Efecto de la bioactivación aguas arriba de los residuos vegetales para acelerar el proceso de compostaje y mejorar la calidad del producto
Autores: Martínez-Gallardo, María R.; Estrella-González, María J.; Suárez-Estrella, Francisca; López-González, Juan A.; Jurado, Macarena M.; Toribio, Ana J.; López, María J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efecto de la bioactivación aguas arriba de los residuos vegetales para acelerar el proceso de compostaje y mejorar la calidad del producto
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Compostaje
Microorganismos
Consorcio microbiano lignocelulolítico
Biodegradabilidad
Residuos vegetales
Proceso de compostaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El compostaje se considera una alternativa eficiente y respetuosa con el medio ambiente para la gestión de residuos vegetales, lo que resulta en compost, un producto de alto valor añadido. Durante el proceso, los microorganismos desempeñan un papel crucial como agentes de degradación de la materia orgánica. Sin embargo, la naturaleza altamente recalcitrante de la lignocelulosa presente en los residuos vegetales supone un desafío para los microorganismos involucrados en el proceso. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de un consorcio microbiano lignocelulolítico, previamente seleccionado en procesos de compostaje, para promover y mejorar la biodegradabilidad de los residuos vegetales. Para este fin, se optimizó una estrategia de inoculación a escala de laboratorio aplicando diferentes cepas y dosis de spp., así como diferentes tiempos de incubación. Posteriormente, se evaluó el impacto de la aplicación del consorcio en el material de desecho como un pretratamiento de un proceso real de compostaje. Las muestras de ambos experimentos fueron sometidas a la evaluación de parámetros relacionados con la biodegradación de la fracción lignocelulósica, además de aquellos relacionados con la estabilidad y madurez de un compost. El inóculo demostró ser efectivo para promover la bioactivación del material, favoreciendo una tasa respiratoria y biodegradabilidad más altas durante el pretratamiento a escala de laboratorio. En este caso, la inoculación con altas dosis resultó en valores de AT superiores a los observados para el resto de los tratamientos después de diez días de incubación, mientras que la inoculación con dosis más bajas logró mantener valores de AT más altos después de diez días, en comparación con los observados en el resto de las muestras analizadas. Además, la inoculación con ambas cepas resultó en una disminución continua del porcentaje de hemicelulosa que pudo detectarse hasta el final del período de incubación (treinta días), alcanzando tasas de biodegradación cercanas al 40%. Por otro lado, aunque la inoculación no afectó significativamente los parámetros básicos de acondicionamiento al inicio del proceso de compostaje (materia orgánica, relación C/N y humedad), se observó un cambio en la dinámica de las fracciones lignocelulósicas durante el proceso, así como en la evolución de otros parámetros de estabilidad y madurez, en particular el índice de AT y la relación lignina/holocelulosa, revelando una aceleración de la fase biooxidativa durante el proceso de compostaje a escala real. Por lo tanto, se propone el tratamiento de residuos vegetales con microorganismos lignocelulolíticos como una alternativa efectiva para activar la biodegradabilidad de los residuos orgánicos al inicio de un proceso de compostaje, lo que resulta en productos de mejor calidad.
Descripción
El compostaje se considera una alternativa eficiente y respetuosa con el medio ambiente para la gestión de residuos vegetales, lo que resulta en compost, un producto de alto valor añadido. Durante el proceso, los microorganismos desempeñan un papel crucial como agentes de degradación de la materia orgánica. Sin embargo, la naturaleza altamente recalcitrante de la lignocelulosa presente en los residuos vegetales supone un desafío para los microorganismos involucrados en el proceso. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de un consorcio microbiano lignocelulolítico, previamente seleccionado en procesos de compostaje, para promover y mejorar la biodegradabilidad de los residuos vegetales. Para este fin, se optimizó una estrategia de inoculación a escala de laboratorio aplicando diferentes cepas y dosis de spp., así como diferentes tiempos de incubación. Posteriormente, se evaluó el impacto de la aplicación del consorcio en el material de desecho como un pretratamiento de un proceso real de compostaje. Las muestras de ambos experimentos fueron sometidas a la evaluación de parámetros relacionados con la biodegradación de la fracción lignocelulósica, además de aquellos relacionados con la estabilidad y madurez de un compost. El inóculo demostró ser efectivo para promover la bioactivación del material, favoreciendo una tasa respiratoria y biodegradabilidad más altas durante el pretratamiento a escala de laboratorio. En este caso, la inoculación con altas dosis resultó en valores de AT superiores a los observados para el resto de los tratamientos después de diez días de incubación, mientras que la inoculación con dosis más bajas logró mantener valores de AT más altos después de diez días, en comparación con los observados en el resto de las muestras analizadas. Además, la inoculación con ambas cepas resultó en una disminución continua del porcentaje de hemicelulosa que pudo detectarse hasta el final del período de incubación (treinta días), alcanzando tasas de biodegradación cercanas al 40%. Por otro lado, aunque la inoculación no afectó significativamente los parámetros básicos de acondicionamiento al inicio del proceso de compostaje (materia orgánica, relación C/N y humedad), se observó un cambio en la dinámica de las fracciones lignocelulósicas durante el proceso, así como en la evolución de otros parámetros de estabilidad y madurez, en particular el índice de AT y la relación lignina/holocelulosa, revelando una aceleración de la fase biooxidativa durante el proceso de compostaje a escala real. Por lo tanto, se propone el tratamiento de residuos vegetales con microorganismos lignocelulolíticos como una alternativa efectiva para activar la biodegradabilidad de los residuos orgánicos al inicio de un proceso de compostaje, lo que resulta en productos de mejor calidad.