Enmiendas, abonos orgánicos y bioproductos: normativa internacional e

inocuidad en frutas y hortalizas

Maria Mercedes Martínez S. PhDUniversidad de Bonn, TROPEN

Grupo de Investigación en Suelo, Planta, Agua y Ambiente, GISPA, Chile

11va. Conferencia Capital Humano- Santiago, Chile Septiembre 14 de 2016

Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz(INRES) Pflanzen- und Gartenbauwissenschaften. Tropischer Pflanzenbau - TROPENUniBonn, Germany

Calidad de agua y tipo de riegoSuelo/

coberturas

Abonos y enmiendas orgánicas

Productos de control y

fertilizantes

Beuchat, 2006; Matthews, 2013; 2014

La inocuidad

Ausencia de agentes o sustancias que resulten nocivas para el consumidor (Beuchat et al., 2006).

Agua de Riego

Contaminantes Químicos y Microbiológicos

Calidad para Agua de Riego

http://www2.sag.gob.cl/biblioteca_digital/documentos/medio_ambiente/criterios_calidad_suelos_aguas_agricolas/pdf_aguas/anexo_B.pdf ** Norma de Protección de aguas continentales

NCh 1333/78 (87) FAO / EUCE dS/m 0,7 5 <0,75pH 5,5-9 6,5-8,4OD mg/L >7,5 >5N-NO3 (mg/L) <5

RAS (Absoción de Na)* <3** <3Na (%) <35Sólidos Suspendidos Totales (SST)

<30 <50

Na% = (Na / (Na+Ca+Mg+K)) x 100

No hay exigenciaNo hay exigenciaNo hay contactoCultivos localizados de la categoría B, sin exposición de trabaja-dores, ni público.

C

No hay exigencia< 1

TrabajadoresCultivos de cereales industriales y forrajeros, praderas y forestales

B

< 1000< 1Trabajadores, consumidores, público

Cultivos de consumo crudo; campos deportivos; parques públicos

A

Nematodos IntestinalesHuevos L-1

Grupo expuestoCondiciones de Aprovechamiento

Clase

Calidad microbiológica de aguas residuales empleadas en agricultura (OMS-1989)

 Coliformes

Fecales NMP/ 100 ml

Efecto de suelo(A) y agua de riego (B) sobre la calidad de horatalizas según estación.

Antwi-Agyei P, Cairncross S, Peasey A, Price V, Bruce J, et al. (2015) A Farm to Fork Risk Assessment for the Use of Wastewater in Agriculture in Accra, Ghana. PLoS ONE 10(11): e0142346. doi:10.1371/journal.pone.0142346http://journals.plos.org/plosone/article?id=info:doi/10.1371/journal.pone.0142346

Lampa-Colina, Metropolitana

A/P Salmonella / 25 g

Repollo

2012-2014

Abonos y enmiendas orgánicas

Productos que al ser aplicados al suelo activan principalmente los

procesos microbiales, fomentando simultáneamente su estructura,

aireación y capacidad de retención de humedad y aportando

pequeñas cantidades de nutrientes (ICA, 1995).

• Restos de cosechas. • Abonos verdes. • Hojas.• Restos urbanos. • Complementos minerales. • Plantas marinas y algas.

Materiales Orgánicos

Permitidos en A O• Estiercol compostado• Excrementos humanos aireados y

compostados: no consumo humano• Compost:

– minima 55°C/ 3 dias o 45°C/12 días • Humus de gusanos e insectos• Inoculantes naturales• Mantillo de setas• Harinas: sangre, hueso, cuerno, carne,

pluma, lana, cascarillas o tortas)• Residuos domesticos compostados• Vinaza/extractos ........

Fresco Estabilizado Compostado Humificado

Proceso de Mineralización de C

Composición de estiercoles frescos

Nutriente (bs) Vacunos Porcinos Caprinos Conejos Gallinas

Materia orgánica (%) 48,9 45,3 52,8 63,9 54,1

Nitrógeno total (%) 1,27 1,36 1,55 1,94 2,38

Fósforo asimilable (P2O5, %) 0,81 1,98 2,92 1,82 3,86

Potasio (K2O, %) 0,84 0,66 0,74 0,95 1,39

Calcio (CaO, %) 2,03 2,72 3,2 2,36 3,63

Magnesio (MgO, %) 0,51 0,65 0,57 0,45 0,77

Fuente: Aso y Bustos, 1991.

Propiedad Vacunos Porcinos Caprinos Conejos Gallinas

 pH 7,6 7,3 8,2 7,5 8,0

 CE (dS/m) 6,3 9,4 12 8,9 14,2

Salinidad y pH

Fuente: Aso y Bustos, 1991.

Dispersión de BioaerosolesPérdida de N-NH4

PO4 por escurrimiento (lluvia)N-NO3 por lluvia

Estado fisicoConcentración de N del materialConcentración de PConcentración de metales (Nivel crítico)Tasas de mineralizaciónRequerimientos del cultivoMonitoreo frecuente: suelo/aguas

Aplicación del Estiércoles Frescos

USDA ARS, 2016

Reducción de pérdidas de N-NO3

Ortega et al., 2015

LODO ESTABILIZADO

Amonio (NH4) ppm Nitrato (NO3) ppm0

1000

2000

3000

4000 3856.3

146

Rel C/N Rel NH4/NO30

5

10

15

20

25

30

10.1

28

COMPOST

Ingenio Providencia, Cali

Proceso aerobio de degradacion de materia orgánicaAltas temperaturas

Humedad controladaEstabilización y Madurez

a) Carbono (TC) b) Nitrogeno total

(NT)c) N-NH4 d) N-NO3

Tiempo Descomposición aeróbica (días)

Sanchez Monedero et al., 2010, Brown S., 2014

Carb

ono

Tota

l (kg

/Tn)

N

T

(kg/

Tn)

N-N

H 4

(mg/

kg)

N-N

O3

(m

g/kg

)

TEMPERATURA

• 55 ºC • eliminación de

patógenos, parásitos y semillas de malas hierbas.

Ta

sa d

e co

mpo

stac

ión

( Kg

CO2/

h)

Temperatura (°C)0 30 40 50 60 70 80

Alta tasa de descomposición

Oloresvolatiles

Muertepatógenos

Abonos orgánicos y enmiendasCalidad

Calidad Sanitaria

Microorganismos patógenos

Humanos

Vegetales

Metales pesados

Madurez y estabilidad

Indicadores químicos

Indicadores bioquímicos

Indicadores biológicos

Fertilidad y aptitud

Macro y micro nutrientes

disponibles y totales

pH y CE

INOCUIDAD

Estabilidad y MadurezGrado de descomposición y transformación de la

materia orgánica

EstabilidadActividad microbiana en el sustrato (compost)Biomasa microbianaRespirometría

Evolución de CO2 y /o tasa de toma de O2

Contenido de ATPEnzimas: glucosidasas, ureasas, fosfatasas

Método Muy maduro

Maduro Inmaduro

N-NO3/N-NH4 <0,5 0,5-3 >3

N-NH3 mg/kg bps <75 75-500 >500

N-NO3 mg/kg bps >70 >40 <40

AOV ppm bps <200 200-100 >1000

% germinación >90 80-90 <80

Parámetros de madurez

Metales pesados- Compost (ppm)Elemento MSW BioWaste Alemania Chile

Pb 420 83 150 100Cu 222 41 150 100Zn 919 224 500 200Cr 107 61 150 120Ni 84 26 50 20Cd 2.8 0.4 3 2Hg 1.9 <0.2 3 1

Kraus & Grammel, 1992; NCh 2880/04 (16); European Compost Council 2014

• Características Biológicas – Indicadores de Calidad

– Mesofauna: rotiferos, colémbolos

– Microorganismos benéficos• Grupos funcionales

– Fijadores de N– PO4 solubilizadores

– Microorganismos patógenos • Fitopatógenos

– Según cultivo: Phoma– Sclerotinia, Rhizoctonia, Nemátodos

• Patogenos humanos: Inocuidad

Pais Metodo de compostaje

Temperatura/Patógenos

Colombia Todos > 55°C /3 díasAustria Todos > 55°C /3 díasAlemania Pilas abiertas

Pilas cerradas

>55°C 2 semanas>65°C 1 semana>60°C 1 semanaSalmonella ausente/25gVirus tabaco (TMV) & Plasmodiophora sp.

Suiza Todos los compost >55°C 3 semanas>60°C 1 semana

Dinamarca Todos los compost >55°C 2 semanas

Sobrevivencia de Patógenos en CompostListeria monocytogenes

Paniel et al., 2010

Standards InternacionalesEPA-

ColombiaFrancia Chile

A

Metales pesados

mg/ Kg (ppm)

AsCd Cr HgPbNi

4139

120017

300420

1,5100

115050

152

1201

10020

Patógenos-indicadores

Salmonella sp:Coliformes fecales (MPN/4g)E. coliHuevos de helminto /4g psEnterococcusListeria monocytogenes Clostridium perfringensVirus M2

Au /25g<1000

<1

Au/25g<1000<1000

<1<105 UFC/g

Ausencia

<3 NMP<1000<1000

<1

Ausencia<103 UFC/ g<1UFP / 4g

(NCh. 2880 /04 (16); NTC 5167 /11; France-Standard NF 44-095 ; Lemunier et al., 2005)

Infiltración en suelosInfiltración de suelos Aguas residuales Lodos Abono con lodos de depuradoras

Biosolidos estiercoles

MarMar Ríos y lagosRios y lagos Aguas subterráneasAguas subterraneas Aguas de riegoAguas de riego

Moluscos bivalvos Crustaceos Aguas de bañoAguas de Bano Agua potableAguas de pozo VerdurasVegetales AerosolesAerosoles

EXCRESIONES

Virus Entéricos

DIARREA: Rotavirus, Norovirus, Astrovirus

NO DIARREA: Polio, Coxsackie Echo

Lampa-Colina, Metropolitana2012-2014

CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS BIOSÓLIDOS

PARAMETROMICROBIOLOGICO

BIOSOLIDO PTAR

SALITRE (2007)NORMA EPA40CFR 503

Norma Chilena NCh 2880

Coliformes fecales (*NMP/100g 1.6 x 1010UFC /g

< 20x105 (Clase B)< 1000 (Clase A)

< 1000 NMP / g

Huevos de Helminto < 1 < 1 (Clase A)> 1 (Clase B) Ausencia

Salmonella sp. 1.57 NMP/4g < 3 NMP/4g Ausencia

Enterovirus <1 ufp/4g -

Fuente: Proyecto Planta El Salitre, EAAB, EPA 40CFR 503, Nch 2880/04 (2016)

Acidos húmicos y fúlvicos.

Aplicación

Te de compost

Té de compost

Té de compost

• Fracción del compost soluble en agua.

• Aeróbico• Extracción de:

– Solubles en agua– Poblaciones de

microorganismos– Sustancias biológicas

• Aditivos: activadores de funciones biológicas

9.2

9.3

9.4

9.5

9.6

9.7

9.8

9.9

10

10.1

Tiempo

O2

(mg/

L)

Prueba Valor de referencia

NCh 2880 de 2004 (2016)

Porcentaje de Cumplimiento

Muestras de Compost

Muestras de Té

Coliformes fecales

<1000 NMP/g 60 90

E. coli <1000 NMP/g 90 90

Salmonella sp. <3 NMP/4g 100 100

Fitotoxicidad > = 80% 80 100

Angulo et al., 2012

Calidad de enmiendas orgánicas comerciales - Chile

Bioproductos de interés agrícola

• Sistema productivo organismos-suelo-planta– con aplicación tanto a suelo como foliar.

• Aportar o Promover la movilización de nutrientes en suelo

• Incrementar tolerancia al stress abióticos (acidez) o bióticos ( plagas y enfermedades)

• Promover el crecimiento vegetal, resistencia, mejorar calidad

ICA, 2012; FAO, 2012

Biofertilizantes /Biocontroladores/ Bioestimulantes

• Aprovechamiento poblaciones asociadas a filosfera, rizosfera y endofitas

• Puros o consorcios: Uni / multi ingrediente activo

• Producto biológico – bacterias , hongos, nematodos,

o metabolitos – capaces de establecerse en

rizósfera o filósfera– Ciclaje de nutrientes (N,P,K…)– sustancias biológicas activas

Calidad de BioinoculantesRequisito sólido líquido

Concentración mínima por cada microorganismo UFC/g o UFC/ml

1x107

1x107

Pureza microbiológica mínima

95 %

95 %Actividad biológica:a. Infectividad, mínimo b. Efectividad, incremento de biomasa en la especie hospedera

90 %

Estadísticamente

significativo ( = 0,05)

90 %

Estadísticamente

significativo ( = 0,05)

pH Especificado por el productor

Especificado por el productor

Densidad Especificado por el productor

Especificado por el productor

Humedad Especificado por el productor

N.A.

Norma ICONTEC 349/ 2008

Diseño

Producción y reelaboración

Distribución

Consumo, reutilización,Reparación

Minimización

Recolección

Reciclado

ECONOMIA CIRCULAR

RECURSOS

Materias Primas

Desechos

Global GAP, Fairtrade, Rain ForestComision Europea de la EU (Dic. 2015 aprobado)

1.3 billion tonnes of food is

lost or wasted every year around the

globeFAO, 2015

Conclusiones• Inocuidad de los alimentos depende de diversos factores en

campo: – agua, estiercoles y suelos, equipos, manipuladores,

insumos químicos y biológicos, etc.• Conocer y asegurar la calidad del agua y los insumos con los

que se produce.• Generar abonos y enmiendas en sistemas de compostaje

propios o utilizar productos comerciales de calidad certificada.

• Utilizar bioinoculantes y otros bioproductos de alta calidad.• Mejorar la competitividad en mercados internacionales y

participar de la economia circular• Capacitación es un componente esencial.

Muchas gracias

maria.martinez@uni-bonn.de