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Efecto de tratamientos químicos para el control de patógenos sobre la composición del purín bovino de lechería

Publicado: 8 de septiembre de 2014
Por: Francisco Salazar1, Marta Alfaro1, Josué Lagos1, Miguel Salgado2, Erika Troncoso2 y Loreto Meyer1. 1Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Centro Regional de Investigación Remehue, Casilla 24-O, Osorno, Chile
Introducción
Los purines de lechería son comúnmente utilizados como fertilizante por su contenido de materia orgánica y presencia de nutrientes. Sin embargo, su utilización en praderas y/o cultivos podría constituir una vía de diseminación de diversos patógenos, representando riesgos para la salud animal y humana. La adición de tratamientos químicos a los purines puede reducir la carga de patógenos. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de tratamientos químicos en las características físico-químicas y en la eliminación de patógenos en purines.
Materiales y métodos
El ensayo se realizó en el Centro Regional de Investigación Remehue (40º 52’ S, 73º 04’ W) del INIA. El diseño experimental fue de bloques completos al azar con cuatro réplicas. Se utilizó purín proveniente del pozo purinero de la lechería de INIA Remehue. Para la realización del ensayo se depositó 700 ml de purín en frascos de vidrio, a los que se les aplicaron 7 tratamientos: CaO (Soprocal 3®) al 5% y 15%; Ca(OH)2 (Quality Pro®) al 5% y 15%; H2SO4 (Merck®) al 0,1% y 0,3% y un control sin adición de reactivos químicos. Los tratamientos fueron evaluados durante un periodo de 2 meses, con muestreos destructivos a 0h, 24h, 1 semana, 1 mes y 2 meses. Los parámetros analizados fueron pH al agua, densidad, materia seca (MS), nitrógeno kjeldahl (Nkj) y nitrógeno amoniacal (N-NH4+). La evaluación de pH se realizó utilizando un peachímetro CG-836 con electrodo combinado de pH N 2042 A (Schott), la MS se obtuvo secando 20 mL de purín en un horno con ventilación forzada por 24h a 105°C. La determinación de Nkj y N-NH4+ se realizó de acuerdo a Sadzawka (1990). Para determinar la presencia y sobrevida de Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Map) y coliformes totales (CT) en el mismo purín se realizó un ensayo espejo dentro de las 48 horas, en el Instituto de Bioquímica y Microbiología de la Universidad Austral de Chile, trasladándose el purín en un contenedor cerrado. Los tratamientos fueron evaluados a las 0h, 24h, 48h y 72h. Las muestras de purín se cultivaron como muestras individuales en el sistema de cultivo líquido automatizado BACTEC MGIT 960 y se confirmó la respuesta positiva de crecimiento por PCR en tiempo real. La cuantificación de Map se basó en los resultados de tiempo de detección (TTD) (Salgado et al., 2013). Para estimar la concentración de coliformes totales (CT) en purín, se utilizó el medio comercial Petrifilm (3M) (UFC/mL). Los resultados obtenidos se analizaron estadísticamente con el programa estadístico Minitab16®.
Resultados y discusión
El pH inicial del purín fue de 6,9±0,05 y aumentó a 11,7±0,26 y 11,6±0,35 a las 24h de haber agregado CaO y Ca(OH)2 respectivamente, manteniéndose a un pH promedio de 12,1±0,11 hasta el final del ensayo (p≤0,05). La densidad inicial del purín (1,02±0,04 g/ml) aumentó a valores promedio de 1,20±0,05 g/ml al mes de lectura (p≤0,05). El porcentaje inicial promedio de MS de los purines (3,2±0,03%) aumentó significativamente al día de aplicación en tratamientos alcalinos con valores de 3 a 9 veces mayores (p≤0,05), a diferencia de tratamientos con H2SO4 (rango 3,63–4,13) (p>0,05). Este aumento es el resultado del contenido de agua en el purín, que penetra en la superficie hidrófoba de los materiales químicos reaccionando exotérmicamente. El contenido inicial de Nkj (promedio de 1,4±0,01%) aumentó al mes de aplicación, para los tratamientos con H2SO4 al 0,3% (1,95±0,02%; p≤0,05) y en menor proporción con H2SO4 al 0,1% (1,64±0,07%; p>0,05), y disminuyó en los tratamientos con CaO 5% (1,33±0,11%), CaO 15% y Ca(OH)2 15% (1,22±0,05%) (p≤0,05). Esto se debería a que al ser expresado el Nkj en base húmeda existen variaciones asociadas al efecto de concentración por pérdida de humedad, y además a que el N-NH4+ en medio ácido se mantiene, a diferencia de lo que ocurre en medio alcalino donde se volatiliza como N-NH3. Así, al mes de evaluación el N-NH4+ inicial de 0,4±0,03% se incrementó significativamente para los tratamientos con ácidos (promedio de 0,5±0,14%) y disminuyó en los tratamientos alcalinos (promedio de 0,05±0,009%; p≤0,05). Los tratamientos a base de cal redujeron la sobrevida de Map y eliminaron totalmente la carga de CT en el purín. Lo anterior, se explicaría como resultado del efecto de saponificación que desnaturaliza la estructura bacteriana (en pH>12) (Salazar et al., 2013). (Cuadro 1). Los tratamientos ácidos no afectaron la sobrevida de Map y CT en el purín en estudio (p>0,05).
Cuadro 1. Promedio (±ds) de la tasa de sobrevida de Map post-aplicación de tratamientos
Efecto de tratamientos químicos para el control de patógenos sobre la composición del purín bovino de lechería - Image 1 
Conclusiones
La mantención del pH sobre 12 redujo en un 100% la población de coliformes totales y hasta en 2 log la concentración de Map en purines de lechería. Los resultados sugieren que los tratamientos químicos mediante el uso de álcalis reducen la carga bacteriana de purines, aunque pueden existir limitaciones prácticas, tales como el aumento excesivo del contenido de MS del purín y el riego de manipulación de un producto químico, para su adopción como práctica de manejo.
Referencias
SADZAWKA A. 1990. Métodos de análisis de suelos. Serie La Platina N° 16. 127 pp. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Santiago, Chile.
SALAZAR F, SALGADO M, ALFARO M and STRAUCH S. 2013. Evaluation of lime treatments to control Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Map) survival on dairy slurry storage. 15th RAMIRAN International Conference.
SALGADO M, ALFARO M, SALAZAR F, TRONCOSO E, MITCHELL M, RAMIREZ L, NAGUIL A, ZAMORANO P and COLLINS M. 2013. Effect of soil slope on the appearance of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis in water running off grassland soil after application of contaminated slurry. AEM 79: 3544-3552
Agradecimientos
Proyecto financiado por el Gobierno Regional de Los Lagos, a través del Fondo de Innovación para la Competitividad (FIC, código 30128356-0).
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Autores:
Marta Alfaro
INIA Chile - Instituto de Investigaciones Agropecuarias
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