Medio Ambiente

PJ-MA-175-LA Fertilizante – insecticida a base de un biodigestor, lavanda y albahaca

Ciudades y comunidades sostenibles
Acción por el clima
Vida de ecosistemas terrestres

Asesor: Laura Saldaña

Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)

Equipo [Equipo 4] Valentina Reyes Espinosa[1 copán], Lia Camila Morales Vazquez[1 copán], Alejandra Rojas Solorzano[1 copán]

Resumen

Los fertilizantes son sustancias ricas en nutrientes que se utilizan para mejorar las características del suelo para un mayor desarrollo de los cultivos agrícolas, muchos de los fertilizantes que se utilizan tiene químicos de origen mineral que después de tiempo pueden alterar el pH de la tierra además de ser tóxico para el ser humano provocándole ardor en la piel, presión arterial baja, mareo, etc, por eso la importancia de aumentar el uso de materiales de origen orgánicos, y mejor aun si estos materiales son reutilizados, es decir, si el fertilizante es elaborado con residuos orgánicos como desperdicio de alimentos, esto se logra a partir de la elaboración de un biodigestor que es un recipiente o tanque (cerrado herméticamente) que se carga con residuos orgánicos, cascaras de frutas, papa, plátano, etc. que en  su interior se produce la descomposición de la materia orgánica, el residuo de este proceso, formado por los desperdicio y lodo, se utiliza como biofertilizante. Al realizar este tipo de dispositivos, que además son muy sencillos de realizar, estaríamos ayudando al medio ambiente ya que cuando los desperdicios o residuos de comida se acumulan en tiraderos de basura generan un gas llamado metano que representan el 8% de las emisiones de gases producidos por el hombre, también desprenden amoniaco y óxido nitroso, en nuestro proyecto quisimos agregar la albahaca que tiene la propiedad de ahuyentar a los mosquitos y resulta tóxica para sus larvas, lo que ayudaría a las plantas a no tener plagas.

 

 

Documento Fertilizante – insecticida a base de un biodigestor, lavanda y albahaca

Lonas Fertilizante -insecticida a base de un biodigestor, lavanda y albahaca

Pregunta de Investigación

¿Cómo elaborar un fertilizante-insecticida a partir de un biodigestor con lavanda y albahaca que ayude a mejorar el crecimiento de las plantas y evite plaga por áfido?

Planteamiento del Problema

De acuerdo al artículo publicado por el Gobierno de México con apoyo del Centro Regional de Investigación en Salud Pública (CRISP)   los fertilizantes comerciales contienen químicos como Macronutrientes: los principales son el Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Potasio (K), Azufre (S) y Magnesio (Mg), Manganeso (Mn), Molibdeno (Mo) y Zinc (Zn) que causan daño al suelo como  la variación del pH deterioro de la estructura del suelo y microfauna sino también al ser humano ardor en la piel, garganta, nariz y ojos, mareo, desmayo, picazón en la piel, presión arterial baja. El desperdicio de alimentos genera aproximadamente el 8% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero ocasionadas por el hombre. Solo en Estados Unidos, la producción de alimentos perdidos o desperdiciados genera el equivalente en emisiones de gases de efecto invernadero a 43 millones de automóviles.

Antecedentes

Biodigestor.

 

Un biodigestor es un contenedor sellado herméticamente al que entra estiércol, desperdicios de comida, rastrojos de siembra y materia orgánica, en general. Dentro del mismo ocurre un proceso de biodigestión anaerobio.

 

En la biodigestión anaerobia la materia prima se transforma en un biofertilizante, llamado biol, y también se produce biogás; mismo que puede utilizarse para tareas como cocción, calefacción y electrificación.

 

Un biodigestor trabaja con la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos y domésticos (desechos vegetales, frutales, hojas, excrementos, etc.) y desechos de animales (bosta, guano etc.). Dentro de un biodigestor se genera un ambiente biológico activo que, por acción de microorganismos, desencadena una fermentación anaerobia, lo cual permite la producción de biogás, además de líquidos lixiviados que pueden ser utilizados como fertilizantes.

