Introducción

El “biol” es un producto líquido que se obtiene del proceso de fermentación anaeróbica de las heces del ganado vacuno, llevado a cabo en el interior de digestores. Actualmente este producto se usa como un biofertilizante alternativo por muchos agricultores en muchos países de Sudamérica y en el nuestro también. Hoy en día en diversas partes de nuestro país se está usando esté biofertilizante generando muy buenos resultados. La idea de hacer estos biofertilizantes nace en los años 80, fue ideada por el agricultor Delvino Magro con el apoyo de Sebastiao Pinheiro, de la Juquira Candiru Satyagraha en Rio Grande Do Sul-Brasil, con sedes en Colombia y México (^{Restrepo 2011}).

Las características de los fertilizantes orgánicos “biol” y “biosol” dependerán de una serie de factores, entre los que prevalecen el tipo de estiércol utilizado y la dilución, los fertilizantes producidos por un biodigestor alimentado con estiércol de vaca o cerdo, contiene un 2 - 3% de Nitrógeno, 1 - 2% de Fósforo, 1% de Potasio y cerca de 85% de materia orgánica. La calidad de este producto dependerá también de los días de retención que tenga nuestro sistema, se utiliza como base mínimaa unos 30 días de retención, con lo cual se garantiza una excelente descomposición y con ello la mejora y disponibilidad de la asimilación de los nutrientes por las plantas a la hora de llevarlo al suelo (^{Herrero, 2018}).

El “biol”, presenta en su composición precursores hormonales como el ácido indol acético y las giberelinas; así como también vitaminas, esta es la razón del efecto del “biol” en el crecimiento y en el rendimiento de los cultivos. Las experiencias en el campo han demostrado que la mayor respuesta de la aplicación del “biol” se encuentra en suelos de baja fertilidad. Su elaboración se realiza en forma artesanal y su contenido nutricional depende del material a fermentar anaeróbicamente (^{Barraza et al. 2019}).

Sin embargo, antes de aplicar un efluente, se debe determinar su calidad microbiológica, la cual se estima principalmente mediante el recuento de bacterias coliformes. Los criterios de calidad sugeridos para el uso inocuo de los efluentes en la agricultura estipulan un contenido menor a 1000 UFC/ml de coliformes fecales y menos de 1 huevo viable de nemátodos intestinales por litro (Soria et al., 2011).

Desde hace más de 2 000 años Medicago sativa, “alfalfa” es uno de los cultivos forrajeros más apreciados, no solo por sus excelentes cualidades nutricionales, sino por sus altos rendimientos en cantidad y calidad. (^{Lemus et al. 2016}).

El valor de la alfalfa radica en su alto potencial de producción de materia seca, alta concentración de proteína, alta digestibilidad y un elevado potencial de consumo animal, así como también un alto contenido en vitaminas A, E y K o sus precursores, los cuales muchos de estos son requeridos por el ganado productor de leche y carne (^{Bouchenak & Lamri, 2013}, ^{Capacho et al. 2018}). El uso del “biol”, se plantea como una alternativa tecnológica de carácter orgánico, orientada a mejorar la productividad y calidad de los cultivos, es por ello, que se evaluó la influencia del “biol” a las concentraciones de 12,5%; 25,0%, 50,0% y 100% v/v sobre el crecimiento y desarrollo de Medicago sativa, “alfalfa”.

Material y métodos

Las semillas de Medicago sativa “al- falfa” fueron obtenidas de la casa comer- cial Proveedores Agropecuarios Foll Perú S.A.C. y el “Biol” de estiércol de ganado va- cuno se obtuvo de la Estación Experimental de Bioquímica Aplicada E.E.B.A., Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacio- nal de Trujillo.

Para la muestra de “biol” se usaron los siguientes métodos de cuantificación: Po- tenciometría para determinar el valor del pH (^{Skoog et al., 2018}); espectroscopia de absorción atómica para determinar las con- centraciones de cobre, fierro, potasio, mag- nesio, manganeso y zinc (Skoog et al., 2018); método argentométrico para la determina- ción de cloruros (^{Rice et al. 2017}); método Reactivo de en polvo ampolla AccuVac, para la determinación de fosforo reactivo (Rice et al. 2017); método azul de metileno para la determinación de Sulfuros; método de Kjeldahl para la determinación de nitrógeno (^{López & López, 1985}); método del Número más Probable para la determina- ción de coliformes totales y fecales; los mis- mo métodos se emplearon para la cuantifi- cación de los parámetros del suelo agrícola exceptuando los de potenciometría y el mé- todo del Número más Probable.

