UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TABASCO DIVISIÓN DE QUÍMICA: AREA TECNOLOGIA AMBIENTAL NOMBRE DEL PROYECTO “BIOFERTILIZANTE A BASE DE EXCREMENTO BOVINO” ASIGNATURA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL FACILITADOR: ING. JOSÉ FERNANDO CORDOVA GÓMEZ ELABORADO POR: ESPINOZA ROMERO DAVID GONZALO MIRANDA VIDAL JOSÉ FRANCISCO SOLIS AVALOS LUIS ERNESTO ALVARADO LOPEZ FLAVIO PEREZ MENDEZ DALIA 0
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TABASCO
DIVISIÓN DE QUÍMICA:AREA TECNOLOGIA AMBIENTAL
NOMBRE DEL PROYECTO
“BIOFERTILIZANTE A BASE DE EXCREMENTO BOVINO”
ASIGNATURA
BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
FACILITADOR:ING. JOSÉ FERNANDO CORDOVA GÓMEZ
ELABORADO POR:
ESPINOZA ROMERO DAVID GONZALO
MIRANDA VIDAL JOSÉ FRANCISCO
SOLIS AVALOS LUIS ERNESTO
ALVARADO LOPEZ FLAVIO
PEREZ MENDEZ DALIA
PARRILLA, CENTRO, TABASCO, AGOSTO DE 2012
0
ÍNDICE
Lista de figuras i
Lista de fotografías ii
Introducción 1
Capítulo I marco metodológico 3
1.1 Antecedentes del proyecto 3
1.2 Justificación 6
1.3 Objeto general y específico 7
1.3.1 Objetivo general 7
1.3.2 Objetivos específicos 7
1.4 Alcance del proyecto 8
1.5 Impacto del proyecto 8
1.6 Metodología para el desarrollo del proyecto 9
1.6.1 Trabajo de investigación documental 9
1.6.1.1 Recopilación de información 9
1.6.2 Trabajo de campo 9
1.6.2.1 Preparación de la mezcla para
el crecimiento de la bacteria fermentadora
Bacillus Subtilis 10
1.6.2.2 Adicción de nutrientes 10
1.6.2.3 Filtración de Bio-Fertilizante 10
1.6.3 Trabajo de Laboratorio 11
1.6.3.1 Identificación de la Bacteria Bacillus Subtilis 11
0
1.6.3.2 Monitoreo de parámetros de PH y Temperatura 12
1.6.3.3 Evaluación del funcionamiento del Biofertilizante 13
1.7 Cronograma de Actividades 15
II Marco Teórico 16
2.1 Biofertilizante 16
2.2 Componentes de un Biofertilizante 16
2.2.1 Leche o suero de vaca 16
2.2.1.1 Función de la Leche en el Biofertilizante 17
2.2.2 Melaza o jugo de Caña 17
2.2.2.1 Función de la Melaza o jugo de caña en el Biofertilizante 17
2.2.3 Ceniza 18
2.2.3.1 Función de la Ceniza en el Biofertilizante 18
2.2.4 Excremento 18
2.2.4.1 Función del Excremento en el Biofertilizante 19
2.2.5 Agua sin tratar no contaminada (De pozo profundo) 19
2.2.5.1 Función del Agua en el Biofertilizante 20
2.3 Utilidad de los Biofertilizantes 20
2.4 Funcionamiento de los Biofertilizantes 20
2.5 Verificación de la calidad de los Biofertilizantes 21
2.6 Aplicación de los Biofertilizantes en cultivos y suelo 21
2.7 Género Bacillus 22
2.7.1 Bacillus Subtillis 23
2.8 Medio de Cultivo 23
0
2.8.1 Tipos de Medios de Cultivo 23
2.9 Frijol 26
2.9.1 Frijol Común (Phaseolus vulgaris L.) 27
2.9.1.1 Adaptación en clima y suelo 27
III MARCO APLICATIVO 28
3.1 Trabajo de Campo 28
3.1.1 Preparación de la mezcla para el crecimiento de la bacteria
fermentadora Bacillus Subtillis. 28
3.1.2 Adición de nutrientes 29
3.1.3 Filtración del Biofertilizante 29
3.2 Trabajo de Laboratorio. 30
3.2.1 Identificación de la Bacteria Bacillus Subtillis 30
3.2.2 Monitoreo de parámetros de PH y Temperatura 33
3.2.3 Evaluación del funcionamiento del Biofertilizante 34
3.3 Análisis e interpretación de resultados. 35
Conclusión 37
Recomendaciones 38
Anexos 39
Bibliografía 40
0
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Estructura de la metodología propuesta………………………………………………………14
i
LISTA DE FOTOGRAFÍAS
Foto 1. Agregación de ingredientes y Mezclado…………………………………………………………26
Foto 2. Adición de nutrientes……………………………………………………………………………….27
Foto 3. Filtrado del biofertilizante…………………………………………………………………………..27
Foto 4. Mezcla del agar soya triptona con agua destilada……………………………………………...28
Foto 5. Disolución del agar de soya triptona……………………………………………………………..28
Foto 6. Matraz sellado con el tapón elaborado a base de algodón y papel estraza…………………29
Foto 7. Esterilización de matraces…………………………………………………………………………29
Foto 8. Segregación de la muestra del Biofertilizante…………………………………………………...29
Foto 9. Monitoreo de pH del Biofertilizante……………………………………………………………….30
Foto 10. Monitoreo de temperatura del Biofertilizante…………………………………………………..30
Foto 11. Medición de longitud y ancho de la hoja de frijol común……………………………………..31
Foto 12. Medición de longitud del tallo de la planta del frijol común…………………………………..31
Foto 13. Cálculo de los datos por medio de la técnica deT-student…………………………………...32
ii
INTRODUCCIÓN
Los biofertilizantes como biotecnología ambiental ofrecen una nueva forma de disminuir la contaminación
en los suelos, los cuales son dañados por el uso excesivo de fertilizantes químicos, los cuales son
utilizados para mejorar la producción del cultivo.
