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1 Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Tumbes, Ciudad Universitaria, Av. Universitaria s/n, Tumbes. Perú.
2 Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Nacional de Tumbes, Ciudad Universitaria, Av. Universitaria s/n, Tumbes.
Perú.
RESUMEN
El agua es un recurso indispensable para todos los seres vivos; sin embargo, su contaminación está afectando el
equilibrio del planeta. Los microorganismos benéficos de origen natural están siendo utilizados para restaurar
los sistemas acuáticos contaminados. En un primer ensayo se estudiaron dos concentraciones de EM (0,05 y
0,1%) y un testigo (sin EM) aplicadas al agua subterránea extraída mediante pozo tubular, analizándose los
parámetros físicos, químicos y microbiológicos. En el segundo ensayo se evaluó el efecto de esta agua tratada
con EM en la producción y calidad de lechugas cultivadas en hidroponía, determinándose las características
morfo-productivos y microbiológicos. Los resultados mostraron diferencias no significativas del pH, incremento
de la CE, disminución de la demanda química y biológica de oxígeno, menor concentración de cationes y aniones
y una remoción total de coliformes totales y fecales con la concentración 0,1%. Asimismo, el agua tratada con
EM mejoró las características morfológicas, rendimiento y la calidad sanitaria de las plantas de lechuga. Los EM
resultan una gran alternativa para la descontaminación de agua y la obtención de productos agrícolas inocuos,
debido a su bajo costo y generación de una agricultura más sostenible.
Palabras clave: producción; hidroponía; solución nutritiva; crecimiento; hortalizas.
ABSTRACT
Water is an indispensable resource for all living beings; its contaminated is affecting the balance of the planet.
Beneficial microorganisms of natural origin are being used to restore the balance of contaminated aquatic
systems. In the first assay two concentrations of EM (0.05 and 0.1%) and a control (without EM) applied to
groundwater extracted by a tube well were studied, analyzing the physical, chemical and microbiological
parameters. In the second assay, the effect of this water treated with EM on the production and quality of lettuces
grown in hydroponics was evaluated, determining the morpho-productive and microbiological characteristics.
The results showed non-significant differences in pH, increase in EC, the decrease of the chemical and biological
of oxygen demand, lower concentration of cations and anions and a total removal of total and fecal coliforms
with 0.1 % of EM. Likewise, the water treated with the EM improved the morphological characteristics, yield
and sanitary quality of the lettuce plants. EM are a great alternative for the decontamination of water and
obtaining safe agricultural products, due to their low cost and generation of a more sustainable agriculture.
Keywords: production; hydroponics; nutritive solution; growth; vegetables.
Recibido: 22-09-2020.
Aceptado: 31-01-2021.
DOI: http://dx.doi.org/10.17268/manglar.2021.010
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INTRODUCCIÓN
El agua es un factor esencial en la agricultura. Según, Tumbes donde los drenajes son deficientes. Los
cifras de la Organización de las Naciones Unidas para procesos tradicionales de coagulación-floculación,
la Alimentación y la Agricultura (FAO), dentro de 30 filtración, adsorción, biodegradación no han dado
años la población mundial ascenderá a 9 100 los resultados esperados, por lo que es necesario
millones de personas, lo que implica un incremento implementar nuevas tecnologías emergentes para
en la demanda de alimentos, con el correspondiente cumplir los estándares de calidad del agua (Gilpavas
aumento del volumen de agua. La utilización del et al., 2016). El uso de microorganismos eficientes
agua subterránea para regadío de plantas se viene (EM) para el tratamiento de las aguas contaminadas,
incrementando aceleradamente, abarcando casi el se ha convertido en una alternativa atractiva,
40 % de la superficie irrigada, ya sea como fuente sustituyendo a las técnicas fisicoquímicas
primaria o como complemento de las aguas convencionales en la remoción de compuestos que
superficiales, lo que ha permitido incrementar la alteran su calidad (Garzón et al., 2017). Su eficacia se
producción agrícola (FAO, 2011). basa en la mezcla de microorganismos benéficos que
Para mejorar la eficiencia y la productividad del uso se encuentran en ecosistemas naturales,
del agua en la agricultura, se ha optado por el uso de fisiológicamente compatibles entre sí, y poseen
tecnologías adecuadas que mejoren la gestión de propiedades de fermentación, síntesis de
este recurso. La hidroponía constituye un sistema de compuestos bioactivos, competencia y antagonismo
producción hortícola interesante para controlar de con patógenos (Romero y Vargas, 2017).
