EVALUACIÓN DE FITOTOXICIDAD Y CARACTERIZACIÓN DE UN FERTILIZANTE LÍQUIDO ELABORADO MEDIANTE FERMENTACIÓN LÁCTICA UTILIZANDO SUBPRODUCTOS DEL PROCESAMIENTO DE TRUCHA (Oncorhynchus mykiss)
DOI:
https://doi.org/10.21704/rea.v19i2.1563Keywords:
fertilizante líquido, fitotoxicidad, fermentación láctica, vísceras de trucha, perfil de aminoácidos.Abstract
El aumento de la producción de trucha en Perú genera gran cantidad de subproductos que generalmente no se reciclan, lo que causa gases de efecto invernadero, eutrofización cuando se arrojan al río, y aparición de plagas cuando se entierran. Los procesos de hidrólisis y fermentación láctica permiten recuperar aminoácidos y nutrientes, los cuales pueden ser empleados como suplemento para la fertilización foliar de plantas. El objetivo de la investigación fue elaborar un fertilizante líquido utilizando subproductos de trucha (FLVT), caracterizarlo y evaluar la fitotoxicidad. El contenido total de aminoácidos fue de 3.2 g/100 g y el de proteína fue de 6.2 g/100 g; mientras el contenido de nitrógeno, fósforo y potasio fue de 12 040 mg/l, 1 189 mg/l, 5 540 mg/l, respectivamente. El fertilizante líquido no presentó E. coli ni Salmonella sp. Los contenidos de plomo, cadmio y cromo fueron menores a los límites máximos permisibles según las normativas para fertilizantes líquidos. En la prueba de fitotoxicidad en semillas de lechuga Lactuca sativa, las concentraciones del FLVT de 0.1% a 0.001% estuvieron libres de sustancias fitotóxicas y con valores de índice de germinación (IG) mayores a 80%.
Downloads
References
Al-Maskri A., Al-Kharusi L. & Al-Miqbali H. 2010. Effects of salinity stress on growth of lettuce (Lactuca sativa) under closed-recycle nutrient film technique. International Journal of Agriculture and Biology, 12(3): 377-380.
Alarcón-Flores M.I., Romero-González R., Frenich A.G., Vidal J.L.M. & Reyes R.C. 2010. Rapid determination of underivatized amino acids in fertilizers by ultra high performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry. Analytical Methods, 2(11): 1745-1751. DOI: https://dx.doi.org/10.1039/c0ay00263a.
Aranganathan L. & Rajasree S. R. 2016. Bioconversion of marine trash fish (MTF) to organic liquid fertilizer for effective solid waste management and its efficacy on Tomato growth. Management of Environmental Quality: An International Journal, 27(1): 93-103. DOI: https://doi.org/10.1108/MEQ-05-2015-0074.
Arnon D.I., Fratzke W.E. & Johson C.M. 1942. Hydrogen ion concentration in relation to absorption of inorganic nutrients by higher plants. Plant Physiology, 17(4): 515-524. DOI: https://doi.org/10.1104/pp.17.4.515.
Augier H. & Santimone M. 1978. Composition en azote total, en protéines et en acides aminés protéiques de fertilisant foliaire «Goémar», à base d'algues marines. Botanica Marina, 21(6): 337-341. DOI: https://doi.org/10.1515/botm.1978.21.6.337.
Bechtel P.J., Morey A., Oliveira A.C.M., Wu T.H., Plante S. & Bower C.K. 2010. Chemical and nutritional properties of pacific ocean perch (Sebastes alutus) whole fish and by-products. Journal of Food Processing and Preservation, 34: 55-72. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1745-4549.2008.00279.x.
Bechtel P.J. & Oliveira A.C.M. 2006. Chemical characterization of liver lipids and proteins from cold water fish species. J. Food Sci. 71: 480-485. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2006.00076.x.
Berenz Z. 1997. XIII Curso Internacional Tecnología de Procesamiento de Productos Pesqueros. Callao (Perú): Instituto Tecnológico Pesquero del Perú.
Cartaya O., Marrero O., Reynaldo I. & Peniche C. 2008. Adsorción de iones [Cu.sup.2+] por quitosana y su aplicación al suelo para la protección de las plantas ante la toxicidad del metal. Cultivos Tropicales, 29(3): 81. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362008000300015&lng=es&nrm=iso&tlng=es.
