Un poco de historia

Un catalizador del evolutivo avance sumerio fue la agricultura, esta población sedentaria fue pionera en la puesta en práctica de indicadores biológicos con la observación de la macro fauna edáfica y la calidad del suelo para producir sus alimentos. Hace más de 5.000 años vislumbraron lo que hoy denominamos biotecnología, ellos se interesaron y dieron cuenta de lo importante que son las lombrices en el proceso de siembra y levantamiento de cultivos productivos. Técnicas tan fascinantes como demarcar un área, remover su capa superficial y estimar la densidad poblacional de lombrices cuenta entre sus avances metodológicos.

Bíblica y científicamente los suelos pertenecientes al Delta del Nilo se posicionan entre los más fértiles del mundo, en las márgenes de este gigantesco cuerpo hidrobiológico fluye con abundancia muchos alimentos producto de la agricultura. En época de la dinastía faraónica y durante la monarquía de Cleopatra, las lombrices gozaron de protección imperial, se consideraban animales sagrados a los que se le atribuía la majestuosa fertilidad y prosperidad de los suelos agrícolas, por eso quienes fueran descubiertos ocasionando algún daño o intentarán extraer estas especies de su hábitat eran castigados severamente e incluso con pena capital.

Por su parte, el naturalista filósofo griego Aristóteles a través de su ingenioso método deductivo les catalogó como los intestinos del suelo por su magnífica bondad para humificar y hacer productivas las zonas cultivadas. Sin embargo, el detonador mayor sería Sir Gilbert White (1775), quien a través de sus investigaciones escribe el libro La lombriz promotora de la vegetación. Obra que leyó en su niñez Charles Darwin y lo cautivó, tanto que lo convierte en el primer lombricultor del mundo. Este notable investigador dedicaría el resto de su vida al estudio de estos anélidos y otras especies, destacando su obra La producción de tierra vegetal por medio de las lombrices. A 136 años de la muerte de este investigador, su libro continúa en vigencia y goza de infinidad de consultas por parte de estudiosos y lombricultores.

Proceso de vermicompostaje

La mejor definición de este proceso deriva del análisis y significación de los contenidos expuestos en los párrafos anteriores y se complementa con una específica explicación del aprovechamiento de energía y su transformación durante el paso por las distintas estaciones de la llamada cadena trófica; veamos esto de manera pedagógica sin mucho rodeo. La principal fuente de energía es el Sol, las plantas y la gran mayoría de organismos productores de oxígeno, como bien @josedelacruz lo detalla en este post , son componente biótico que se conoce como productores. Así generan su propio alimento (autótrofos) y sirven de menú en la dieta de los consumidores, generalmente animales (heterótrofos) que obtienen su energía de esta manera y a la vez son presa de depredadores (carnívoros).

Entonces, hasta acá entendemos que los productores cumplen la noble función de proveer energía a los consumidores quienes la aprovechan y tranforman parte de la misma. Es necesario un siguiente nivel trófico para que la sabia naturaleza realice el reciclaje o transformación de la energía y la biomasa continue su curso.

Para la degradación de la materia y proseguir la ruta cíclica es necesaria la actividad de recuperadores, es acá donde nuestra amiga lombriz juega un rol fundamental. Se encuentra entre los descomponedores - detritívoros, se encarga del procesamiento de toda la materia orgánica muerta; verbigracia, una trituradora de desechos plásticos realiza una actividad de molienda y disminuye el tamaño de los objetos, así estos son pasados por otra peletizadora que prácticamente los deja con granulometría menor o pulveriza. Las lombrices hacen lo mismo, comen detritos vegetales, animales y minerales (tierra) para facilitar la labor de la microfauna edáfica (hongos, bacterias y protozoos).

Durante este complejo sistema interviene una etapa de biooxidación con reacciones químicas interesantes que se manifiestan gradualmente durante el proceso de degración en donde los descomponedores - detritívoros obtienen energía del sustrato e incrementan su biomasa mediante la acción de reciclaje que resulta en un producto final con una sustancia estabilizada, enriquecienda y homogenizada que vivifica los suelos con un elevado aporte de nutrientes; a esto se denomina vermicompostaje, compost de lombriz, humus de compost o lumbricompost.

Organismos implicados en el proceso

Son diferentes especies de lombrices involucradas en el proceso de vermicompostaje capaces de ingerir al día cantidades de residuos equivalentes a su propio peso, por supuesto, dependiendo del tipo de materia orgánica y especie de lombriz. Sin embargo, para darse el proceso en su totalidad se requiere un trabajo en equipo con roles y responsabilidades diferentes. La materia orgánica en su paso por el sistema intestinal de las lombrices sufre alteración de su composición química y se excreta con alta concentración de nutrientes que a su vez, estimulan y favorecen la presencia de microorganismos que se encargan de continuar el procesamiento de biodegradación de la materia.