 

Al biodigestor se lo alimenta con los residuos orgánicos y agua y se lo inocula con bacterias metanogénicas que descomponen la materia orgánica.

 

Un biodigestor es un reactor químico simple donde se lleva a cabo la descomposición de desechos orgánicos, ya sea de origen animal o vegetal, con la finalidad de obtener productos aprovechables como biogás y en la mayoría de los casos, bioabono líquido, mejor conocido como biol que se utiliza como fertilizante para los sembradíos.

 

Un biodigestor es capaz de producir combustible y fertilizantes, utilizando desechos orgánicos como materia prima. Sin embargo, la principal importancia de estos reactores es que permiten minimizar el potencial contaminante de desechos orgánicos animales o humanos hacia el medio ambiente, ya que disminuyen considerablemente los valores de la demanda química de oxígeno (DQO) y la demanda biológica de oxígeno (DBO) de los desechos que salen del reactor y que no pueden ser aprovechados.

 

Un biodigestor permite:

  • Producir biogás naturalmente, con un elevado poder calorífico, para ser utilizado como combustible, evitando así la extracción de combustibles no renovables.
  • Aprovechar residuos orgánicos que de otra manera terminan siendo derivados a un sitio de disposición final.
  • Obtener un fertilizante natural a partir de su desecho solido, el cual puede ser comercializado y utilizado.
  • Promover el desarrollo sostenible evitando la emisión de gases de efecto invernadero (los biodigestores reducen la emisión de metano a la atmósfera, un gas que es hasta 25 veces mas potente como GEI que el dióxido de carbono).
  • Mejorar las condiciones sanitarias, al evitar malos olores, insectos y controlar los microorganismos capaces de generar enfermedades.

 

Emisiones por residuos orgánicos

 El proceso de degradación de residuos orgánicos se ha identificado como una fuente importante de emisiones, contribuyendo a impactos ambientales a escala regional (eutrofización, acidificación) y global (cambio climático, destrucción de la capa de ozono). Los principales flujos de residuos orgánicos se generan tanto en zonas urbanas e industriales, como ligados a sistemas de producción ganadera; gestionándose a menudo en forma sólida, lo cual facilita su manejo y transporte dentro del sistema de gestión. No obstante, debido a la naturaleza heterogénea de estos residuos, durante su tratamiento es inevitable que se generen ciertas cantidades de amoníaco (NH3), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) que son emitidas a la atmósfera. El tipo de tratamiento y las condiciones en que se lleva a cabo juegan un papel fundamental en la magnitud en que se producen estos gases contaminantes (Chadwick et al., 2011). Por lo tanto la gestión sostenible de los residuos orgánicos debe implicar prácticas que minimicen estas emisiones a la vez que garanticen el valor agronómico del producto final.

 

El tratamiento de compostaje, ya sea mediante pila volteada o aireación forzada, es una de las técnicas más extendidas por su eficacia en la estabilización de este tipo de residuos. No obstante un adecuado control de las condiciones del proceso (ej. temperatura, humedad) así como el ajuste de la estructura y porosidad del material mediante la utilización de agentes estructurantes (ej. restos de poda) pueden influir de manera notable en la evolución del proceso, dando lugar a muy diferentes resultados en términos de pérdidas de carbono (C) y nitrógeno (N). Por otro lado, otras estrategias de manejo como la compactación o el cubrimiento del residuo con una lona plástica, están orientadas a preservar los nutrientes y limitar la degradación mediante una restricción de la concentración de oxígeno (O2) en el material. Este tipo de técnicas han sido exploradas fundamentalmente en explotaciones ganaderas, con resultados diversos en términos de emisiones de gases con efecto invernadero (GEIs): CH4 y N2O (Chadwick, 2005). Finalmente el uso de aditivos ha sido otra de las vías investigadas durante los últimos años, con diferente grado de éxito. Añadidas al residuo a tratar, estas sustancias buscan disminuir las emisiones a la atmósfera durante el proceso de des composición mediante distintos mecanismos físico-químicos.