una manera más eficiente la frecuencia y el volumen Hasta la fecha, no se han reportado trabajos de
de agua (Moreno-Pérez et al., 2015; Soto, 2018; De la tratamientos de agua subterránea contaminada;
Rosa-Rodríguez et al., 2018). Utiliza sustratos sin embargo, estudios realizados con EM en aguas
inertes y estériles o la misma solución nutritiva superficiales muestran diversas respuestas en sus
como son los casos de raíz flotante y NFT (Nutrient características fisicoquímicas (Centeno et al., 2019;
Film Technique), obteniéndose una mejora de los Milian et al., 2014; Díaz-Borrego et al., 2018;
rendimientos y calidad de los productos agrícolas Morocho, 2017, Whan et al., 2011 y Anastopoulos y
(Beltrano y Giménez, 2015). Sin embargo, se debe Kyzas, 2015) y biológicas (Corpas & Herrera, 2012;
tener en cuenta que, la calidad del agua en esta Luna y Mesa, 2016). Asimismo, mejoran los
técnica de producción es muy importante, no solo rendimientos y calidad de los cultivos agrícolas
porque se requiere para los procesos metabólicos de (Tanya & Leiva-Mora, 2019; Álvarez et al., 2018;
síntesis de compuestos orgánicos en las plantas; sino Ortuño et al., 2013), convirtiéndose en una gran
también porque interviene en el transporte de sales alternativa, debido a su bajo costo y generación de
minerales. una agricultura más sostenible.
Desafortunadamente, en algunos países, la En este manuscrito, se muestran los resultados de
agricultura intensiva ha causado una severa la aplicación de EM para mejorar la calidad del agua
degradación del suelo y contaminación de las aguas subterránea (extraída mediante pozo tubular),
superficiales y subterráneas, debido a una aplicación procedente de los campos arroceros en los que se
excesiva de agroquímicos, y en muchos casos al vierten grandes cantidades de agroquímicos; así
vertido directo de aguas residuales urbanas, como como su efecto en el cultivo de lechuga
sucede en los campos arroceros de la región de hidropónica.
MATERIAL Y MÉTODO
La investigación se desarrolló en el Centro y agua del canal de riego del campo experimental
Experimental de Hidroponía de la Facultad de de la Facultad de Ciencias Agrarias, agua destilada,
Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de agua de mesa envasada “San Luis” y agua potable;
Tumbes, ubicado en las coordenadas UTM (Google esta última se dejó reposar por 48 horas para
Earth) 9603026.53 m S, 555 137. 77 m E y una eliminar residuos de cloro) siguiendo el protocolo
altitud de 5 m s.n.m. en el distrito de San Pedro de de BIOEM (2016): en recipiente de plástico
los Incas (Corrales), Provincia de Tumbes. Dicho desinfectados con hipoclorito de sodio al 10%, se
Centro Experimental tiene una longitud de 30 m de agregó 50 mL de melaza (5% del volumen total) y
largo por 20 m de ancho, está construido con postes 50 mL (5%) del producto EM AGUA®
de hierro galvanizado y paredes cubiertas con completándose el 90% (900 mL) restante con los
malla Raschel (85%) de polietileno, color verde y el tipos de agua a probar. Los recipientes fueron
techo también cubierto con esta malla (50%) de sellados herméticamente y se almacenaron por 7
color negro. días a temperatura ambiente. Transcurrido dicho
1. Efecto de EM en el tratamiento del agua tiempo, se procedió a medir el pH, no se utilizaron
subterránea reactivos para regular este parámetro. Se
Como fuente de EM, se utilizó el producto comercial estudiaron dos concentraciones de EM (0,05% y
EM AGUA®, adquirido en la Empresa BIOEM S.A.C. 0,1%) aplicadas al agua subterránea y un testigo
Su activación se hizo probando 5 tipos de agua (sin tratamiento), dispuestos en un diseño de
(agua subterránea, extraída mediante pozo tubular bloques completos al azar con tres repeticiones.