Casaclang J.R., Gregorio A.C., Resuello R.B., Reyes C.J.A., Bernardo-Fernandez J. & Gonzales-Plasus M.M. 2017. Fish hydrolysate derived from fish waste increased the growth of Kappaphycus alvarezii. AACL Bioflux, 10(5): 1150-1156.
Chapman H. & Pratt P. 1973. Métodos de análisis para suelos, plantas y aguas. Editorial Trillas. México.
Cupe Flores B.E. & Juscamaita Morales J.G. 2018. Tratamiento de lodos residuales de una industria cervecera a través de fermentación homoláctica para la producción acelerada de abono orgánico. Ecología aplicada, 17(1): 107-118. DOI: http://dx.doi.org/10.21704/rea.v17i1.1179.
Faid M., Zouiten A., Elmarrakchi A. & Achkari-Begdouri A. 1997. Biotransformation of fish waste into a stable feed ingredient. Food Chemistry, 60(1): 13-18. DOI: https://doi.org/10.1016/S0308-8146(96)00291-9
Fernández-Herrero A., Fernández-Compás A., Salomone A., Vittone M. & Manca E. 2016. Fermentación láctica del residuo de Merluccius hubbsi. Evaluación de la calidad nutricional. REDVET - Revista electrónica de Veterinaria, 17(7): 1-14.
Fernández-Salvador J., Strik B. C. & Bryla D. R. 2015. Liquid corn and fish fertilizers are good options for fertigation in blackberry cultivars grown in an organic production system. HortScience, 50(2): 225-233. DOI: https://doi.org/10.21273/HORTSCI.50.2.225.
Figueroa J.G.S., Jung H.Y., Jeong G.T. & Kim J.K. 2015. The high reutilization value potential of high-salinity anchovy fishmeal wastewater through microbial degradation. World J Microbiol Biotechnol, 31: 1575-1586.
Frassetto E.G. 2010. Enraizamento de estacas de Sebastiania schottiana Müll. Arg. Ciência Rural, 40(12): 2505-2509.
Goldhor S. & Regenstein J.M. 2007. Waste management and co-product recovery in fish processing. In: Handbook of Waste Management and Co-Product Recovery in Food Processing, Vol. 1. 389–416. Elsevier Inc.
Gwon B.G. & Kim J.K. 2012. Feasibility study on production of liquid fertilizer in a 1 m3 reactor using fishmeal wastewater for commercialization. Environ. Eng. Res., 17:3-8. DOI: https://doi.org/10.4491/eer.2012.17.1.003.
Hamid A.A., Baker J. & Bee G.H. 2002. Nutritional quality of spray dried protein hydrolysate from Black Tilapia (Oreochromis mossambicus). Food Chemistry, 78(1): 69-74. DOI: https://doi.org/10.1016/S0308-8146(01)00380-6.
Haraldsen T.K., Andersen U., Krogstad T. & Sørheim R. 2011. Liquid digestate from anaerobic treatment of source-separated household waste as fertilizer to barley. Waste Management & Research, 29(12): 1271-1276. DOI: https://doi.org/10.1177/0734242X11411975.
Heinrikson R.L. & Meredith S.C. 1984. Amino Acid Analysis by Reverse-Phase High-Performance Liquid Chromatography: Precolumn Derivatization with Phenylisothiocyanate. Analytical Biochemistry, 136(1): 65-74. DOI: https://doi.org/10.1016/0003-2697(84)90307-5.
Hepsibha B.T. & Geetha A. 2019. Physicochemical characterization of traditionally fermented liquid manure from fish waste (Gunapaselam). Indian Journal of Traditional Knowledge (IJTK), 18(4): 830-836.
Holguín M.S., Caicedo L.A. & Veloza L.C. 2009. Estabilidad de almacenamiento de ensilados biológicos a partir de residuos de pescado inoculados con bacterias ácido lácticas. Rev.Med. Vet. Zoot, 56: 95-104.
Hugli T.E. & Moore S. 1972. Determination of the tryptophan content of proteins by ion exchange chromatography of alkaline hydrolysates. Journal of Biological Chemistry, 247(9): 2828-2834.
Hwang I.H., Aoyama H., Abe N., Matsuo T. & Matsuto T. 2015. Subcritical hydrothermal treatment for the recovery of liquid fertilizer from scallop entrails. Environmental Technology, 36(1): 11-18. DOI: https://doi.org/10.1080/09593330.2014.934741.