Los biofertilizantes o abonos líquidos fermentados (ALF) son el producto que se origina a partir de la
fermentación de materiales orgánicos. Popularmente se cree que los abonos líquidos fermentados
contienen sustancias que favorecen al crecimiento vegetal a la vez que contribuyen a mejorar la vida
microbiana del suelo. (Galindo et al. 2007).
Los fertilizantes biológicos, con base en bacterias y hongos benéficos tienen las siguientes funciones
principales: Fijadores de nitrógeno del medio ambiente para la alimentación de la planta, protectores de la
plantas ante microorganismos patógenos del suelo y estimulan el crecimiento del sistema radicular de la
planta, mejorando y regenerado el Suelo (www.biofabrica.com.mx).
Con el uso de los biofertilizantes se aspira a mejorar la productividad agrícola y disminuir los costos de
producción, al mismo tiempo que se pretende reducir la degradación de los sistemas agrícolas, causado
por el uso de agroquímicos y por las prácticas agrícolas que causan la erosión del suelo. Asegurando así
la vida productiva de las parcelas.
En el año 2007 Ingenieros Químicos de Colombia demostraron que la bacteria Bacillus Subtilis
proveniente del estiércol bovino, la cual es el primordial microorganismos que se encarga de digerir,
fermentar y colocar los elementos nutritivos que se encuentran en un Bio-fertilizante a base de estiércol
bovino (Restrepo, 2007).
La bacteria Bacillus Subtillis es un factor importante en la fabricación de biofertilizantes, evitando
enfermedades, ayudando al crecimiento de los cultivos y controlando plagas que puedan afectar a las
plantas.
Bacillus subtilis es una bacteria Gram positiva, Catalasa-positiva, aerobio facultativo1 comúnmente
encontrada en el suelo. Miembro del Género Bacillus, B. subtilis tiene la habilidad para formar una
1
resistente endospora protectora, que permite al organismo tolerar condiciones ambientalmente.
(www.bacillus8.blogspot.mx)
Es importante mencionar que este documento está conformado por tres capítulos; los cuales están
organizados de la siguiente manera:
Capítulo I, Marco Metodológico, en el cual se presenta las directrices para la elaboración del trabajo, los
antecedentes, los objetivos, la justificación, el impacto, el alcance, y la metodología que se desarrollo
para cumplir los objetivos establecidos al inicio de este capítulo.
En el capítulo II, Marco Teórico, se conforma el apoyo bibliográfico de este proyecto. Ahí se encuentra
toda la herramienta bibliográfica que respalda a este trabajo de investigación, teoría relacionada con el
proyecto como: que es un Biofertilizante, sus componentes, la bacteria que interviene en la fermentación
del Biofertilizante, la manera de como identificar la presencia de la bacteria, así como información de la
planta que se utilizará como muestra para la evaluación del Biofertilizante, etc.
El capítulo III Marco Aplicativo. Aquí se describen los pasos expuestos en la metodología para la
elaboración y evaluación del Biofertilizante, así como una conclusión en donde se exponen los resultados
obtenidos en el marco aplicativo en base a los objetivos expuestos en el marco metodológico, y las
recomendaciones en las que se describen sugerencias para la optimización de estudios futuros
relacionados al presente.
Por último, se presenta las referencias bibliográficas en donde se presenta un listado bibliográfico donde
se consulto toda la información necesaria para sustentar este trabajo teóricamente. Así como también, se
presentan los anexos en donde se incluyen material relevante del proyecto para mayor claridad y
profundidad de la investigación.
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0
CAPÍTULO I MARCO METODOLOGICO
1.1 ANTECEDENTES DEL PROYECTO
Se conoce que desde la antigüedad es necesario el uso de los fertilizantes orgánicos para mantener y
mejorar la disponibilidad de nutrimientos en el suelo y obtener mayores rendimientos en el cultivo de las
cosechas (Trinidad, 2006).
Estos conocimientos fueron adquiridos de manera empírica en los tiempos primitivos, desarrollados y
descritos en la época clásica (Grecia y Roma). En el año 1800 en Europa se recogieron y desarrollaron
muchas de las experiencias de fertilización que aparecían en la literatura romana. Pero a pesar de todos
los esfuerzos, las cosechas permanecían bajas. La pérdida total de las cosechas causaba
frecuentemente empobrecimientos masivos y crisis de hambre.