 

Fertilizante

 Los fertilizantes son sustancias ricas en nutrientes que se utilizan para mejorar las características del suelo para un mayor desarrollo de los cultivos agrícolas. … Dentro de los fertilizantes químicos están los elaborados con los “nutrientes principales” para la tierra, que son nitrógeno, fósforo y potasio

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Fertilizantes orgánico, natural, verde o abono:

Pueden ser de origen mineral, vegetal, animal o mixto. Un ejemplo de esto son los abonos a partir de estiércol de varios animales, yeso agrícola, residuos de cosecha, la lombricomposta o composta. La mayoría son de acción lenta, pues proporcionan nitrógeno orgánico que debe ser transformado en inorgánico por las bacterias del suelo, antes de ser absorbido por las raíces, la rapidez de acción dependerá del terreno y condiciones adecuadas de temperatura y humedad.

 

La fertilización es un proceso a través del cual se añaden diversas sustancias a la tierra para hacerla más fértil y útil a la hora de sembrar. Estas sustancias contienen nutrientes en formas asimilables por las plantas, para mantener o incrementar el contenido de estos elementos en el suelo, mejorar la calidad del sustrato a nivel nutricional y, estimular el crecimiento vegetativo de las plantas, entre otros.

 

Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo, debe abastecer a la planta de los nutrientes en la cantidad necesaria para ella.

 

En los ambientes naturales, las plantas se adaptan a las condiciones de cada terreno. En cambio, en la agricultura moderna, se deben emplear técnicas de aporte de nutrientes para garantizar buenas cosechas, ya que la población ha crecido exponencialmente en el último siglo, y la abundancia en la cosecha es de suma importancia.

 

Por esa razón, se necesita la fertilización en los cultivos y plantas, con la finalidad de que obtenga los nutrientes necesarios que no puede obtener del suelo únicamente.

Los fertilizantes naturales u orgánicos son aquellos que contienen carbono; así, los fertilizantes orgánicos se obtienen a partir de los restos de seres vivos una vez que culminan su ciclo de vida. Dicho de otra manera, son aquellos fertilizantes que provienen típicamente de ingredientes individuales y que se pueden adaptar a las necesidades nutricionales de los jardines. Los tipos de estos fertilizantes pueden venir de fuentes vegetales y animales.

 

También son conocidos los estiércoles, que desarrollan dos funciones principales: la de la enmienda, que regula la cohesión de suelos y la de proveedor de elementos nutritivos; los que brindan nutrientes a la tierra.

 

El abono orgánico se caracteriza por tener efectos a largo plazo, en general la mitad de los nutrientes se pueden utilizar el primer año en el que se hace y el resto se libera lentamente con el transcurso del tiempo, convirtiéndose en la alimentación y acondicionamiento del suelo.

Principales diferencias entre cultivos orgánicos y los convencionales:

Biol

El Biol es un abono orgánico líquido que se origina a partir de la descomposición de materiales orgánicos, como estiércoles de animales, plantas verdes, frutos, entre nosotros, e ausencia e oxígeno. Es una especie de vida (bio), muy fértil (fertilizante), rentables ecológica y económicamente. Contiene nutrientes que son asimilados fácilmente, por las plantas haciéndolas más vigorosas y resistentes. La técnica empleada para obtener biol es a través de biodigestores.

 

El biol es un mejorador de la disponibilidad de nutrientes del suelo, aumenta su disponibilidad hídrica, y crea un micro clima adecuado para las plantas. Debido a su contenido de fitorreguladores promueve actividades fisiológicas y estimula el desarrollo de las plantas, favorece su enraizamiento, alarga la fase de crecimiento de hojas (quienes serán las encargadas de la fotosíntesis), mejora la floración, activa el vigor y poder germinativo de las semillas. Todos estos factores resultaran en mayor productividad de los cultivos y generación de material vegetal es un líquido fitoregulador, producto de la descomposición anaeróbica (sin la presencia de oxígeno en el embace).

