ARTÍCULO

De residuo a fertilizante: Uso de lombrices y hongos para producir abonos orgánicos

Resumen

El objetivo de esta investigación fue optimizar la transformación de estiércol ovino y aserrín de pino en abono orgánico mediante el uso de la lombriz Eisenia fetida y del hongo Trichoderma sp. Se utilizó un diseño experimental de parcelas divididas con cuatro tratamientos: semicompostaje, semicompostaje con Trichoderma sp., vermicompostaje mediante lombriz Eisenia fétida, y vermicompostaje con Trichoderma sp., durante 190 días, realizando cinco muestreos en los que se evaluaron las siguientes variables: carbono orgánico total, nitrógeno total, relación carbono/nitrógeno (C/N), conductividad 

eléctrica, macro y micronutrientes. Los resultados indicaron que el mejor tratamiento fue el de vermicompostaje en sinergia con Trichoderma sp., ya que aceleró la estabilización de la 

materia orgánica, redujo significativamente la relación C/N e incrementó el contenido de nutrientes en comparación con los demás tratamientos. De esta manera, la integración de Eisenia fétida y Trichoderma sp. constituye una estrategia biotecnológica eficaz para la producción de abonos orgánicos de calidad. 

Palabras clave: Eisenia fétida, Trichoderma sp, vermicomposta, semicomposta, relación C/N, nutrientes.

Abstract

The objective of this study was to optimize the conversion of sheep manure and pine sawdust into organic compost using the earthworm Eisenia fetida and the fungus Trichoderma sp. A split-plot experimental design was employed with four treatments: semi-composting, semi-composting with Trichoderma sp., vermicomposting using Eisenia fetida, and vermicomposting with Trichoderma sp., ver a period of 190 days, with five 

sampling events during which the following variables were evaluated: total organic carbon, total nitrogen, carbon-to-nitrogen (C/N) ratio, electrical conductivity, and macro- and micronutrients. The results indicated that the best treatment was vermicomposting in synergy with Trichoderma sp., as it accelerated the stabilization of organic matter, significantly reduced the C/N ratio, and increased the nutrient content compared to the other treatments. Thus, the integration of Eisenia fetida and Trichoderma sp. constitutes an effective biotechnological strategy for the production of high-quality organic fertilizers. 

Keywords: Eisenia fétida, Trichoderma sp., vermicomposting, semicomposting. C/N ratio, nutrients.

Introducción

El problema de desperdicios es grave en todo el mundo, más de la mitad de los residuos que se tiran a diario son materia orgánica (MO), es decir, restos rápidamente degradables por la naturaleza. Si se tomara la decisión de transformar estos residuos, se lograría obtener toneladas de abono orgánico (AO) apto para la agricultura. El uso de AO a base de residuos orgánicos (RO) es una solución efectiva para minimizar el daño ambiental, ya que se transforma la basura orgánica en composta, primer eslabón en la reducción, reutilización y reciclaje (Jazmín-Marín, 2019). 

El compostaje, caracterizado por una etapa termófila, es un proceso bio-oxidativo mediante el cual los RO heterogéneos se transforman en MO estabilizada por la acción combinada de 

bacterias y hongos (Wilson y Parr, 1983). 

Existen otros procesos de producción de AO, como el semicompostaje que trata de un sistema de transformación de tipo aeróbico que no atiende las características del compostaje, ya que, al ocurrir en volúmenes menores al requerido para compostaje, 

no presenta etapa termófila, por lo que los microorganismos de tipo mesófilo son los responsables de la degradación de los RO (Sánchez-Rosales et al., 2019).

Además, está el vermicompostaje, un proceso que permite la bio-oxidación, degradación y estabilización de RO mediante la acción conjunta de lombrices y microorganismos, del cual se obtiene la vermicomposta, un producto final estabilizado y homogéneo (Villegas-Cornelio y Laines, 2017). 