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Tabla 1
Parámetros físicos, químicos y microbiológicos analizados en los diferentes tipos de agua de riego
Parámetro Unidad Método Laboratorio
pH Escala de pH Electrométrico Potenciómetro
DBO5 ppm Diluciones
Suelos, Agua,
Químicos DQO ppm Dicromato de potasio
Plantas y
Instrumental Espectrofotómetro
Elementos químicos ppm Fertilizantes de
de Absorción Atómica
la Universidad
Electrométrico Agraria La
C.E dS/m
Conductivímetro Molina
Físicos
Sólidos disueltos
ppm Gravimétrico
totales
Técnica de NMP
Coliformes totales NMP*/100mL
en medio líquido Microbiología de
Microbiológicos Técnica de NMP la Universidad de
Coliformes fecales NMP/100mL en medio líquido Tumbes
en tubos múltiples
* NMP = número más probable.
Las unidades experimentales estuvieron azar con tres repeticiones. Al igual que en el ensayo
constituidas por cajas de madera de 100 litros de anterior, las unidades experimentales estuvieron
capacidad forradas interiormente con una lámina constituidas por una caja de madera con las mismas
de plástico flexible de color negro de 8 micras. La características. En todos los tratamientos se
temperatura registrada de la solución osciló entre adicionó la solución nutritiva comercial de la
25 y 27ºC. El proceso se realizó por un período de Universidad Agraria La Molina, que contiene las
40 días, tiempo en el que se realizaron las sales minerales esenciales para favorecer el
evaluaciones de calidad de estas aguas, mediante crecimiento de las plantas de lechuga. La
análisis de los parámetros fisicoquímicos y temperatura (27-30ºC) y Humedad relativa (65-
microbiológicos en las muestras (Tabla 1). 80%) en que crecieron las plantas se registraron
con un termohigrómetro modelo Hakusa. Se
2. Efecto del agua subterránea tratada con EM evaluaron parámetros morfo-productivos y
activados en la producción y calidad de microbiológicos en las plantas de lechuga.
lechugas cultivadas en hidroponía.
Se utilizó lechuga de la variedad Great Lakes 366 Procesamiento y análisis de datos
procedente de semillas certificada, adquirida en la El procesamiento los datos obtenidos de las
casa comercial AGROSAD. Se ensayaron cuatro variables evaluadas, se efectuó mediante un
tratamientos: agua potable (testigo referencial) análisis de varianza de clasificación simple y para
agua subterránea sin tratar (testigo absoluto), agua el comparativo de medias se realizó la prueba
subterránea tratada con 0,05 y 0,1% de EMA, estadística de Duncan al 5% de probabilidad.