 

Tras salir del biodigestor, este material ya no huele y no atrae insectos una vez utilizado en los suelos. El biol como abono es una fuente de fitorreguladores que ayudan a las plantas a tener un óptimo desarrollo, generando mayor productividad a los cultivos. Este manual comparte resultados de pruebas de laboratorios y experiencias directas de productores en campo. Recomendamos pruebas en campo para entender mejor el funcionamiento del biol con diferentes cultivos y tipos de suelos.

 

  • El biol es un producto estable biológicamente, rico en humus y una baja carga de patógenos. El biol tiene una buena actividad biológica, desarrollo de fermentos nitrosos y nítricos, microflora, hongos y levaduras que serán un excelente complemento a suelos improductivos o desgastados.

 

  • El biol contiene bastante materia orgánica, en el caso del biol de bovino podemos encontrar hasta 40.48%, y en el de porcino 22.87%. El biol agregado al suelo provee materia orgánica que resulta fundamental en la génesis y evolución de los suelos, constituye una reserva de nitrógeno y ayuda a su estructuración, particularmente la de textura fina. La cantidad y calidad de esta materia orgánica influirá en procesos físicos, químicos y biológicos del sistema convirtiéndose en un factor importantísimo de la fertilidad de estos. La combinación de estos efectos resultará en mejores rendimientos de los cultivos que sean producidos en ese suelo. La capacidad de fertilización del biol es mayor al estiércol fresco y al estiércol compostado debido a que el nitrógeno es convertido a amonio (NH4), el cual es transformada nitratos.

 

Lavanda.

 Es un arbusto leñoso muy aromático, con flores en forma de espiga. Además de su uso aromático, su beneficio en los cultivos está asociado con la atracción de polinizadores que permiten aumentar la producción de los cultivos así como de otros tipo de insectos benéficos. También evita la aparición de plagas, actuando como repelente por su penetrante olor que enmascara otros olores provenientes del cultivo.

Mientras que la lavanda es conocida desde hace mucho tiempo por su fuerte aroma y aceites calmantes, los científicos ahora están explorando la capacidad de la planta para crear pesticidas naturales. Soheil Mahmoud, profesor asociado de biología en el campus Okanagan de UBC, realiza investigaciones sobre compuestos orgánicos encontrados en lavanda. Mientras que la lavanda es conocida por su fuerte aroma, y ​​se dice que los aceites de la planta tienen un beneficio curativo o calmante, Mahmoud dice que Lavenda tiene mucho más que ofrecer:

 

«La Lavanda ha demostrado ser muy buena para protegerse mediante la producción de compuestos bioquímicos antimicrobianos y antifúngicos muy potentes«, dice Mahmoud. «Uno de nuestros objetivos es identificar las moléculas que están involucradas en esta defensa propia natural».

 

Las lavandas producen aceites esenciales, explica, y estos consisten principalmente en compuestos orgánicos, incluido un monoterpeno antimicrobiano e insecticida llamado 3-carene. En el último estudio, los investigadores aislaron y examinaron el gen y la enzima correspondiente que cataliza la formación de 3-careno en lavandas.

 

Tradicionalmente, los herbicidas o pesticidas químicos se han usado para controlar el crecimiento de hongos o plagas como los insectos. Pero Mahmoud dice que este método es cada vez menos deseable ya que muchas de las plagas y hongos se han vuelto resistentes a los productos químicos utilizados, y como consumidores prefieren alimentos que no reciben tratamiento o que son tratados con pesticidas «naturales».