ICMSF (International Commission on Microbiological Specifications for Foods). 1983. Microorganismos de los alimentos: Técnicas de análisis microbiológico. Segunda Edición. Editorial Acribia. Zaragoza.
Ito S. 2006. Caracterización y evaluación de los factores que determinan la calidad nutricional e inocuidad en la producción de fertilizantes orgánicos fermentados. M.Sc. thesis. Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE), Turrialba, Costa Rica.
Inoue S., Suzuki-Utsunomiya K., Komori Y., Kamijo A., Yumura I., Tanabe K., Miyawaki A. & Koga K. 2013. Fermentation of non-sterilized fish biomass with a mixed culture of film-forming yeasts and lactobacilli and its effect on innate and adaptive immunity in mice. Journal of Bioscience and Bioengineering, 116(6): 682-687. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2013.05.022.
Kim J.K., Kim J.B., Cho K.S. & Hong Y.K. 2007. Isolation and identification of microorganisms and their aerobic biodegradation of fish-meal wastewater for liquid-fertilization. Int. Biodeter. Biodegr., 59: 156-165. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2006.09.001.
Kim J.K., Dao V.T., Kong I.S. & Lee H.H. 2010. Identification and characterization of microorganisms from earthworm viscera for the conversion of fish wastes into liquid fertilizer. Bioresource Technology, 101(14): 5131-5136. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.02.001.
Lakhal D., Boutaleb N., Bahlaouan B., Taiek T., Fathi A., Mekouar M., Abouakil N., Lazar S., & El Antri S. 2017. Mixture Experimental Design in the Development of a Bio Fertilizer from Fish Waste, Molasses and Scum. International Journal of Engineering Research & Technology, 6(6), 588–594. https://www.ijert.org/mixture-experimental-design-in-the-development-of-a-bio-fertilizer-from-fish-waste-molasses-and-scum.
Leroi F. 2010. Occurrence and role of lactic acid bacteria in seafood products. Food Microbiology, 27: 698-709. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fm.2010.05.016.
Lopes I.G., de Souza L.F., da Cruz M.C.P. & Vidotti R.M. 2019. Composting as a strategy to recycle aquatic animal waste: Case study of a research centre in São Paulo State, Brazil. Waste Management & Research, 37(6): 590-600. DOI: https://doi.org/10.1177/0734242X19830170.
Ministerio de la Presidencia. 2013. Real Decreto 506/2013, de 28 de junio, sobre productos fertilizantes. BOE 164, 51119-51207. España.
Molina E. 2002. Fertilización foliar de cultivos frutícolas. En: Meléndez G. & Molina E. (Editores) Memoria, fertilización foliar: principios y aplicaciones, 85-100. Laboratorio de Suelos y Foliares. Centro de investigaciones agronómicas, Universidad de Costa Rica, San José.
Owens J.D & Mendoza L.S. 1985. Enzymically hydrolysed and bacterially fermented fishery products. Journal of Food Technology, 20: 273-293. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1985.tb00378.x.
Paradelo R., Moldes A.B., Rodríguez M. & Barral M.T. 2008. Relación entre metales pesados y fitotoxicidad en composts. Ciencia y Tecnología Alimentaria, 6(2): 143-151.
PRODUCE (MINISTERIO DE LA PRODUCCIÓN). 2018. Anuario estadístico Pesquero y Acuícola 2017. Perú.
Quiñonez-Ramirez H., Trejo-Cadillo W. & Juscamaita-Morales. J. 2016. Evaluación de la calidad de un abono líquido producido vía fermentación homoláctica de heces de alpaca. Ecología Aplicada, 15(2): 133-142. DOI: http://dx.doi.org/10.21704/rea.v15i2.753.
Rai A.K., Swapna H.C., Bhaskar N., Halami P.M. & Sachindra N.M. 2010. Effect of fermentation ensilaging on recovery of oil from fresh water fish viscera. Enzyme and Microbial Technology, 46(1): 9-13. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2009.09.007.
Ramesh T., Amuthavalli A. & Boopathy R. 2020. Analysis of fermented liquid fertilizer from marine crab waste. International Journal of Environment, Agriculture and Biotechnology, 5(3). DOI: https://dx.doi.org/10.22161/ijeab.53.16.
