Argentina cuenta con una gran extensión de ambientes áridos y semiáridos, muchos bajo
riego y con marcados problemas de desertificación, siendo fundamental la incorporación de
materia orgánica para restaurar o mejorar las propiedades químicas, físicas y biológicas de
los suelos. En estas mismas regiones coexisten agroindustrias que producen una gran
cantidad de residuos que no son correctamente manejados, constituyendo fuentes de
contaminación y que podrían ser reciclados dentro del proceso productivo en forma directa o
tratados, tanto aeróbica (compostaje) como anaeróbicamente (biometanización). En esta tesis
se complementaron determinaciones químicas básicas con espectroscopia UV-Visible e IR
para mejorar la caracterización de los materiales e inferir su biodegradabilidad, se evaluó el
efecto de la aplicación de materiales sin procesar y tratados, sobre el sistema suelo-planta
utilizando la lechuga como cultivo indicador de fitotoxicidad y fertilidad. Se evaluó la activación
de la microbiota y la dinámica de C a corto plazo, el efecto sobre las dinámicas de C, N y P y
las comunidades procariotas en el mediano plazo bajo condiciones controladas y el efecto
sobre las sustancias húmicas. Sin tratamientos fisicoquímicos previos complejos, y de forma
rápida y económica, fue posible hacer una evaluación cualitativa de los componentes de los
efluentes a través de sus grupos funcionales y de las interacciones entre solubilidad, peso
molecular y complejidad estructural, por medio de ambos métodos espectroscópicos. Los
residuos sin procesar presentaron una gran diversidad en el contenido y composición de la
materia orgánica. Tanto la digestión anaeróbica como el compostaje generaron productos con
mayor uniformidad que los materiales sin procesar y cada tratamiento le confirió
características particulares a cada producto (digerido o compost). Los digeridos anaeróbicos
presentaron una gran proporción de N inorgánico, y una alta relación N/P, mientras que los
compost presentaron la situación inversa. Adicionalmente el incremento en los niveles de Ni
producido por los digeridos se limita al aportado como N-NH4+ y no a su posterior
mineralización, en contraposición a los compost donde el mayor aporte es por mineralización.
Digeridos y compost podrían utilizarse en forma combinada para mejorar la sincronización
entre la disponibilidad de nutrientes y la demanda de los cultivos. Adicionalmente, los
digeridos contienen una fracción de C muy lábil compuesta principalmente por ácidos
orgánicos de cadena corta y una fracción de C recalcitrante conformada por el material
lignificado no degradado y polifenoles condensados. Al ser aplicado al suelo genera una
rápida activación de la microbiota seguida de una rápida estabilización, generando
inmovilización de C, sin modificar la abundancia de las comunidades procariotas. El aporte de
N inicial estimuló a las bacterias oxidadoras del amoniaco, quienes presentaron mayor
respuesta a la aplicación de los tratamientos. El digerido de cerdo incrementó el rendimiento
vegetal de manera similar a los fertilizantes químicos. El biochar y el digerido de cerdo
presentaron una gran complementariedad, el primero como fuente de C estable y el segundo
como fuente de N y otros nutrientes disponibles. La aplicación combinada adelantó la
estabilización del biochar, incrementó la disponibilidad promedio de N y la relación P lábil/ P
no lábil. / Argentina has a wide range of arid and semi-arid environments, many of them under irrigation
and with desertification problems. The incorporation of organic matter to restore or improve
the chemical, physical and biological soil properties is crucial in those areas. Intensive agroindustrial systems (dairy farms, feed lot, pig breeding and food processing plants) coexist in
these regions, providing large quantity of organic wastes that are not properly managed and
constitute a source of pollution. Recycling within the productive systems, either directly or after
treatment, is a more sustainable option. This thesis complemented basic chemical
determinations with IR and UV-Vis spectroscopy to improve the characterization of materials
and infer their biodegradability, assessed the effect of the application of raw materials and
processed on the Soil-Plant system using lettuce as a crop indicator of fitotoxicity and fertility.
The microbial activities and C dynamics in the short term, the effect on the dynamics of C, N,
P and prokaryotes communities in the medium term under controlled conditions and the effect
on humic substances were assessed. It is possible to easily make a qualitative evaluation of
the effluent components through their functional groups and the interactions between solubility,
molecular weight and structural complexity, by means of both spectroscopic methods, rapidly
and without previous complex physicochemical treatments. The wastes without process
present a complex and variable composition. Both, anaerobic digestion and aerobic processing
(composting) generated products with greater uniformity than raw materials, and each
treatment gave particular characteristics to the resulting product (digestate or compost). The
anaerobic digestate showed a large proportion of inorganic N, and a high N/P ratio, while the
compost presented the reverse situation. Additionally, the increase in the levels of inorganic N
produced by the digestates is limited to the contribution as NH4+-N and not to its subsequent
mineralization, as opposed to the compost, where the greatest contribution is by
mineralization. Digestates and compost could be used in a combined way to improve the
synchronization between nutrient availability and crop demand. Additionally, the digestates
contain a fraction of very labile C, composed mainly of short-chain organic acids and a fraction
of recalcitrant C, composed by the non degraded lignified material and condensed
polyphenols. When applied to the soil they generate a rapid microbiota activation followed by
a rapid stabilization, resulting in immobilization of C, although prokaryotes communities’
abundance remains unchanged. The N initial contribution stimulates the ammonia oxidizing
bacteria, which presented a greater response to the treatments application. Pig digestate
increased plant yield in a similar way to chemical fertilizers. Biochar and pig digestate
presented good complementarity, the first as a source of stable C and the second as a source
of N and other available nutrients. The combined application improves the stabilization of
biochar, increased the N availability and the P labile/P recalcitrant ratio.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/4387 |
| Date | 22 March 2018 |
| Creators | Iocoli, Gastón Alejandro |
| Contributors | Gómez, Marisa Anahí, Galantini, Juan Alberto |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
| Rights | 2 |
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