De igual manera, las lombrices en su permanente recorrido y movilidad en el sustrato son las principales responsables del sistema de aireación que sabiamente estimula la bioxidación microbiana. Este trabajo mancomunado y sincronizado entre lombrices, microorganismos y fauna asociada son quienes hacen posible que se enriquezca el sustrato por su aportación mineralizada, humificante y estabilizadora.

Lombrices

De las más de 4000 especies de lombrices de tierra conocidas, solamente en seis de ellas se ha demostrado capacidad para la degradación de residuos sólidos orgánicos, permitiendo el consumo de altos volúmenes de materia orgánica y sustrato. Las que más se han venido empleando son Eisenia andrei y Eisenia fétida por su amplia capacidad biodegradante.

Para efectos experienciales de este artículo, trabajo con Eisenia fétida en cuyos rasgos característicos se aprecia una longitud corporal promedio de 60/120 mm con diámetro de 3.5 a 6 mm, dependiendo algunos factores ambientales su número de segmentos (anillos) varía entre 80 y 120, en condiciones favorables pueden tener un ciclo de vida de 15 años, otra particularidad es que son hermafroditas y su apareamiento ocurre mayormente cuando ascienden a la superficie en busca de alimentos, las cápsulas resultantes del cruce, llamadas cocón se dará a los 7 días aproximadamente; dependiendo de las condiciones y factores ambientales entre los 14-21 días siguientes eclosiona dicha cápsula y salen entre dos y cuatro especímenes que vienen con movilidad y capacidad de alimentarse de inmediato.

Microorganismos

En los procesos de vermicompostaje sucede similar al sistema de un equipo de trabajo sincronizado y efectivamente gestionado, son muchos los microorganismos vinculados, principalmente bacterias, hongos y actinomicetos mesófilos. La labor de las lombrices y microorganismos se encuentran intimamente enlazados, porque los microorganismos en cierta parte la dieta de las lombrices, aunque dentro de su menú se interesen en equilibrada proporción por bacterias, algas, hongos y algunos protozoos.

Aparte, las lombrices degradan la estructura física de los residuos transformándolos mediante su proceso digestigo, un ejemplar será capaz de ingerir una masa equivalente a su peso corporal y lo fragmentará generando materia orgánica y aumentando su superficie, que tiene efecto inmediato en la función de los microorganismos presentes.

El estudio de los microorganismos y su dinámica actividad en el vermicompostaje sugiere de control y sucesivos ensayos para determinar el comportamiento de la biomasa total microbiana por ser un campo científico que requiere mayor interés por parte de la biología molecular, de esta manera se determinaría con mejor precisión el aumento o descenso de las diversas comunidades de microfauna y su rendimiento en la descomposición de la materia orgánica; por ejemplo, dado que tengo una pequeña unidad de gallinas ponedoras, he notado mejor rendimiento al emplear 45% de gallinaza (estiercol) en combinación con desechos de frutas y verduras como se evidencia en la imagen de arriba.

Fauna asociada

Por las características y factores ecositémicos del proceso de ecobiotransformación de la materia orgánica, son muchos los organismos que se interesen y participen sin ser invitados, de esta maneran colonizan el sustrato para alimentarse de la materia orgánica o simplemente tenerlo como refugio de depredadores o condiciones hidroclimáticas entre otros. En ciertas condiciones el sustrato puede ser el nicho perfecto para organismos detritófagos como cochinillas, escarabajos y hasta mosca de carroña que, que pudieran plantear cierta competencia con las lombrices por el alimento.

Dependiendo del control sistémico de la fauna edágifa, las mismas condiciones y factores ecológicos, pueden darse cita otros invertebrados que tributen a la descomposición del sustrato orgánico como nematodos, ácaros e insectos detritófagos que bien pueden compartir el abundante banquete de materia orgánica con las lombrices sin ocasionar perjuicio ni desequilibrio ecológico.

Para asegurarnos que este proceso se lleve con una adecuada cadena ecológica equilibrada se vela por el cuidado y preservación de condiciones en los ambientes controlados.

Proceso ecobiotecnológico de la Eisenia fétida y microorganismos

_{Elaboración propia}

Naturaleza y principales características de los residuos orgánicos

Por la misma acción productiva de alimentos para satisfacer necesidades básicas de la población humana y animal, se genera gran cantidad de sub productos, desechos y residuos que han venido siendo objeto de estudios y ensayos con óptimos resultados en experiencias de vermicompostaje; estos requieren cumplir con algunos aspectos biológicos, físicos y químicos.

Humedad

Los residuos o materiales de orígen orgánico y sustrato que compone el lecho debe tener una humedad por encima del 55% y no mayor a 85%, esta última siendo la más favorable y donde se ha obtenido mejor rendimiento, puesto que las lombrices poseen un sistema respiratorio que se relaciona y activa directamente con la humedad mediante un intercambio gaseoso que tiene lugar por su epidermis cuando está en ambiente húmedo.

En tanto, es importante ajustar la humedad a los parámetros recomendados estableciendo un control sobre este factor físico que incide directamente en el proceso biológico y fisiológico de la Eisenia fétida.