Después de la primera guerra mundial el abono, experimenta un impulso considerable en Europa y pronto
ocurre lo mismo en otras muchas regiones del mundo. Las décadas de los 20 y 30 son en cierto sentido
la gran época de aprendizaje del abono. Se analiza y comprueba la eficacia de diferentes abonos en
muchos cultivos, sobre diversos suelos e incluso en relación con el clima. (Fink, 1998)
En la segunda guerra mundial empresas inglesas y alemanas desarrollaron los primeros fertilizantes
químicos, habiendo contado con el apoyo de empresas químicas, y petroleras norteamericanas, así como
la colaboración de las compañías químicas suizas y sus banqueros. (www.qcentro.org)
El uso excesivo de estos fertilizantes químicos junto a la quema de los rastrojos, mala rotación de
cultivos, uso inadecuado de las pendientes ha traído consigo la acidificación de estos suelos, así como
aumento del contenido de sales, a la vez que han disminuido los niveles de materia orgánica. Ante esta
situación disminuye drásticamente la microflora del suelo, haciendo difícil la concreción de los ciclos de
los principales elementos en el suelo, así como las asociaciones beneficiosas planta-microorganismo.
Este deterioro de las propiedades físicas y químicas del suelo, conjuntamente con la disminución de la
riqueza de la microflora han posibilitado la disminución de la diversidad biológica tanto de plantas
cultivadas como las no cultivadas de la zona. Muchos cultivos que antes eran tradicionales de la zona
ahora son solo recuerdo de los más viejos. Algunas especies tradicionales, e incluso endémicas están
casi desaparecidas como el ébano carbonero y algunas especies de orquídeas por tan solo citar dos
ejemplos.
3
La aplicación de biofertilizantes a partir de Hongos de Micorrizas Arbusculares en agroecosistemas
degradados como el Valle de San Andrés ha de conducir a una disminución significativa de los niveles de
fertilizantes químicos aplicados en los diferentes cultivos, lo cual redundará en la disminución de los
costos de producción de los mismos, a la vez que traerá efectos beneficiosos sobre el ecosistema local al
disminuir los procesos degradativos relacionados con la acidificación y salinización, y disminuirá la
contaminación de las aguas. (Toledo et al. 2010).
El uso indiscriminado de agroquímicos, en particular de los fertilizantes, como base de la producción
agrícola, ha resultado altamente costoso, ineficiente, depredador y contaminante del medio ambiente.
El uso y abuso de los fertilizantes químicos, ha significado deterioro de la capacidad productiva de los
suelos agrícolas, la contaminación de mantos freáticos y aguas superficiales, además de la atmósfera y
mares.
Hay que destacar que el insumo más caro de la producción agrícola en general, son los fertilizantes, que
cubren entre el 30 y 35% de los costos totales, con una tendencia creciente en el último periodo. Sin
embargo, éste es el insumo más desperdiciado, ya que su nivel de aprovechamiento es máximo del 40%;
es decir, de cada 100 kilos que se aplica al suelo, la planta aprovecha 40 kilos, el 60% restante se destina
a la contaminación.
Por lo anterior, a nivel internacional se ha iniciado una búsqueda de alternativas para la producción
agrícola, que sean económicas, productivas y ecológicamente viables y deseables. Y es aquí donde se
inscriben los Biofertilizantes.
La Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), cuenta con el Centro de Ciencia Genómicas
(Anteriormente, Centro de Investigación Sobre Fijación de Nitrógeno), que tiene más de 30 años
trabajando con bacterias fijadoras de nitrógeno: Azospirillum brasilense y Rhizobium etli, siendo pionera
en estos trabajos de investigación, y cuenta con un amplio reconocimiento a nivel mundial.
Los trabajos realizados por la UNAM han incluido evaluaciones en campo respecto a su uso agronómico
en la nutrición vegetal.
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En el año de 1999 y 2000, la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y
Alimentación (SAGARPA), estableció un convenio con la UNAM para difundir el uso de los biofertilizantes
en base a estas bacterias. En los dos años se difundió el uso de estos productos en una superficie
cercana a los dos millones de hectáreas, en diversas regiones y cultivos. De manera conjunta, la UNAM y
el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), le dieron seguimiento
a una muestra de esta superficie para evaluar los resultados, siendo su impacto bastante significativo.
Con el cambio de gobierno, a finales del año 2000, desapareció el programa de difusión de los
biofertilizantes, y estos productos también desaparecieron, ya que no entraron al mercado, siendo su
producción exclusivamente para el programa oficial.
A finales del 2003, Biofabrica Siglo XXI, establece un convenio con la UNAM para adquirir la licencia
tecnológica para el uso de las bacterias (Azospirillum b. y Rhizobium e.), para la elaboración y
comercialización de biofertilizantes.
Una vez firmado el convenio con la UNAM, Biofabrica establece una serie de parcelas de validación en
diferentes cultivos y regiones; asimismo, se llevaron a cabo trabajos de investigación aplicada para
contar con más elementos sobre el impacto de estos microorganismos para su uso agronómica. (Morales,
2011).
Actualmente en el estado de Tabasco no existe proyecto realizado o en curso con respecto a la
elaboración de biofertilizantes a base de componentes orgánicos, por lo tanto podemos decir que con la
realización de este proyecto se contribuiría como pioneros en la implementación de la metodología para
realización de Biofertilizantes y comprobar su funcionamiento y evaluación con respecto a su desarrollo
en las condiciones climatológicas y características del suelo del estado de Tabasco.
