Evaluación integrada de los cambios fisicoquímicos y estructurales durante la compostación y la vermicompostación de estiércol de vacuno y ovino con tratamientos aditivos

Convertir los residuos del establo en un recurso para el suelo

En todo el mundo, las explotaciones generan montañas de estiércol de vacuno y ovino. Si se deja en montones o se esparce sin control, estos desechos pueden filtrar nutrientes, producir malos olores y emitir gases de efecto invernadero. Este estudio explora cómo transformar ese problema en una solución afinando la compostación y la vermicompostación—empleando microbios y lombrices—para obtener un potenciador del suelo más limpio y más estable. Los investigadores prueban aditivos minerales y carbonosos sencillos que podrían ayudar a los agricultores a gestionar el estiércol de forma más segura mientras cultivan cosechas más sanas.

Del estiércol crudo a los montones gestionados

El equipo recogió estiércol de vaca y de oveja y lo procesó durante 120 días de dos maneras: compostaje clásico, impulsado principalmente por microbios termófilos, y vermicompostación, que incorpora la actividad de lombrices. Mezclaron tres tipos de aditivos en distintas dosis: un material poroso similar a un carbón llamado biocarbón, una arcilla refractaria fina y un mineral reactivo, dióxido de manganeso. Al seguir la temperatura, la pérdida de peso y las propiedades químicas básicas a lo largo del tiempo, pudieron ver cómo cada receta modificaba la velocidad y la calidad de la descomposición del estiércol en ambos tipos de animales.

Calor, pérdida de peso y lo que realmente significan

Todos los montones pasaron por el arco conocido del compostaje: un calentamiento, una fase caliente y luego un enfriamiento lento. Los montones tratados con la dosis más alta de arcilla alcanzaron las temperaturas más elevadas, más de 65 °C para el estiércol de vaca y por encima de 70 °C para el de oveja, lo que indica una actividad microbiana especialmente intensa y buena aireación. El biocarbón también elevó y prolongó la fase caliente, sobre todo a dosis altas, mientras que el dióxido de manganeso tuvo un efecto más moderado. Cuando se añadieron lombrices, los montones perdieron más masa en conjunto—hasta alrededor del 70 % de pérdida en algunas mezclas de estiércol de oveja con biocarbón o arcilla a baja dosis—porque las lombrices fragmentaron físicamente el material y aumentaron la actividad microbiana. Sin embargo, las mezclas ricas en arcilla perdieron menos masa pero formaron un compost más estable y bien «cocido», recordándonos que una desaparición más rápida no siempre es mejor si el objetivo es un enmendante del suelo duradero.

Construyendo una mejor "esponja de nutrientes"

Para evaluar la calidad del compost, los investigadores se centraron en su capacidad de retener elementos nutritivos como calcio, magnesio y potasio. Esta característica, llamada capacidad de intercambio catiónico, indica cuánto se comporta el material final como una "esponja de nutrientes" en el suelo. El vermicompost de estiércol de oveja con alto contenido de arcilla mostró la mejora más notable, con capacidad medida muy elevada y valores modelados que apuntan a estabilidad a largo plazo. El biocarbón también impulsó esta propiedad de forma dependiente de la dosis, gracias a su gran superficie interna. En contraste, el dióxido de manganeso aportó solo ganancias modestas porque actúa más como una chispa química para reacciones que como un verdadero retenedor de nutrientes. En general, los sistemas con lombrices superaron consistentemente a los sistemas solo de compostaje, ya que su actividad ayudó a desarrollar grupos ácidos y fenólicos en la materia orgánica que captan y liberan nutrientes para las plantas.

Descomponiendo las fibras vegetales resistentes

El equipo también examinó en el interior del estiércol sus componentes vegetales más resistentes: hemicelulosa, celulosa y lignina. Estos conforman el esqueleto de la paja y otros residuos vegetales y suelen descomponerse lentamente. Usando modelos matemáticos, mostraron que la hemicelulosa se descompuso más rápido, especialmente en tratamientos con arcilla y biocarbón, que mantuvieron los montones aireados y hospitalarios para los microbios. La celulosa se degradó a una velocidad moderada. La lignina, la fracción más resistente, cedió principalmente cuando estaba presente el dióxido de manganeso, lo que apunta a una ayuda química que facilita a los microbios romper este pegamento rígido. En los sistemas de vacuno y ovino con lombrices, las combinaciones de dióxido de manganeso y dosis moderada de arcilla produjeron una descomposición particularmente fuerte de estas fibras persistentes, mientras que la arcilla elevada o el exceso de carbono a veces ralentizaban el proceso al bloquear la aireación o alterar las comunidades microbianas.

Lecciones prácticas para agricultores y jardineros

En conjunto, los resultados muestran que cada aditivo desempeña un papel distinto pero complementario. El biocarbón hace que el montón sea más aireado y favorable para los microbios, acelerando la limpieza inicial del material más fresco. La arcilla refractaria ayuda a crear un producto estable y rico en humus que retiene los nutrientes y los libera gradualmente a los cultivos. El dióxido de manganeso da un impulso extra para desmantelar los fragmentos vegetales más resistentes. Cuando se combinan con sentido común y se emparejan con lombrices, estos materiales sencillos ayudan a transformar el estiércol crudo de vaca y oveja en compost y vermicompost más seguros y efectivos. Para un lector no especializado, el mensaje clave es que con la mezcla adecuada de ingredientes y ayudantes biológicos, incluso los desordenados residuos de establo pueden convertirse en un fertilizante fiable y más climático que favorece la salud del suelo a largo plazo.

Cita: Karimi, S., Shariatmadari, H. & Nourbakhsh, F. Integrated assessment of physicochemical and structural changes during composting and vermicomposting of cattle and sheep manure with additive treatments. Sci Rep 16, 10128 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40802-1

Palabras clave: compostaje, vermicompostaje, biocarbón, gestión del estiércol, fertilidad del suelo