dispuestos en un diseño de bloques completos al
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Tabla 2
pH y conductividad eléctrica de las clases de agua utilizadas para la activación de los EM
Tabla 3
Efecto de EM sobre las características fisicoquímicas y microbiológicas del agua de riego
Coliformes
Cationes Aniones Metales pesados
(NMP/100
C.E S.T.D (ppm) (ppm) (ppm) DBO DQO
Agua de riego pH ml)
(dS/m) (ppm) (ppm) (ppm)
Tota- feca
K Ca Mg Na NO3 CO3 H2CO3 SO4 Cl-1 Fe Al Cu Zn As
les -les
Potable 7,50 0,47 263 1,6 31,8 7,05 2,2 0,01 0,00 112,2 37 28,4 0,03 0,03 0,48 0.04 0,008 --- --- --- ---
Subterránea 7,40 0,79 463 45,4 56,6 19,3 69,0 0,01 0,00 306,2 92 56,8 0,05 0,00 0,17 0,32 0,02 0,71 2,41 800 800
Subterránea
7,30 0,83 575 43,0 43,8 12,8 59,3 0,02 0,00 236,1 86 44,0 0,04 0,00 0,21 0,28 0,00 0,61 1,85 700 200
+ 0,05%
Subterránea
7,40 0,81 526 39,9 38,6 11,8 49,0 0,02 0,00 178,1 79 38,3 0,03 0,00 0,20 0,26 0,00 0,57 1,73 00 00
+ 0,1%
Tabla 4
Efecto del agua subterránea tratada con EM sobre las características morfológicas y rendimiento en plantas de lechuga variedad Great Lakes
366 en hidroponía
Altura planta Longitud Área foliar B. fresca parte B. seca parte B. fresca B. seca Rendimiento
Agua de riego
(cm) raíz (cm) (dm2) aérea (g) aérea (g) raíz (g) raíz (g) kg /m2
A. potable 28,59 b 28,49 a 61,82 b 154,45 b 7,99 b 16,71 b 0,77 b 3,55 b
A. subterránea 26,70 c 20,45 b 46,49 c 112,47 c 6,78 c 13,66 c 0,60 c 2,59 c
A. subterránea + 0,05% 32,99 a 28,86 a 70 70,95 a 176,31 a 8,10 ab 17,72 b 0,81 b 4,06 a
A. subterránea + 0,1% 34,17 a 28,01 a 72,86 a 180,93 a 8,31a 20,15 a 0,93 a 4,16 a
Letras iguales indican diferencia no significativa, según Duncan (5%).
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Figura 1. Plantas de lechuga variedad Great Lakes 366 cultivadas en hidroponía con agua subterránea tratada con EM: Agua potable (A), agua
subterránea (B), agua subterránea con 0,05% (C), agua subterránea tratada con 0,1% (D).
Tabla 5
Concentración de coliformes totales y fecales en plantas de lechuga variedad Great Lakes 366 cultivada en hidroponía con agua subterránea
tratada con EM
Agua de riego
Coliformes Agua Agua subterránea Agua subterránea
potable Agua subterránea 0,05% EM 0,1% EM
Totales (NMP/100 mL) 0 800 400 0
Fecales (NMP/100 mL) 0 400 200 0
Diversos estudios, realizados con el uso de la subterránea no tratada, que se ve reducida al 50%
tecnología EM sobre diferentes cultivos agrícolas, y 100% cuando se aplican EM en las
muestran resultados favorables, tanto en las concentraciones 0,05% y 0,1%, respectivamente
características morfológicas, fenología y (Tabla 5).
rendimiento (Martínez et al., 2017; Calero et al., El agua subterránea utilizada para el cultivo de las
2018; Ortuño et al., 2013; Bolaños et al., 2013; plantas de lechuga, en la cual no se adicionó EM,
Moya et al., 2017, Alarcón et al., 2020). Se debe presentó una cantidad de coliformes fecales que
tener en cuenta que, además, de las bacterias superan los límites permisibles (DS N° 015-2015-
fotosintéticas, las levaduras también forman parte MINAM), lo cual podría acarrear graves problemas,
de los componentes del producto EM AGUA®, las no solamente a la salud de las propias plantas, sino
cuales estarían sintetizando sustancias orgánicas también de las personas y animales que las
como hormonas y enzimas que promueven la consumen. La eliminación de estos microor-
división celular activa (Cardona y García, 2006), ganismos patógenos con las dosis utilizadas nos
favoreciendo el crecimiento y desarrollo de las permite inferir que, cuanto mayor es la cantidad del
plantas. producto comercial que se utilice más eficiente
Por otro lado, se observa que la cantidad de resulta para el proceso de purificación del agua
coliformes totales y fecales presentes en las plantas subterránea.
de lechuga, muestran niveles altos en el agua
CONCLUSIONES
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