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1.2JUSTIFICACIÓN
Los biofertilizantes como metodología biotecnológica ambiental son una alternativa que permiten en gran
medida disminuir los impactos ambientales generados al suelo por el uso de fertilizantes químicos, el cual
utiliza residuos orgánicos para su elaboración, Reduciendo así la contaminación por estos residuos, el
uso de fertilizantes químicos y la inversión en el cuidado de los cultivos, De tal manera que los
agricultores mejoren en la producción de sus cultivos, con una baja inversión económica y la
conservación de los nutrientes en el suelo.
El proyecto tiene como premisa la elaboración de un Biofertilizante a base de excremento bovino ya que
esta representa numerosos beneficios ambientales, económicos y sociales para nuestro país y en
particular para nuestro estado ya que es importante recalcar que aunque no existen datos de
elaboración de Biofertilizantes a base de ingredientes orgánicos en el Estado de Tabasco resulta aun
más relevante la ejecución del presente proyecto, siendo este el vinculo que formará parte de los
primeros antecedentes en la historia del Estado sobre el estudio, experimentación, desarrollo y aplicación
de esta novedosa Biotecnología que de ser llevada a gran escala será de gran utilidad principalmente
para contribuir a reducir la demanda de los Fertilizantes químicos que ocasionan un daño severo a los
suelos de la entidad. Aunado a esto resulta atractivo mencionar los beneficios que otorgará el proyecto en
los siguientes estratos: social, económico y ambiental.
Beneficio social: la elaboración de un Biofertilizante a base de excremento bovino en particular para la
población del Estado de Tabasco que actualmente es de 2 238 603 habitantes, correspondientes al 2.0%
del total del país, resulta benéfico por que ampliará el conocimiento y la cultura ambiental en la sociedad
sobre todo en el uso responsable de una nueva tecnología considerablemente menos contaminante que
la utilizada para los fertilizantes químicos comunes; En cierta manera la población mas beneficiada podría
resultar ser los agricultores y en general la gente dedicada al trabajo del campo, ya que pueden obtener
un recurso que es necesario utilizar en sus actividades y para mayor aporte, el obtenerlo con residuos
propios de sus actividades.
Beneficio económico: Elaborar un biofertilizante a base de excremento bovino en el Estado de Tabasco
contribuirá en el sector agrícola ya que en comparación con la producción convencional de fertilizantes
químicos resulta considerable el gasto en mano de obra y recursos. Básicamente beneficiara al sector
agrícola de la región al adquirir un fertilizante Orgánico de igual eficiencia a los químicos comercializados
y a un bajo costo con respecto a los materiales necesarios.
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Ambiental: Los Biofertilizantes aseguran que los suelos cultivados permanecerán fértiles por cientos de
años, aumentan la fauna bacteriana en el suelo, mejoran la cantidad de Materia Orgánica y
características del suelo, disponibles para las plantas que lo requieren para su desarrollo, y aunado a la
contribución de disminuir las concentraciones de contaminantes químicos presentes en los suelos del
Estado de Tabasco causada por el uso de fertilizantes químicos comunes, debido a que su elaboración
requiere elementos orgánicos renovables.
Por último cabe mencionar que este proyecto aportará conocimientos sólidos a la comunidad estudiantil
de Ingeniería en Tecnología Ambiental interesados en desarrollar una técnica o metodología para la
producción de un Biofertilizante a base de excremento bovino siendo útil también como guía de apoyo o
referencia para futuros proyectos similares.
1.3 Objetivo general y específico
1.3.1 Objetivo general
Elaborar un Bio-Fertilizante a partir de estiércol bovino, para comprobar su funcionamiento en plantas de
Frijol Común (Phaseolus vulgaris), en la Universidad Tecnológica de Tabasco.
1.3.2 Objetivos específicos
Preparar la mezcla para el crecimiento de la bacteria fermentadora Bacillus Subtilis.
Identificar la bacteria Bacillus Subtillis durante la etapa de fermentación.
Monitorear las propiedades físicas de la mezcla. (pH y temperatura).
Evaluar el funcionamiento del biofertilizante mediante la aplicación foliar a plantas de frijol
común (Phaseolus vulgaris).
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1.4 Alcance del proyecto
A continuación se presentan los aspectos de costo, tiempo y características que el proyecto contempla.
Tiempo: Del 20 de Mayo al 17 de agosto de 2012 (13 semanas).
Costo: El material que se utilizara será proporcionado por los alumnos y algunos serán proporcionados
por el laboratorio de microbiología de la Universidad Tecnológica de Tabasco, el costo total del proyecto
que incluye la compra de materiales y reactivos en general, el cual ascendió a un valor de: $ 3305.00 M/N
financiado por los interesados, mismos gastos que se encuentran reflejados en la tabla de gastos en
materiales e ingredientes (Ver tabla en anexos)
Características: Las actividades que el proyecto contempla son actividades de campo y de laboratorio
principalmente.
1.5 Impacto del proyecto
Ante la necesidad de erradicar el conocimiento empírico acerca de los abonos orgánicos y establecer
una metodología biotecnológica ambiental para la elaboración de un Bio-fertilizante, el proyecto tendrá
como impacto inmediato el conocimiento sobre las ventajas que puede ocasionar el uso de un Bio-
fertilizante elaborado a base de estiércol bovino en cultivos perennes (frutales) o de temporada (maíz y
frijol). De igual manera se pretende observar si es viable adoptar esta metodología como alternativa para
la disminución en el consumo de fertilizantes químicos en la agricultura del estado de Tabasco.
8
1.6 Metodología para el desarrollo del proyecto
La metodología que se utilizará para desarrollar el proyecto será la manejada por (Restrepo, 2009) en
combinación con (Gonzales, 2010) las cuales nos aportaron un gran apoyo para desarrollar el proyecto,
dicha metodología se divide en tres etapas:
1.6.1 Trabajo de investigación documental
Consiste en investigaciones que nos permitan obtener una gama más amplia de los temas relacionado
con biofertilizantes e identificación de la Bacteria B. subtilis, todo esto con la finalidad de obtener
información que enriquezca el marco teórico del proyecto y obtener más conocimiento acerca del tema.
1.6.1.1_Recopilación de información
En este punto se investiga en buscadores de artículos científicos como «Directory of Open Access
Journals (DOAJ)», «Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe (REDALYC)» la
información acerca de Biofertilizante a base de estiércol bovino, así como también Bio-fertilizantes
líquidos (BFL), también fue necesaria la información acerca de las generalidades de la bacteria Bacillus
Subtillis y de cómo identificarlas.
1.6.2_Trabajo de campo
En este punto se recolectan los materiales para elaborar la mezcla, también se ubican los materiales a
utilizar para comprobar que el producto final funciona y los materiales para identificación de la bacteria
Bacillus Subtilis.
9
1.6.2.1_Preparación de la mezcla para el crecimiento de la bacteria fermentadora Bacillus Subtillis
Para la preparación de la mescla para iniciar, es necesario agregar en el tanque con capacidad de 50 lts
solamente 10.5 kg de estiércol fresco de vaca y también agregar solamente 25 lts de agua no
contaminada (agua de pozo) en el mismo tanque, después mezclar con un bastón de madera hasta
obtener una mezcla homogénea. Después agregar los siguientes reactivos en el tanque de 50 lts:
• 350 ml de leche de vaca fresca
• 350 ml de melaza
• 220 g de ceniza de leña
• 500 g de cal hidratada (Ca(OH)2)
• 220 g de harina de cascará de huevo
Una vez de haber terminado de disolver y mezclar los elementos agregados en el tanque de 50 lts, se
procede a resguardar el tanque, como el proceso de fermentación es aerobio, el tanque se deja entre-
abierto para que tenga circulación de aire fresco y empiece el proceso de fermentación.
1.6.2.2 Adición de nutrientes
En este punto se adicionaran después de que se preparo la mezcla cada tercer día, los mismos
elementos agregados al momento de la preparación de la mezcla hasta completar la novena postura de
nutrimentos y se deja reposar por 10 días para completar el proceso de fermentación.
1.6.2.3 Filtración del Bio-fertilizante
En esta fase la mezcla terminada se filtra mediante un tamiz, para que el Biofertilizante quede libre de
cualquier tipo de solido (estiércol de vaca) y poder aplicarlo de manera foliar a las plantas de frijoles
común (Phaseolus vulgaris).
10
1.6.3Trabajo de Laboratorio
En este apartado es necesario tomar una muestra del biofertilizante para identificar que existe la
presencia de la bacteria fermentadora Bacillus Subtilis mediante el crecimiento en un medio específico.
Para ello son necesarios los siguientes materiales y equipos:
Material
• mecheros.
• 1 agitador.
• 1 matraz de 500 mL.
• 1 balanza.
• 1 espátula.
• 1 probeta de 250 mL.
• 6 cajas de Petri estériles desechables.
• Masking tape
• Papel aluminio
• Plumón indeleble
• Trapo o franela
• Reactivos para el medio de cultivo
Equipo
• Autoclave
1.6.3.1 Identificación de la Bacteria Bacillus Subtillis
Para cerciorarse de la presencia de la bacteria Bacillus Subtillis en estiércol bovino se identificara
implementando su crecimiento en un medio especifico, y con esto estar seguros de que la bacteria tendrá
intervención en el proceso de fermentación, a continuación se describen las instrucciones para las
acciones.
Preparación del Medio de Cultivo
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• Colocar el medio de cultivo en un Matraz Erlenmeyer y agregar 40 g de medio en 950 ml de
agua destilada.
• Calentar en la parrilla de agitación a 37°c y agitar hasta disolución total.
• Tapar el matraz con un tapón elaborado a base de algodón y gasas. (debe quedar fijo pero no
apretado)
• Distribuir en el autoclave y esterilizar a 121°C durante 15 minutos.
• Dejar enfriar a 50°C u 60°C °.
• Distribuir en las cajas Petri dentro de un campo esteril, vaciar aproximadamente 30ml.
Empleo de la Muestra
• Cuando se deje enfriar a 50°C u 60°C °. (Parte de la preparación).
• Distribuir la muestra en un campo estéril con una asa de metal, la cual se calentara en un
mechero de bunsen el cual se introducirá en la muestra y luego en las cajas Petri donde ira la
muestra (repetir este paso en todas las cajas Petri).
• Dejar reposar en una cámara de incubación.
1.6.3.2 Monitoreo de parámetros de PH y Temperatura
Para el buen desarrollo del biofertilizante es necesario tomar en cuenta estos parámetros teniendo en
cuenta los rangos que debe tener la mezcla con respecto a la temperatura el rango oscila entre los 15ºC
y los 70ºC y el PH debe estar en el rango de 3 hasta un pH de 11.
El monitoreo del pH se realizara con el uso de tiras reactivas, cotejando con la tabla de colores como
indicativo, y la temperatura se obtendrá sumergiendo un termómetro dentro de la mezcla.
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1.6.3.3 Evaluación del funcionamiento del Biofertilizante
En este punto se utilizara una población de semillas de frijol común (Phaseolus vulgaris) sembradas en
vasos de plásticos transparentes de 10 onzas, con algodón, dicha población se dividirá en 2 muestras
cada una con 15 semillas (muestra A y B).
En la muestra A de 15 semillas se comenzará a suministrar el Biofertilizante en la Etapa 0 (Germinación)
hasta llegar a la etapa 3 (Primera hoja Trifoliada), Esta aplicación de Biofertilizante se efectuara cada 2
días. Y la muestra B de 15 semillas será nuestro blanco y solamente se regara con 15 ml de agua no
contaminada (agua de pozo) cada 2 días desde la etapa de 0 (germinación) hasta la etapa 3 (primera
trifoliada). Todo lo anterior con el fin de observar si hay varianza en las muestras de las plantas con
respecto a la aplicación del biofertilizante.
13
A continuación se presenta la metodología de manera esquemática.
Figura 1: Estructura de la metodología propuesta
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METODOLOGÍA PARA DESARROLLAR ELABORAR EL BIOFERTILIZANTE A BASE DE
ESTIERCOL BOVINO.
Trabajo de investigación documental
Recopilación de información
Trabajo de campo
Preparación de la mezcla para el
crecimiento de la bacteria fermentadora
B. Subtilis.
Adición de nutrimentos
Trabajo de laboratorio
Identificación de la bacteria B. subtilis.
Medición de parámetros de PH y
temperatura.
Evaluación del funcionamiento del
biofertilizante.
1.7 Cronograma de Actividades
A continuación se presenta el cronograma propuesto para la realización de las actividades, Mediante un diagrama de Gantt, donde se le
asigna un periodo de tiempo para la realización de cada actividad, para poder llevar a cabo el Biofertilizante.
15
D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S
Por su gran importancia económica y social, el frijol es un producto estratégico dentro del desarrollo rural
de México, ya que ocupa el segundo lugar en cuanto a superficie sembrada nacional y representa
además la segunda actividad agrícola más importante en el país por el número de productores dedicados
al cultivo. Es así, que como generador de empleo es relevante dentro de la economía del sector rural.
Así mismo, es un alimento fundamental en la dieta de la población mexicana, sobre todo para las clases
más desprotegidas del país, ya que constituye la fuente principal de proteínas para dicho sector, siendo
un alimento que no puede sustituirse con el consumo de algún otro. Adicionalmente, la importancia
ancestral de su cultivo en el campo mexicano radica también en que forma parte de la cultura
gastronómica de México, de ahí la amplia aceptación del producto en la cocina mexicana, por lo que
posee una gran demanda a nivel nacional.
Actualmente esta leguminosa se enfrenta a modificaciones importantes ante una sociedad cambiante,
incluidos los hábitos alimenticios, a consecuencia del urbanismo, la migración y el empleo; así como el
paso de una economía cerrada a una economía global, todo lo cual está ejerciendo presiones en diversas
etapas de la cadena de producción, comercialización, transformación y consumo.
2.9.1 Frijol Común (Phaseolus vulgaris L.)
Dentro del grupo de las especies leguminosas, el frijol común es una de las más importantes. Es una
planta anual, herbácea intensamente cultivada desde la zona tropical hasta las templadas. Es originario
de América y se le conoce con diferentes nombres: poroto, haricot, caraota, judía, aluvia, habichuela y
otros.
El frijol es uno de los alimentos básicos en la dieta del ser humano y es la principal fuente de proteína; es
rico en lisina pero deficiente en los aminoácidos azufrados metionina, cistina y triptófano; por lo cual una
dieta adecuada en aminoácidos esenciales se logra al combinar frijol con cereales (arroz, maíz, otros).
2.9.1.1 Adaptación en clima y suelo
El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) se adapta bien desde 200 hasta 1.500 msnm. El cultivo necesita
entre 300 a 400 mm de lluvia. La falta de agua durante las etapas de floración, formación y llenado de
vainas afecta seriamente el rendimiento. El exceso de humedad afecta el desarrollo de la planta y
favorece el ataque de gran número de enfermedades.
Se recomienda que los suelos para el cultivo de frijol sean profundos, fértiles, preferiblemente de origen
volcánico con no menos de 1,5% de materia orgánica en la capa arable y de textura liviana con no más
de 40% de arcilla como los de textura franco, franco limosos y franco arcilloso ya que el buen drenaje y la
aereación son fundamentales para un buen rendimiento de este cultivo.
Se debe evitar sembrar en suelos ácidos, con contenidos altos en manganeso y aluminio y bajos en
elementos menores. El pH óptimo para frijol está comprendido entre 6,5 y 7,5 aunque es tolerante a pH
entre 4,5 y 8,2.
III MARCO APLICATIVO
En este capitulo se concluye con la presentación de resultados sobre la metodología propuesta para la
realización de un “Biofertilizante a base de excremento Bovino”, se detalla paso a paso la obtención
de resultados para el trabajo de campo y laboratorio.
3.1 Trabajo de Campo
.
3.1.1 Preparación de la mezcla para el crecimiento de la bacteria fermentadora Bacillus Subtillis.
Para iniciar con la creación del Biofertilizante fue necesario que se vertieran todos los ingredientes como
lo son: el estiércol fresco de vaca, melaza, cal hidratada, cenizas, leche fresca de vaca, cascara de huevo
molida y 25 litros de agua no contaminada sin tratamiento (de Pozo) en el tanque con capacidad para 50
litros, posteriormente agregados, se mezclaron hasta homogenizar con la ayuda de la paleta de Madera,
al finalizar se dejo reposar el tanque sin taparlo por completo.
Foto 1. Agregación de ingredientes y mezclado
3.1.2 Adición de nutrientes
Una vez agregada la primera dosis de ingredientes por primera vez, se continuaron agregando, las
mismas cantidades de los mismos ingredientes exceptuando el estiércol y el agua no contaminada sin
tratamiento (de Pozo), cada tercer día durante un periodo de 31 días, alcanzando un total de nueve
agregados de nutrimentos, una vez que se concluyó la etapa de adición de nutrientes se dejó reposar el
tanque con la mezcla durante diez días sin taparlo completamente.
Foto 2. Adición de nutrientes
3.1.3 Filtración del Biofertilizante
Una vez cumplido el periodo de reposo y fermentación de la mezcla preparada, se procedió a filtrar la
mezcla con la ayuda de tamices con diferente espesor de malla, con el fin de eliminar los restos sólidos
no degradados y obtener únicamente el líquido de la mezcla, para poder almacenarlo en el aspersor que
se utilizó para su prueba y evaluación.
Foto 3. Filtrado del Biofertilizante
3.2 Trabajo de Laboratorio.
A continuación se describen los procedimientos que se llevaron a cabo en el laboratorio para la
identificación de la Bacteria Bacillus Subtillis, la cual se encuentra en el excremento bovino y se encargó
de la fermentación del biofertilizante.
3.2.1 Identificación de la Bacteria Bacillus Subtillis
De acuerdo a la metodología del biofertilizante a base de excremento bovino, se realizó el medio de
cultivo selectivo Agar de Soya Triptona para la identificación de la bacteria Bacillus Subtillis. A
continuación se describen los pasos para la preparación del medio selectivo.
Preparación del Medio de Cultivo
Se colocó el medio de cultivo en un vaso de precipitado con 40 g de medio y 950 ml de agua
destilada.
El medio de cultivo se calentó y agito en la parrilla de agitación a 37°c hasta una disolución total.
Para evitar la contaminación en el cultivo se elaboró un tapón a base de algodón y gasas para el
matraz donde se depositó el medio de cultivo selectivo.
Foto 4. Mezcla del Agar de soya triptona con Agua destilada
Foto 5. Disolución del Agar de soya triptona.
En este punto se esterilizó el matraz con el medio de cultivo y los materiales de laboratorio a
utilizar a 121°C durante 15 minutos en el autoclave.
Se procedió a insertar la muestra de Biofertilizante en las cajas Petri con los medios de cultivo.
Foto 6. Matraz sellado con el Tapón elaborado a base de algodón y papel
estraza.
Foto 7. Esterilización de matraces.
Foto 8. Segregación de la muestra del Biofertilizante.
Se dejó reposar las cajas Petri en la incubadora a una temperatura de 36°C durante 48 horas y
se procedió a verificar el medio de cultivo
.
3.2.2 Monitoreo de parámetros de PH y Temperatura
Para el buen desarrollo del Biofertilizante se realizó un monitoreo de pH y temperatura como parámetros
físico-químicos, esto con el objetivo de mantener un estado óptimo en el biofertilizante para el adecuado
crecimiento de la bacteria Bacillus Subtillis, El procesos realizado para el monitoreo de los parámetros
físico-químicos son descritos a continuación:
PH: Se realizó el monitoreo con tiras reactivas, dando este un pH promedio de 9.25, lo cual
quiere decir que nuestro Biofertilizante está en un rango apropiado para el crecimiento de
Bacterias.
Foto 9. Monitoreo de PH del Biofertilizante.
Temperatura: Se realizó el monitoreo con un termómetro de mercurio, obteniendo un dato
promedio de 29.6°C, apropiado para la fermentación y la elaboración del Biofertilizante.
3.2.3 Evaluación del funcionamiento del Biofertilizante
Se evaluó la eficiencia de Biofertilizante obtenido, el cual fue suministrado a plantas germinadas de frijol
común (Phaseolus vulgaris) que fueron sembradas en vasos. A continuación se describe los pasos que
se realizaron para dicha evaluación.
Área foliar del (Phaseolus vulgaris): Se tomaron 15 plantas de frijol a las cual se le aplico el
Biofertilizante y 15 más a las cuales no se les aplico Biofertilizante (blanco), los datos obtenidos
donde fueron medidos longitud y ancho de la hoja de la planta, se calcularon según la
metodología, dando como resultado que las plantas con biofertilizante obtuvieron un crecimiento
significativo en el área foliar.
Foto 10. Monitoreo de temperatura del Biofertilizante.
Foto 11. Medición de longitud y ancho de la hoja de frijol común (Phaseolus vulgaris).
Altura de la planta: De las plantas anteriormente medidas, También se obtuvieron datos de
longitud del tamaño del tallo de la planta. En la cual se obtuvieron datos de mayo crecimiento de
las plantas de frijol.
Cálculos estadísticos: Con los datos obtenidos se procedió a realizar las técnicas
estadísticas, en este caso se utilizó T-student para 2 muestras independientes, en el cual ayudo
a interpretación de los resultados.
3.3 Análisis e interpretación de resultados.
La eficiencia del Biofertilizante fue evaluada mediante los datos obtenidos en el laboratorio, los
parámetro anteriormente mencionados arrojaron los siguientes resultados.
Foto 12. Medición de longitud del tallo de la planta de frijol común (Phaseolus vulgaris).
Foto 13. Cálculo de los datos por medio de la técnica T-student.
T-Student Area foliar. El crecimiento de las plantas con Biofertilizante obtuvo un valor de 0.1553 de
diferencia, al respecto con las plantas a las que no se le agrego Biofertilizante. Lo cual nos indica que el
biopreparado acelero el crecimiento de la planta significativamente.
t=x1+x2
√ σ12n1 + σ22
n2
= 403.821+232.616
√ 3167.84810+ 10900.236
10
=.1553
T-student Longitud del tallo: El valor obtenido fue de 3.2974 de diferencia, al respecto con las plantas
a las que no se le agrego Biofertilizante. Lo cual nos indica el acelerado crecimiento de las plantas de
frijol.
t=x1+x2
√ σ12n1 + σ22
n2
= 17.0352+11.8322
√ 6.872110+ 7.4898
10
=3.2974
CONCLUSIÓN
Una vez que se realizó el Biofertilizante y su estudio para determinar su efectividad como nutriente para
las plantas, Se utilizó la metodología implementada anteriormente mencionada la cual permitió controlar
las variables de manera exitosa, para realizar del Biopreparado y así poder evaluarlo.
Posteriormente el biofertilizante obtenido fue evaluado mediante las medidas de las plantas de frijol,
obteniendo así variables que señalaron un incremento en el crecimiento en las plantas a comparación
con las plantas a las cuales no se les suministro el Biopreparado.
Es importante mencionar que el Biofertilizante es una buena alternativa para reducir el uso de fertilizantes
químicos, ya que sus características le permiten tener un buen rendimiento como nutriente para las
plantas, adquiriendo así un producto sustentable que contribuye con el sector agrícola del Estado de
Tabasco.
RECOMENDACIONES
Antes de iniciar con todo el proceso de preparación o adición de nutrientes a la mezcla es
necesario contar con todos los ingredientes a la mano, ya que se requieren frescos para su
aplicación, siendo el caso del excremento y leche de vaca.
El biopreparado se debe almacenar y resguardar en un área donde no reciba un impacto directo
del sol o lluvia, de igual manera libre de insectos que puedan caer dentro de la mezcla al
encontrarse destapado.
Se recomienda filtrar el biofertilizante de dos a tres veces antes de aspersarse en las plantas
como muestras, con el fin de eliminar todo sólido presente, y únicamente evaluar el líquido
preparado.
ANEXOS
Como contribución para mayor claridad y profundidad de la investigación, se anexan los artículos
consultados, para la conformación del Capítulo II, Marco teórico.
BIBLIOGRAFIA
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•Los biofertilizantes a base de hongos, una alternativa para un modelo agrícola conservacionista. Dirección URL: <www.ecoportal.net/temas_especiales/suelos.htm> (Autores: Lic. Luisa E. Toledo P. y la ING. Katiuska Ravelo P. 07/ Marzo/2010). [consulta: 20 de Julio de 2012].
•SAGARPA. 6to Abonos Orgánicos. Dr. Antonio Trinidad Santos. 2006. Dirección URL:http://www.sagarpa.gob.mx/desarrolloRural/Documents/fichasCOUSSA/Abonos%20organicos.pdf. Consultado: 26/07/2012
•Fertilizantes y fertilización. Arnold Fink. 1998. Dirección URL: http://books.google.com.mx/books?id=llL8KcUQAQ0C&pg=PA20&lpg=PA20&dq=los+fertilizantes+en+la+antiguedad&source=bl&ots=VVFMFoFg5&sig=LaD_ARQZndWNN_pcRo2Ut5xrT8&hl=es&sa=X&ei=zl8RUMC4BvS60QHNyIHgDA&ved=0CF4Q6AEwBg#v=onepage&q&f=false Consultado: 26/07/2012
•Fabricación de Abonos Quelatados, Caldos y Extractos Insectistáticos y Fungistáticos, Bocashis. Jairo Restrepo. 2000. Dirección URL:https://sites.google.com/site/helviobh/biofertilizantesConsultado:_26/07/2012
• Los biofertilizantes microbianos alternativa para la agricultura en México. Juan Francisco Aguirre medina. 2009. Dirección URL:http://www.redsicta.org/rhizobium_Pdf/BIOFERTILIZANTES%20MICROBIANOS.pdf Consultado: 26/07/2012
• Biofabrica Siglo XXI. Funciones de los biofertilizantes. Dirección URL:http://biofabrica.com.mx/site/content/view/19/35/. Consultado: 30/07/2012
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• Manual para la presentacion de anteproyectos e informes de investigación, Schmelkes Corina, Segunda edición.