Albahaca

La albahaca es una planta excepcional. Y si tienes un huerto o jardín debes cultivarla. No sólo vas a poder usarla fresca en tus recetas de cocina y para elaborar remedios caseros que mejores tu salud sino que además es una planta que cura plantas. Me explico, la albahaca es realmente buena para prevenir y combatir plagas de pulgones, polillas, ácaros, gusanos, escarabajos, mosquitos, moscas, etc.

 

La albahaca tiene acción acaricida, insecticida y repelente.

Muchas plantas tienen la propiedad de sintetizar metabolitos secundarios que poseen características biológicas con acción insecticida y antifúngica. Una de estas plantas es la Albahaca (Ocimum basilicum L.) utilizada por mucho tiempo para repeler los mosquitos, a los que parece ser les disgusta el olor penetrante que desprende la planta. En el presente trabajo se utilizó el extracto de albahaca a diferentes concentraciones sobre muestras de bienes culturales maderosos para comprobar la actividad antifúngica de la albahaca. Se identificaron 16 tipos de hongos, que al ser tratados con el extracto de albahaca a 3 concentraciones diferentes (100%, 75%, 50%), el mejor efecto fungicida se obtuvo con el hongo Aspergillus Penicillium con una duración promedio de 18 días, en la iglesia El Sagrario, y en el convento de Santa Catalina con en el género Penicillium. con un promedio de 28 días.

La albahaca Ocimum basilicum, posee no uno, sino cuatro de los volátiles repelentes de mosquitos, los últimos de la lista anterior. El más abundante es el estragol (1-alil-4-metoxibenceno), también conocido como tarragon, metil chavicol o alilanisol.

 

Por otra parte, el estragol es uno de los responsables del típico aroma que emite la albahaca cuando se frotan sus hojas. Anualmente se producen toneladas de aceite de albahaca por destilación al vapor.

 

Así pues, podemos optar por adquirir aceite de albahaca para mantener a raya, bien lejos, a los mosquitos que quieran chuparnos la sangre o, como ya nos había transmitido la sabiduría popular, tener en la habitación, en el alféizar de las ventanas o en la terraza, matas de albahaca.

 

Eso no solo ahuyentará a los mosquitos sino que, a cambio de unas caricias, la planta perfumará el ambiente con una fragancia tan excelsa que ha hecho que sea considerada la reina (basileus) de las hierbas aromáticas, tal y como la bautizó Linneo al darle el nombre de Ocimum basilicum.

Objetivo

Realizar un fertilizante – insecticida a partir de un biodigestor que ayude a mejorar el crecimiento de las plantas y evite la plaga por áfidos.

Justificación

El abono orgánico mejora la estructura y textura del suelo, haciendo más ligeros a el suelo arcillosos y más compactos a los arenosos y con esto se puede fertilizar la planta. Con el insecticida se pueden evitar plagas en la planta y también sirven para el control de insectos. Sin embargo un fertilizante químico daña la tierra afectando el pH y con esto el crecimiento adecuado, al realizar diferentes tipos de compostaje como un biodigestor, además de generar un fertilizante orgánico también ayudamos al medio ambiente evitando que se desprenda a la atmósfera el gas metano que se genera, es por eso que queremos elaborar un fertilizante que ahuyente pequeños insectos por las propiedades de la lavanda y la albahaca.

Hipótesis

Si elaboramos un fertilizante – insecticida a base de un biodigestor entonces podríamos beneficiar el crecimiento de las plantas y evitar la plaga por áfidos de manera orgánica

 

Método (materiales y procedimiento)

Método.

  • Cáscara de plátano: 1 kilo
  • Cáscara de cebolla: 1/4
  • Café: 10 gramos
  • Cáscara de zanahoria: 1/4
  • Lechuga: 1/4
  • Cascara de papa: Medio kilo
  • Estiércol de borrego: ¼
  • 50 gr de lavanda
  • 50 gr de albahaca
  • 100 ml Alcohol 70°

 

Composta

  1. En un recipiente de plástico se le realiza un orificio en la tapa.
  2. Se le coloca un palo que llegue a la base del bote para mover el biodigestor.
  3. Se colocan en el recipiente los restos de alimentos mencionados.
  4. Se le agrega agua hasta la mitad del recipiente.
  5. Se debe cerrar el recipiente de manera que quede hermético.
  6. Cada dos días se debe mover la mezcla con el palo que queda dentro del biodigestor.
  7. Se debe realizar este proceso durante 2 semanas para poder utilizarlo.