Resultados

Se cuantificó el pH, se determinaron las concentraciones de micro y macronutrientes y se realizó un análisis microbiológico para el “biol”; así mismo se evaluó las concentraciones de micro y macronutrientes del suelo agrícola de la estación experimental de bioquímica aplicada, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad nacional de Trujillo.

Discusión

El pH es una medida de la acidez y alcalinidad, este parámetro es muy importante ya que puede llegar a interferir en el crecimiento y desarrollo de las plantas, todas las especies vegetales presentan rangos distintos de pH para una absorción eficaz de los micro y macronutrientes, para Medicago sativa “alfalfa” su pH optimo varia en un rango de 6,5 7,5 (^{Alonzo & Paniagua 2010}). Cabe resaltar que en la tabla 01 el “biol” reportó un pH de 6.90 el cual difiere con otros estudios, en donde se trabajó con un abono líquido producido a partir de heces de alpaca, mediante un proceso de fermentación homoláctica, reportando un pH de 3,83 (Quiñones et al. 2016), más ácido que el presente trabajo realizado. El valor del pH de 6.90 para el “biol” se encuentra en un rango óptimo el cual es de 6,6 7,6; el ideal para la reproducción bacteriana (^{Ramos & Zúñiga, 2008}) así como también para el crecimiento y desarrollo óptimo de Medicago sativa “alfalfa” (Alonzo & Paniagua 2010). Las concentraciones de nitrógeno y potasio del “biol” fueron de 290,0 mgL-1 y 111,7 mgL-1 respectivamente (Tabla 02); el valor para el nitrógeno está muy cerca de los valores ideales (253,0 mgL-1), (^{Capacho et al., 2018}); sinembargo la concentración de potasio está lejos de la concentración ideal (205,0 mgL-1) para el crecimiento y desarrollo de Medicago sativa “alfalfa”, pero fueron las apropiadas para poder evitar enfermedades que fácilmente podría haber desarrollado la planta. El potasio muy aparte de brindar la regulación hídrica y movimientos de los nutrientes, contribuye en gran manera al aumento en la resistencia de enfermedades (^{Bonadeo et al. 2017}).

La concentración de fosforo fue de 17,78 mgL-1 (Tabla 02.), el valor para el fosforo está muy cerca de los valores ideales (25,00 mgL-1) lo que ha conllevado al crecimiento la planta de Medicago sativa “alfalfa” en los diferentes tratamientos con “biol”, aún más en la concentración del 50,0% que es la que presenta una diferencia significativa en el crecimiento de la planta con lo que respecta a los otros tratamientos (^{Capacho et al., 2018}). El fosforo es uno de macronutrientes más importantes para el crecimiento y desarrollo de la planta después del nitrógeno y el potasio, el fosforo es el elemento que limita la productividad vegetal y donde su ausencia puede repercutir en el crecimiento y desarrollo normal de la planta (Quintana et al. 2017).

Las cantidades de magnesio en el ”biol” (Tabla 02) son de 153,2 mgL-1, si bien es cierto es un micronutriente, su importancia radica en la papel estructural de la molécula de clorofila involucrada en el proceso de la fotosíntesis y la fijación de CO2, existen estudios que nos indican que plantas con deficiencia de magnesio muestran hojas adultas amarillentas, bronceadas o rojizas y en casos extremos se presenta un cuadro de necrosis lo cual dificultaría el desarrollo y el crecimiento de la planta (Mengel & Kirkby 2001, ^{Bonadeo et al. 2017}). En el estudio realizado según la prueba “t” (Tabla 07) indica que hay una diferencia significativa para el crecimiento de Medicago sativa “alfalfa” entre el tratamiento con “biol” al 50% con respecto al control así como también para el número de hojas de Medicago sativa “alfalfa” entre los tratamientos con “biol” al 100%, 50,0% y 25,0 % con respecto al control; esto se debe a que las cantidades de magnesio encontradas en el “biol” superan la concentraciones ideales (21,00 mgL-1) para la planta de Medicago sativa “alfalfa” (^{Capacho, et al., 2018}).