Aireación

La estructura y composición del sustrato debe garantizar una porosidad y soltura que permita la fácil circulación de las lombrices y demás fauna edágica para una adecuada aireación y oxigenación; este factor se vincula con la humedad y debe seguirse las instrucciones técnicas para no saturar el sustrato de agua o hacer charcas que agoten el oxigeno y posteriormente genere compactación en zonas localizadas; de allí la importancia de mantener la textura suave y ligera (no pesada) para permitir cantidades de oxígeno que oscilen entre 55% y 65%.

Densidad poblacional

La densidad poblacional puede comprometer el normal desarrollo del proceso de vermicompostaje, puesto que una alta cantidad de ejemplares desataría una fuerte competencia entre los organismos ocasionando retraso en el proceso y generando pérdidas. Es oportuno describir que en condiciones naturales, la colonización está equilibrada directamente por factores físicos y la disponibilidad de alimento y por eso la biomasa resultante es baja a moderada. No obstante, en ambientes controlados las lombrices registran un mejor rendimiento por la demanda abundante de alimento y técnicas para controlar las condiciones ecológicas en la comunidad.

PH

Este parámetro alto o bajo en los residuos (alimento) puede afectar al proceso productivo porque las lombrices poseen un rango de tolerancia al PH. Ensayos y análisis de la materia orgánica y sustrato demuestran que las lombrices y específicamente la Eisenia fétida se desarrolla y reproduce con más efectividad cuando los parámetros de PH oscilan entre entre 5 y 9, prefiriendo un PH neutro en el pienso (alimento).

Fauna invasora que representa riesgo para las lombrices

Hasta acá todos los parámetros descritos se relacionan uno con otro, este no es la excepción. En ambientes controlados no solo el mal manejo del hombre (por desconocimiento) representa un peligro para las lombrices, existen unidades enemigas que comprometen el ecosistema y proceso de vermicompostaje, hormigas, bachacos, ácaros, ciémpies, escarabajos y otros, pueden llegar a colonizar y ocasionar serios daños. La mejor manera de controlar estos depredadores es manteniendo los parámetros de humedad y PH por encima del 80% y 7 respectivamente, puesto que no toleran dichas condiciones en el sustrato.

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Disposiciones preliminares

Se presenta a continuación algunas consideraciones preliminares derivadas del presente contenido temático, quedando las disposiciones conclusivas para el siguientes capítulo donde se desarrolla el proceso complementario para la producción de vermicompostaje.

• La lombricultura es una técnica que ha venido evolucionando a través de diversos ensayos y resultados que permiten la siembra y reproducción de lombrices en ambientes controlados para la producción de humus sólido y líquido (ácido húmico), sustancias fertilizantes que continen una elevada carga de nutrientes y componentes microbianos que son más eficientes, eficaces y no perjudiciales como los abonos convencionales.
• El desconocimiento sobre el comportamiento, reproducción de la Eisenia fétida y microfauna edáfica que intervienen en el proceso de vermicompostaje puede generar baja producción o pérdida total de la actividad ecobiotecnológica.
• La superpoblación de la Eisenia fétida ocasiona desequilibrio en los ecosistemas artificiales y repercute negativamente en la producción de vermicompostaje.
• Teniendo un adecuado control de los factores físicos y biológicos de los residuos y materia orgánica se garantiza un ecosistema libre de depredadores y fauna dañina, porque en su mayoría no toleran las condiciones de humedad y PH que soportan las Eisenia fétida y la mayoría de los organismos microbianos y hongos contenidos en el sustrato.

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Referencias bibliográficas

Cara, G. and Riviera, J., (1998). Residuos en la agricultura intensiva: El caso de Almería. In: Encuentro Medioambiental Almeriense: En busca de soluciones., Universidad de Almería.

Domínguez, J., Parmelee, R.W., Edwards, C.A. (2003). Interactions between Eisenia andrei (Oligochaeta) and nematode populations during vermicomposting. Pedobiol. 47:53-60.

Nogales, R., Benítez, E., Elvira, C., Gallardo-Lara, F., (1995). Uso agrícola de compost y vermicompot de basuras urbanas I: Procesos, madurez y calidad de los productos.

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (2013). Manual de compostaje del agricultor. Experiencias en América Latina. Oficina Regional para América Latina y el Caribe. [Enlace]

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Materiales

Módulo múltiple de canteros plásticos y metálicos
Recipientes de 18.75 l y 3.75 l
Pala
4 metros de tierra con moderado contenido de materia orgánica
Gallinaza y estiercol de bovino.
Desechos orgánicos vegetales de orígen doméstico.
Ceniza vegetal
Agua
Suero lacteo

Equipo digital y software

Cámara digital de equipo celular Alcatel pop +4: Las fotografías pertenecen a la bitácora del autor.
Programa photoshop cs6
Programa Mindjet MindManager 2018
Microsoft Office Picture Manager

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Reconocimiento a la comunidad STEM-espanol por su valioso apoyo a trabajos bien escritos en idioma español con rigor científico, tecnológico y en matemáticas.