Radziemska M., Vaverková M.D., Adamcová D., Brtnický M. & Mazur Z. 2019. Valorization of fish waste compost as a fertilizer for agricultural use. Waste and Biomass Valorization, 10(9): 2537-2545. DOI: https://doi.org/10.1007/s12649-018-0288-8.
Sahu B.B., Sahu U., Tripathy U., Barik N.K., Agnibesh A., Paikaray A., Mohapatra S., Senapati S. & Sundaray J.K. 2017. Fusion of sugar industry and fish processing industry waste products in developing high value organic fertilizer and feed supplement. International Journal of Fisheries and Aquatic Research, 2(4):6-18.
Sanes F.S.M., Strassburger A.S., Araújo F.B. & Barbosa C.A. 2015. Compostagem e fermentação de resíduos de pescado para produção de fertilizantes orgánicos. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, 36(3): 1241-1252. DOI: https://dx.doi.org/10.5433/1679-0359.2015v36n3p1241.
Sastro Y., Bakrie B. & Sudolar N.R. 2013. The effect of fermentation method, microbes inoculation and carbon source proportion on the quality of organic fertilizer made from liquid wastes of chicken slaughterhouse. Journal of the Indonesian Tropical Animal Agriculture, 38(4): 257-263. DOI: https://doi.org/10.14710/jitaa.38.4.257-263.
Sobrero M.C. & Ronco A. 2008. Ensayo de toxicidad aguda con semillas de lechuga Lactuca sativa L. En: Castillo G. (Editor) Ensayos Toxicológicos y Métodos de Evaluación de Calidad de Aguas, 71-79. Ottawa, Canadá.
Soni S.K., Soni R. & Janveja C. 2013. Production of fermented foods. En: Panesar P.S. & Marwaha S.S. (Editores) Biotechnology in agriculture and food processing opportunities and challenges, 219-278. CRC Press, Boca Raton.
Spanopoulos-Hernández M., Ponce J.T., Barba G., Ruelas J.R., Tiznado M.R., Hernandez C. & Shirai K. 2010. Producción de ensilados biológicos a partir de desechos de pescado, del ahumado de atún aleta amarilla (Thunnus albacares) y del fileteado de tilapia (Oreochromis sp), para la alimentación de especies acuícolas. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 9(2): 167-178.
Torres C., Londoño J., Hincapié S. & David CA. 2013. Extracción y caracterización de aceite de pescado derivado de subproductos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss). Journal of Agriculture and Animal Sciences, 2(2): 34-41.
Unnisa S.A. 2015. Liquid Fertilizer from Food Waste - A Sustainable Approach. International Research Journal of Environment Sciences, 4(8): 22-25.
Valente B.S., Xavier E.G., Pereira H. da S. & Pilotto M.V.T. 2016. Composting of marine fish residues and rice husk. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, 17(2): 237-248.
Valente B.S., Andreazza R., Xavier E.G., Gomes M.C., Pereira H.D.S. & Ávila F.D.D. 2017. Composting for valuation of marine fish waste. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, 18(4): 594-603. DOI: https://doi.org/10.1590/s1519-99402017000400010.
Varnero M., Rojas C. & Orellana R. 2007. Índices de fitotoxicidad en residuos orgánicos durante el compostaje. Revista de Ciencia del suelo y nutrición vegetal, 7(1): 28-37.
Venegas M., Leiva A.M. & Vidal G. 2018. Influence of Anaerobic Digestion with Pretreatment on the Phytotoxicity of Sewage Sludge. Water, Air, and Soil Pollution, 229(12): 3811. DOI: https://doi.org/10.1007/s11270-018-4025-5.
Waterman J.J. 2001. Measures, stowage rate and yields of fishery products. Advisory Note No. 17, Torry Research Station, Aberdeen, Scotland, U. K.
Yamamoto M., Saleh F., Ohtsuka A. & Hayashi K. 2005. New fermentation technique to process fish waste. Anim. Sci. J., 76: 245-248. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1740-0929.2005.00262.x.
Zhu Z., Zhang F., Wang C., Ran W. & Shen Q. 2013. Treating fermentative residues as liquid fertilizer and its efficacy onthe tomato growth. Scientia Horticulturae, 164: 492-498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2013.10.008.
Zucconi F., Forte M., Monaco A. & Beritodi M. 1981. Biological evaluation of compost maturity. Biocycle, 22: 27-29.