La cantidad de azufre encontrada en el “biol” en forma de sulfuro fue de 0,360 mgL-1 (Tabla 02). El azufre es absorbido en forma de sulfuros e incorporado al aminoácido cisteína en los tejidos fotosintéticos, la importancia del azufre radica en el incremento en la concentración de proteína cruda en plantas forrajeras, así como también ayuda a una mayor vida útil para las leguminosas forrajeras (^{Bonadeo et al. 2017}). Debido a que Medicago sativa “alfalfa” es una planta forrajera utilizada en la alimentación para el ganado lechero es necesario que el suelo o los suplementos con que se riegan a esta planta tengan pequeñas cantidades de azufre.

Tanto el fierro, cobre, manganeso y cloro están involucrados en los procesos de fotosíntesis y respiración en las plantas, el fierro de una manera muy especial actúa como un catalizador en la síntesis de clorofila, en el crecimiento de hojas y la división celular, la deficiencia de fierro produce la alteración de la estructura y funciones de los cloroplastos, que se manifiesta por el amarillento de las hojas jóvenes, producido por la disminución de los pigmentos fotosintéticos que recogen la luz: clorofilas a y b así como también los carotenos (^{Mengel & Kirkby 2011}); por otro lado el cobre muy aparte de estar involucrado en el proceso de la fotosíntesis también lleva a cabo otros procesos como el de respiración , desintoxicación de radicales superóxidos y lignificación, al ocurrir una deficiencia de cobre , ocurriría una reducción en la producción de materia seca, ya que la fijación del CO2 está ligada a la plastocianina, una proteína dependiente de cobre, los síntomas típicos de la deficiencia de cobre son clorosis, necrosis, distrofia foliar y muerte descendente (Mengel & Kirkby 2011), el manganeso desempeña procesos como el transporte de electrones en la fotosíntesis y en la desintoxicación de radicales de oxígeno libres, como cofactor para varias enzimas fundamentales en la biosíntesis de los metabolitos secundarios de la planta asociados con la formación de aminoácidos aromáticos fenólicos, cumarinas, ligninas y flavonoides .y entre los papales más importantes y exclusivos del manganeso en las plantas verdes es la reacción de Hill descendente (^{Capacho, et al., 2018}). El cloro interviene como cofactor para activar el fraccionamiento de la molécula de agua en el fotosistema II y en el crecimiento de las plantas de una forma indirecta ya que este compuesto siempre está muy interrelacionado con el potasio, los síntomas típicos de carencia de este elemento es la caída de las hojas, bronceamiento y clorosis similares a la deficiencia de manganeso y severa inhibición del crecimiento radicular (^{Bonadeo, 2017}).

En la Tabla 02 se muestra que las cantidades encontradas para el fierro, cobre, manganeso y cloruros son de 1,530 mgL1; 0,080 mgL-1; 0,300 mgL-1 y 54,54 mgL-1 respectivamente, estas concentraciones están cerca de las concentraciones ideales (fierro 1,090 mgL-1; cobre 0,060 mgL-1; manganeso 0,400 mgL-1 y cloruros 65,00 mgL-1) para el desarrollo de Medicago sativa “alfalfa” (Quiñones et al., 2016); tal es así que a estas concentraciones no se presentaron síntomas de deficiencia en ninguno de los tratamientos con “biol” , sin embargo, en el grupo control hubo presencia de plantas con los síntomas ya mencionados, lo que podemos inferir que estas cantidades trazas presentes en el biofertilizante natural han sido las adecuadas para el normal funcionamiento y desarrollo de Medicago sativa “alfalfa”.

El zinc es un elemento que las plantas requieren en pequeñas cantidades para realizar las diferentes funciones que este nutriente desempeña como parte de los procesos metabólicos, como la síntesis de ADN, ARN, proteínas y una de las más importantes, la síntesis del triptófano que es el precursor de las auxinas, la cual es la hormona reguladora del crecimiento de las plantas. Las deficiencias de este elemento son un crecimiento atrofiado, acortamiento de entrenudos, hojas amarillas o cafés, típicamente otoñales y con menor área foliar (Quintana et al., 2017). En la Tabla 02 se aprecia que la concentración de zinc en el “biol” fue de 0,140 mgL-1; lo que está por debajo de las concentraciones ideales (0,180 mgL-1) (^{Insam et al., 2016}), sin embargo esta cantidad de zinc presente en el “biol” favoreció el crecimiento de Medicago sativa “alfalfa” como nos muestra la tabla 07 en el que se aprecia una diferencia significativa en el tratamiento de “biol” al 50,0% con lo que respecta a los otros tratamientos evaluados, de lo cual podemos inferir que las pequeñas cantidades de zinc encontradas en el “biol” ayudaron al desarrollo de las auxinas lo cual permitió que las plantas de Medicago sativa “alfalfa” obtengan mayor longitud (Tabla 05).