En la búsqueda de mejorar los procesos de producción de AO, se ha considerado el uso de organismos coadyuvantes como el Trichoderma sp. que es un hongo anaerobio facultativo que se encuentra de manera natural en un número importante de suelos agrícolas y otros medios. Este hongo ejerce diversos efectos como agente de control biológico, ya que puede establecerse en el suelo y contribuir al control de enfermedades de las plantas. 

Además, obtiene nutrientes a partir de otros hongos a los que degrada, limitando así su desarrollo y contribuyendo a la descomposición de RO, por lo cual la incorporación de este hongo en los procesos de descomposición de la MO, los favorece (Ríos, 2014).

Materiales y Métodos

El experimento se estableció en la Universidad Autónoma de Chihuahua, Chih., México, ubicado en las coordenadas 28°39´25.3”N, 106°05´13.5”O, con clasificación climatológica 

BSh, según Köppen modificado por García (1981), con temperatura máxima de 34°C y mínima de 9.6°C, y 403 mm de precipitación pluvial al año. 

Para elaborar la mezcla de RO se utilizó como fuente de nitrógeno estiércol ovino y como fuente de carbono aserrín de pino. El contenido de humedad, nitrógeno total (NT) y carbono 

orgánico total (COT) de cada residuo se utilizó para calcular la cantidad necesaria de cada material para elaborar una mezcla inicial con relación carbono/nitrógeno (C/N) de 25/1 (Soto y Muñoz, 2002), lo cual se logró mediante una proporción de 1.00 kg de estiércol y 0.47 kg de aserrín, obteniéndose una mezcla con una humedad de 47.6%. Los reactores de descomposición se establecieron en contenedores plásticos de 60 L de capacidad, con seis perforaciones de 0.5 cm en la base para el drenaje. La duración del proceso de compostaje fue de 27 semanas. 

El diseño experimental consistió en un diseño de parcelas divididas, con cuatro tratamientos (Cuadro 1), tres repeticiones, cinco lecturas a lo largo del tiempo. En los tratamientos correspondientes al vermicompostaje se inocularon 10 lombrices adultas de la variedad roja californiana (Eisenia fétida) por L de sustrato (Hernández et al., 2010) 25 días después de establecido el experimento (DDE), con el objeto de evitar daño en las lombrices consecuente de una eventual elevación de la temperatura de los RO (Castillo et al., 2010). En los tratamientos con Trichoderma sp. la inoculación se realizó 27 DDE, con una dosis de 100 g por reactor. Los riegos se aplicaron a criterio para mantener la humedad de los residuos entre 60 y 70% en los reactores sometidos a semicompostaje y entre 80 y 95% en los de vermicompostaje (Hernández et al., 2010), lo cual se determinó mediante la prueba al tacto (Soto y Muñoz, 2002). Los contenedores se colocaron sobre una mesa metálica bajo techo para protegerlos del viento, del exceso de humedad o del lixiviado por 

el agua de lluvia.

Se realizaron cinco muestreos: a los 35, 70, 113, 155 y 190 DDE, recolectando aproximadamente 500 g de muestra de cada reactor, la cual se secó a temperatura ambiente a la sombra, se tamizó en malla del No. 20 y se empacó en bolsas de polietileno 

para su posterior análisis.

La temperatura ambiental y la de los residuos en descomposición se registraron los lunes, miércoles y viernes durante el estudio, utilizando para la temperatura ambiental un termó-

metro de máximas y mínimas (Fisher Scientific, Pittsburgh, Pennsylvania, USA). La medición de la temperatura de los residuos orgánicos se realizó en el centro de los contenedores utilizando un termómetro de pistilo con rango de -20° a 110°C. 

Se evaluaron las siguientes variables: NT por Micro-Kjeldahl (APHA, 1992), COT por Walkley-Black (ASTM, 2000), relación C/N mediante los valores de COT y NT obtenidos, macro y micronutrientes por digestión con agua regia y lectura con Espectrofotómetro de Absorción Atómica (Perkin Elmer Atomic Absorption Spectrometer PinAAcle 900H), y conductividad eléctrica (CE). Estas variables se cuantificaron a partir de tres réplicas analíticas. 

Resultados y discusión

Los datos de las lecturas de la temperatura ambiental y de los residuos orgánicos para cada tratamiento, se muestran en la Figura 1.

En todos los reactores se observaron temperaturas iniciales elevadas respecto a las registradas durante el experimento, oscilando entre 24° y 27°C, correspondientes a la fase mesófila-activa, benéfica para la transformación de los RO (Yasmin, 2022), seguida por una tendencia descendente a medida que avanzaba el proceso, lo cual está estrechamente relacionado con la disminución de la temperatura ambiental. A partir de los 70 días, las temperaturas de los RO descendieron entre 6.5° y 10.1°C a los 190 días. Este comportamiento coincide con lo señalado por Yasmin (2022), quien mencionó que la reducción térmica es indicativa de la transición hacia la fase de madurez 

de los abonos orgánicos. 

En el Cuadro 2 se presentan las medias y las desviaciones estándar de los parámetros: COT, NT, relación C/N y CE. El contenido de COT mostró una disminución general a lo largo del tiempo, con valores iniciales más altos en los residuos de SC y SC+Tr. La menor concentración de COT hacia el final del proceso se observó en VC+Tr, lo cual indica una mayor degradación de la MO (Xie et al., 2023) y un mayor aprovechamiento del carbono por parte de microorganismos y lombrices (Galván-Díaz et al., 2022), lo cual está relacionado, además, con la mayor estabilidad del abono (Torti et al., 2019).

Por otro lado, el tratamiento SC+Tr presentó variaciones sin tendencia clara, lo que indica que Trichoderma sp. en ausencia de lombrices no fue suficiente para lograr un descenso uniforme.

Los resultados mostraron a los RO del SC con la menor cantidad de NT al inicio del experimento, lo que demuestra que sin ayuda de un acelerador en un inicio es notoria la lenta degradación del material orgánico, sin embargo, se observó su progreso a lo largo del estudio. El mayor contenido de NT se observó a los 155 días en los RO de todos los tratamientos, disminuyendo alrededor del día 190, excepto en VC+Tr.

Lo anterior confirma lo indicado por Docampo (2013), quien señala la importancia de respetar las fases de degradación a lo largo del tiempo, para mantener la actividad microbiana y de las lombrices sin interrupción hasta su fase final, ya que, aunque los aceleradores permiten una rápida disponibilidad de NT en las primeras etapas, la SC sin aditivos alcanza concentraciones equiparables en fases más avanzadas, lo que resalta 

la importancia de evaluar no solo la velocidad de transformación, sino también la estabilidad del NT en el producto final. 

De acuerdo con estos resultados, el proceso de SC produce un abono orgánico con buenas características de madurez y calidad agronómica al final del estudio (El‑mrini et al., 2022).

La relación C/N registrada en los RO para todos los tratamientos mostró reducción progresiva, lo que confirma la evolución natural del proceso de descomposición de la MO, en que el COT tiende a disminuir debido a su uso como fuente energética por los microorganismos, mientras que el NT se conserva en mayor medida en formas más estables (Bernal et al., 2017), indicando, además, la eficiencia en la mineralización del COT y estabilización de NT (Abiven et al., 2005). 

La relación C/N en el tratamiento SC mantuvo valores más altos a lo largo del tiempo, lo cual indica una menor madurez del abono final en comparación con los tratamientos con Eisenia y/o Trichoderma sp., en que los resultados muestran que el tratamiento VC+Tr fue el más eficiente en la estabilización de residuos por su capacidad para reducir rápidamente la relación C/N y alcanzar los valores más bajos, lo cual se encuentra dentro del rango óptimo para composta madura (El-mrini et al., 2022).

Por su parte, el tratamiento de VC también presentó un comportamiento eficiente, con valores de C/N dentro del rango de madurez a partir de los 113 días. Sin embargo, su reducción de COT fue menos pronunciada respecto a VC+Tr, indicando una degradación estable y menos intensa. En contraste, la SC+Tr evidenció un proceso de transformación más lento y heterogéneo. Este comportamiento muestra que la presencia de Trichoderma sp. sin la actividad de las lombrices no fue suficiente para garantizar una estabilización uniforme de la MO. 

En el caso de los valores de CE, se observó una disminución significativa en los RO sometidos a los distintos tratamientos a lo largo del estudio, sin diferencias estadísticas, lo que evidencia la madurez de los abonos y la reducción de las sales solubles, tendencia reportada en investigaciones recientes sobre la estabilización de abonos orgánicos (Singh et al., 2025). Altos valores de CE en fases intermedias, en VC se han relacionado 

con una mayor mineralización y liberación de nutrientes solubles (Saranraj, 2022), mientras que la SC mostró niveles más bajos, lo que la hace potencialmente más adecuada para suelos sensibles a la salinidad, en línea con los parámetros de calidad de compost Clase A (SENASA, 2019).

En el Cuadro 3 se presentan las medias y su desviación estándar de los macro y micronutrientes en los que el contenido de K+ disminuyó en todos los tratamientos a lo largo del tiempo, con los valores más bajos en la SC+Tr, mientras que el Ca2+alcanzó su punto más alto en VC+Tr a los 155 días, lo que sugiere una mayor mineralización y disponibilidad. Este resultado coincide con hallazgos que describen el vermicompostaje como un proceso que libera nutrientes esenciales, potenciados por la actividad microbiana (Yasmin, 2022).

Por otro lado, el Mg2+ se mantuvo con valores relativamente estables a lo largo del tiempo y entre tratamientos, mientras que el contenido de Na+ permaneció bajo y constante en los RO, sin diferencia entre tratamientos, lo que es ideal para evitar riesgos de salinidad que puedan afectar la germinación o el crecimiento vegetal, una ventaja inherente al uso de vermicompost como fertilizante orgánico (Sullivan et al., 2018).

Los valores de los micronutrientes durante la transformación presentaron diferencias entre tratamientos, excepto el contenido de Mn2+. En el caso del Cu2+, VC+Tr presentó valores 

sostenidos, mientras que la SC mostró descensos marcados, reflejando un menor potencial nutricional. Para el Fe2+, los tratamientos con Eisenia fétida mantuvieron valores más elevados y estables a diferencia de SC+Tr, que presentó las concentraciones más bajas, lo que limita la calidad del abono. 

El Mn2+ en VC+Tr presentó incrementos graduales frente a valores decrecientes en SC, confirmando la capacidad del sistema biológico para mejorar la biodisponibilidad de este elemento clave en procesos enzimáticos vegetales. Finalmente, el Zn2+ mostró la mayor concentración en VC+Tr durante todo el proceso, mientras que en SC+Tr descendió drásticamente. En general, los RO de los tratamientos con VC mantuvieron concentraciones más elevadas de Cu2+, Fe2+ y Zn2+ en comparación con SC y SC+Tr, destacando el tratamiento VC+Tr por mantener niveles más altos y estables a lo largo del tiempo. 

Este comportamiento puede atribuirse al efecto sinérgico entre la actividad fragmentadora y digestiva de Eisenia fetida y el potencial enzimático de Trichoderma sp. que favorece la liberación y disponibilidad de nutrientes esenciales (Ali et al., 2022)

La velocidad de transformación de los RO en los diferentes sistemas evaluados mostró que el tratamiento VC+Tr presentó la mayor tasa de transformación, evidenciada por la rápida reducción de COT y la disminución acelerada de la relación C/N hasta valores de 7.71. Asimismo, en cuanto a la liberación de nutrientes, VC+Tr destacó nuevamente por mantener concentraciones más altas y estables de K+, Ca2+, Mg2+, Zn2+ y Cu2+. Esto indica no solo una descomposición más rápida, sino también una mayor capacidad de retención y disponibilidad de elementos esenciales para las plantas. En suma, la acción combinada de Eisenia fetida y de Trichoderma sp. aceleró la estabilización del material en comparación con los demás tratamientos.

Referencias bibliográficas

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