas. Asimismo, el análisis de las fracciones de P permitió establecer una relación entre la identificación de microorganismos solubilizadores de fosfato (Bacillus, Pseudomonas, Acinetobacter, Candida, Aspergillus y Penicillium), el análisis enzimático (fosfatasas y β-glucosidasa) y la presencia de ácidos orgánicos, lo cual causó un incremento en la fracción lábil de P.
En conclusión, esta investigación se establece como una contribución a la escaza información en la caracterización química y biológica del proceso de compostaje de lodos
de salmonicultura para la generación de una enmienda orgánica fosforada óptima de uso agrícola.