Los datos obtenidos en la Tabla 04 respecto al recuento de coliformes totales y fecales en el “biol” nos indica la ausencia de estos microorganismos (< 1,8 NMP /100 mL), estos resultados son muy semejantes a otros estudios (Soria et al. 2011), lo cual hace posible la utilización del “biol” como un fertilizante inocuo ya que para el uso en la agricultura establece un contenido menor a 1000 UFC/mL de coliformes totales y fecales (D.S. N°004-2017-MINAM, 2017). La ausencia de coliformes totales y fecales en el “biol” analizado se debe a que en la digestión anaeróbica hay sustancias inhibidoras, estas sustancias pueden formar parte de la materia prima o pueden ser subproductos de la actividad metabólica de los microorganismos anaeróbicos, entre algunas sustancias tenemos amoníaco, metales pesados, compuestos halogenados, cianuro, fenoles, sulfuro, y ácidos grasos de cadena larga, (^{Insam et al. 2016}). El contacto de los nutrientes con la superficie de la raíz es un requisito importante para que se produzca la absorción de los macro y micronutrientes, esta absorción se puede producir en forma directa por el crecimiento de las raíces así como también por movimiento de los nutrientes por difusión o flujo de masas desde el suelo hasta la superficie de las raíces; la cantidad de agua es importante ya que si hay una escases de ella sería muy difícil que los nutrientes llegaran a la planta debido a que la movilidad de muchos iones depende de ello; así también se formarían espacios de aire que remplazarían al agua lo cual dificultaría más la absorción. Los nutrientes absorbidos por la raíz se llevan hasta la parte aérea por la corriente transpiratoria a través del xilema; posteriormente estos nutrientes son asimilados por la planta para su crecimiento y desarrollo en el transcurso de su ciclo vital. (^{Alonzo & Paniagua, 2010}). El porcentaje de materia seca y el peso seco de la raíz de Medicago sativa “alfalfa” presentan diferencia significativa entre los primeros 30 y 60 días frente a los 90 y 120 días; lo que nos indica que en los primeros 30 y 60 días la planta necesitó más nutrientes para su crecimiento y su desarrollo; sin embargo en el transcurso de los cuatro meses de evaluación de Medicago sativa “alfalfa” su peso, fue incrementando debido a que la planta continuó utilizando nutrientes y fabricando materia orgánica para su crecimiento y desarrollo (Tabla 05). En cuanto al porcentaje de materia seca y el peso seco de la planta de Medicago sativa “alfalfa” no existió diferencia significativa en ningún tratamiento ni en los días evaluados; sin embargo, en el transcurso de los cuatro meses de la evaluación de Medicago sativa “alfalfa” su porcentaje de materia seca y peso seco fue incrementando (Tabla 6).

Conclusiones

La mayoría de los micro y macronutrientes que se encuentran en el “biol”, poseen las concentraciones ideales para el crecimiento y desarrollo de Medicago sativa (Fabaceae) “alfalfa”.

El pH encontrado en el “biol” está dentro del rango óptimo necesario para el crecimiento y desarrollo de Medicago sativa “alfalfa”.

La ausencia de coliformes totales y fecales (< 1,8 NMP /100 mL) en el “biol”, le brinda una característica de ser un bioabono eficaz para el uso en campo sin poner en riesgo la salud humana.

La concentración de “biol” al 50,0% generó mayor número de hojas y mayor tamaño de la planta Medicago sativa “alfalfa” con respecto a los otros tratamientos.

La concentración de “biol” al 12,5% y el control, no evidencian diferencia significativa respecto a los demás tratamientos experimentales para el número de hojas de la planta de Medicago sativa “alfalfa”.

El peso seco de la planta y de la raíz y el porcentaje de la materia seca de la planta de Medicago sativa “alfalfa” van aumentando conforme trascurre el tiempo; sin embargo, el porcentaje de la materia seca para la raíz no presenta mucha variación de un mes a otro.