Albahaca y lavanda

  1. En un mortero se coloca la lavanda y la albahaca.
  2. Se le agregan 5 ml de alcohol de 70°
  3. Se realiza la maceración hasta que queden completamente incorporados los materiales.
  4. En un frasco de vidrio oscuro se coloca la maceración final y se agregan 30 ml de alcohol.
  5. Cerrar el recipiente y se deja reposar durante 2 semanas en un lugar donde no le de luz del sol.
  6. Después de ese tiempo se agrega la esencia obtenida en el biodigestor.

Galería Método

Resultados

Cuando destapamos el recipiente con el biodigestor el olor era muy desagradable por la mezcla de los residuos orgánicos y el agua.

Se colocó la parte liquida en una botella de plástico para utilizarla en el regado de la planta.

Se le agregó a la planta una vez a la semana.

El resultado del fertilizante insecticida a sido un éxito hasta el día de hoy la planta no a tenido ninguna plaga y está creciendo muy bien.

Sembramos semillas de chile y de rábano en la maceta han crecido un promedio de 10 cm, la recomendación es trasplantar la planta a una maceta mas grande para que su crecimiento sea mayor.

Galería Resultados

Discusión

Cuando destapamos el recipiente con el biodigestor el olor era muy desagradable por la mezcla de los residuos orgánicos y el agua.

Se colocó la parte liquida en una botella de plástico para utilizarla en el regado de la planta.

Se le agregó a la planta una vez a la semana.

El resultado del fertilizante insecticida a sido un éxito hasta el día de hoy la planta no a tenido ninguna plaga y está creciendo muy bien.

Sembramos semillas de chile y de rábano en la maceta han crecido un promedio de 10 cm, la recomendación es trasplantar la planta a una maceta mas grande para que su crecimiento sea mayor.

Conclusiones

El uso de materiales orgánicos para mejorar el cultivo casero o huertos caseros ayuda al medio ambiente de varias formas, por una parte, que es un fertilizante natural que aporta nutrientes a las plantas de forma orgánica sin químicos, y por otra evitamos la formación de gas metano emitido a la atmósfera por la acumulación de estos residuos.

Conocer las diferentes opciones para mejorar la calidad de nuestro ambiente es nuestra responsabilidad, buscar formas de ayudar en el sembrado y crecimiento de las plantas debe ser parte de nuestra formación y trabajo diario.

Bibliografía

Andrea Ochoa. (23/03/2021). Las plagas más comunes en plantas y cómo evitarlas. 08/04/2022, de AD Sitio web: https://www.admagazine.com/estilo-de-vida/las-plagas-mas-comunes-en-plantas-y-como-eliminarlas-20210323-8296-

gobierno de méxico. (26/08/2019). Qué es y para qué sirve el fertilizante?. 08/04/2022, de Gobierno de mexico Sitio web: https://www.gob.mx/agricultura/articulos/que-es-y-para-que-sirve-el-fertilizante

gobierno de méxico. (miércoles 26 agosto 2020). Los insecticidas. 08/04/2022, de Gobierno de méxico Sitio web: https://www.insp.mx/avisos/4736-insecticidas.html

argentina.gob.ar. (08/04/2022). Biodigestores: los residuos como generadores de energía. 08/04/2022, de argentina.gob.ar Sitio web: https://www.argentina.gob.ar/ambiente/accion/biodigestores

gobierno de méxico. (13 de septiembre de 2013). ¿Qué es la composta?. 08/04/2022, de Gobierno de México Sitio web: https://www.gob.mx/epn/articulos/que-es-la-composta

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography