Bioprospección del frass proveniente de residuos agroindustriales usando larvas de Hermetia illucens (LMSN) con potencial biofertilizante en el cultivo de tomate (Solanum lycopersicum L.)

Figuras, tablas

Autores:

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2026

Institución:: Universidad de Caldas

Repositorio:: Repositorio Institucional U. Caldas

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Effect of active and passive aeration on composting of household biodegradable wastes: A decentralized approach. Int. J. Recycl. Org. Waste Agric. 2019, 8, 335–344.DOI:10.1007/s40093-019-00306-7 Bortolini, S.; Macavei, L.I.; Saadoun, J.H.; Foca, G.; Ulrici, A.; Bernini, F.; Malferrari, D.; Setti, L.; Ronga, D.; Maistrello, L.   Hermetia illucens (L.) larvae as chicken manure management tool for circular economy. J. Clean. Prod. 2020, 262, 121289.DOI:10.1016/j.jclepro.2020.121289 Choi, S.; Hassanzadeh, N. A Novel Biofertilizer for Improving Plant Health While Minimizing Environmental Impact. J. Can. Sci. Fair 2019 https://doi.org/10.3389/fpls.2020.574592 Cheng, J.Y.; Chiu, S.L.; Lo, I.M. Effects of moisture content of food waste on residue separation, larval growth and larval survival in black soldier fly bioconversion. Waste Manag. 2017, 67, 315–323. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.05.046 Dortmans, B.; Diener, S.; Verstappen, B.; Zurbrügg, C. Black Soldier Fly Biowaste Processing— A Step-by-Step Guide Eawag; Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology: Dübendorf, Switzerland, 2017; pp. 6–54. Available online: https://www. researchgate.net/publication/353923113_Black_Soldier_Fly_Biowaste_Processing_- _A_Step-by-Step_Guide_2nd_Edition (accessed on 26 August 2022). ISBN:978-3-906484- 66-2. Gold, M.; Tomberlin, J.K.; Diener, S.; Zurbrügg, C.; Mathys, A. Decomposition of biowaste macronutrients, microbes, and chemicals in black soldier fly larval treatment: A review. Waste Manag. 2018, 82, 302–318.DOI:https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.10.022. Hanc, A., Boucek, J., Svehla, P., Dreslova, M. and Tlustos, P. (2017) Properties of Vermicompost Aqueous Extracts Prepared under Different Conditions. Environmental Technology, 38, 1428-1434. https://doi.org/10.1080/09593330.2016.1231225. Kim W, Bae S, Park K, Lee S, Choi Y, Han S, Koh Y (2011) Biochemical characterization of digestive enzymes in the black soldier fly, Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae). J Asia Pac Entomol 14(1):11–14. https://doi.org/10.1016/j.aspen.2010.11.003. Klammsteiner, T.; Turan, V.; Juárez, M.F.-D.; Oberegger, S.; Insam, H. Suitability of Black Soldier Fly Frass as Soil Amendment and   Implication for Organic Waste Hygienization. Agronomy 2020, 10, 1578. DOI:https://doi.org/10.3390/agronomy10101578. Lalander, C.H.; Fidjeland, J.; Diener, S.; Eriksson, S.; Vinneras, B. High waste-to-biomass conversion and efficient Salmonella spp. reduction using black soldier fly for waste recycling. Agron. Sustain. Dev. 2015, 35, 261–271. DOI:10.1007/s13593-014-0235-4. Lopes, I.G.; Yong, J.W.; Lalander, C. Frass derived from black soldier fly larvae treatment of biodegradable wastes. A critical review and future perspectives. Waste Manag. 2022, 142, 65–76. DOI:https://doi.org/10.1016/j.wasman.2022.02.007. Martínez,F. and Obregón,A. and Díaz,A. and Chirino,E., R. Villegas D., D. Ponce de Leóneditors, 19951913416, Spanish; Castilian, Conference paper, Cuba, La Habana, Instituto Nacional de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), Content and distribution of humus in granulometric fractions of red ferrallitic soils in a sequence of the Cacahual heights, Cuba., (1993). Meneguz, M., Schiavone, A., Gai, F., Dama, A., Lussiana, C., Renna, M., & Gasco, L. (2018). Efecto del sustrato de cría sobre el rendimiento del crecimiento, la eficiencia de reducción de residuos y la composición química de las larvas de mosca soldado negra (Hermetia illucens ). Revista de Ciencias de la Alimentación y la Agricultura, 98(15), 5776- 5784.DOI:10.1002/jsfa.9127. Mertenat, A.; Diener, S.; Zurbrügg, C. Black Soldier Fly biowaste treatment—Assessment of global warming potential. Waste Manag. 2019, 84, 173–181. DOI:https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.11.040. Okalebo, J. R., Gathua, K. W., & Woomer, P. L. (2002). Laboratory methods of soil and plant analysis: a working manual second edition. Sacred Africa, Nairobi, 21, 25-26. Quilliam, R.; Nuku-Adeku, C.; Maquart, P.-O.; Little, D.; Newton, R.; Murray, F. Integrating insect frass biofertilisers into Sustainable peri-urban agro-food systems. J. Insects Food Feed 2020, 6, 315–322. DOI:10.3920/JIFF2019.0049. Raksasat, R.; Lim, J.W.; Kiatkittipong, W.; Kiatkittipong, K.; Ho, Y.C.; Lam, M.K.; Font-Palma, C.; Zaid, H.F.M.; Cheng, C.K. A review of organic waste enrichment for inducing palatability of black soldier fly larvae: Wastes to valuable resources. Environ. Pollut. 2020, 267, 115488.DOI: 10.1016/j.envpol.2020.115488. Sarpong, D.; Oduro-Kwarteng, S.; Gyasi, S.F.; Buamah, R.; Donkor, E.; Awuah, E.; Baah, M.K. Biodegradation by composting of   municipal organic solid waste into organic fertilizer using the black soldier fly (Hermetia illucens) (Diptera: Stratiomyidae) larvae.   Int. J. 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Study on the Difference of Transformation of Livestock and Poultry Feces by Black Soldier Fly. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 2020, 450, 6–12. DOI:10.1088/1755-1315/450/1/012122.
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Adoptar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectosODS 15: Vida de ecosistemas terrestres. Proteger, restablecer y promover el uso sostenible de los ecosistemas terrestres, gestionar sosteniblemente los bosques, luchar contra la desertificación, detener e invertir la degradación de las tierras y detener la pérdida de biodiversidadODS 9: Industria, innovación e infraestructura. Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovaciónFiguras, tablasEl cultivo de tomate requiere altos niveles de nutrientes, tradicionalmente suplidos con fertilizantes químicos, lo que ha afectado la sostenibilidad del suelo al descuidar sus propiedades biológicas. En este contexto, la mosca soldado negra (Hermetia illucens) surge como una alternativa para el manejo de residuos orgánicos, ya que sus larvas transforman desechos en un subproducto rico en nutrientes llamado frass, con potencial como biofertilizante . La investigación evaluó el uso de este frass, proveniente de residuos de café y de la industria licorera, en el cultivo de tomate. Se desarrollaron cuatro fases: crianza de la mosca, pruebas con diferentes residuos, evaluación del frass en plantas de tomate y análisis económico. Los resultados mostraron que el frass mejora el crecimiento de las plantas, especialmente en mezclas controladas (hasta 25%), ya que en mayores concentraciones puede ser fitotóxico. Además, se comprobó que las larvas son eficientes en la transformación de residuos y se adaptan bien a condiciones del eje cafetero. Finalmente, el uso de frass permitió reducir hasta en un 50% los costos de fertilización, logrando buenos rendimientos productivos y una relación beneficio-costo favorable, lo que evidencia su potencial para una agricultura más sostenible .Tomato cultivation requires high levels of nutrients, traditionally supplied through chemical fertilizers, which has negatively affected soil sustainability by neglecting its biological properties. In this context, the black soldier fly (Hermetia illucens) emerges as an alternative for organic waste management, as its larvae transform waste into a nutrient-rich byproduct called frass, with potential as a biofertilizer. The research evaluated the use of this frass, derived from coffee residues and the liquor industry, in tomato cultivation. Four phases were developed: fly rearing, trials with different residues, evaluation of frass on tomato plants, and economic analysis. The results showed that frass improves plant growth, especially in controlled mixtures (up to 25%), since at higher concentrations it may become phytotoxic. Additionally, it was confirmed that the larvae are efficient in waste transformation and adapt well to the conditions of the coffee-growing region. Finally, the use of frass reduced fertilization costs by up to 50%, achieving good productive yields and a favorable cost-benefit ratio, demonstrating its potential for more sustainable agriculture.Capítulo I: antecedentes: uso del excremento de Hermetia illucens (frass) en la agricultura -- Introducción -- Uso del excremento de mosca soldado (frass de LMSN) en la agricultura -- Características fisicoquímicas del frass de mosca soldado (LMSN) -- Temperatura -- Humedad -- Relación C/N -- pH -- Contenido de nutrientes (NPK) -- Diferentes aplicaciones del frass de LMSN -- Fertilizante orgánico -- Enmiendas del suelo -- Medio creciente o cultivo -- Biocarbón (biochar) -- Alimento pecuario -- Materia prima para biogás y vermicompostaje -- Desafíos del sustrato frass antes de ser usado como fertilizante orgánico -- Alto contenido de humedad -- Riesgo ecológico -- Pretratamiento del sustrato frass -- Tamaño de partícula del sustrato -- Contenido de humedad del sustrato -- Adición de microorganismos efectivos (EM) en el frass -- Adición de sustratos ricos en proteínas al frass -- Post-tratamiento de BSFL frass -- Dirección de investigaciones futuras -- Beneficios de BSFL frass (quitina induce resistencia) -- ReferenciasDoctoradola presente investigación evaluó el potencial biofertilizante del frass de LMSN en el cultivo de tomate (Solanum lycopersicum L.) generado a partir de la biotransformación de residuos orgánicos de la producción de café y de bebidas alcohólicas (Ron), evaluando la factibilidad económica de la propuesta. El trabajo de investigación se desarrolló en cuatro fases: I) Se estandarizó el proceso de crianza de mosca soldado negra (Hermetia illucens), en condiciones marginales con fines de bioprospección para la región cafetera de Colombia. II) Se realizaron pruebas de comportamiento de larvas 5-Dol alimentadas con residuos pretratados y triturados de pulpa de café, algarrobo y uvas pasas (residuos pretratados (triturados y frescos), provenientes de la producción de ron y café y se caracterizó física química y biológicamente el sustrato de frass fresco y compostado de las dos fuentes de residuo problema. III) Se evaluó el efecto del sustrato frass compostado sobre el cultivo de tomate (Solanum lycopersicum L.) como potencial biofertilizante y IV) finalmente se realizó un análisis técnico económico de los costos desde la obtención del frass hasta la aplicación.Doctor(a) en Ciencias AgrariasBioprospecciónBioprospecciónUniversidad de CaldasFacultad de Ciencias AgropecuariasManizalesDoctorado en Ciencias AgrariasGarcía Trejo, Juan FernandoCeballos Aguirre, NelsonBioprospecciónNieto-Garibay, AlejandraHurtado-Salazar, AlejandroOSPINA YEPES, JUAN PABLO2026-04-28T20:59:19Z2026-04-28T20:59:19Z2026-03-27Trabajo de grado - Doctoradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06Textinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis106 páginasapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttps://repositorio.ucaldas.edu.co/handle/ucaldas/26904Universidad de CaldasRepositorio Institucional Universidad de Caldasrepositorio.ucaldas.edu.cospaAlattar, M.A.; Alattar, F.N.; Popa, R. Effects of microaerobic fermentation and black soldier fly larvae food scrap processing   residues on the growth of corn plants (Zea mays). Plant Science Today 2016, 3, 57–62. DOI: https://doi.org/10.14719/pst.2016.3.1.179Barbusin ́ski, K.; Salwiczek, S.; Paszewska, A. The Use of Chitosan for Removing Selected Pollutants from Water and Wastewater—Short Review. Arch. Civ. Eng. Environ. 2016, 9, 107–115.DOI:10.21307/acee-2016-026Beesigamukama, D.; Mochoge, B.; Korir, N.K.; Fiaboe, K.K.M.; Nakimbugwe, D.; Khamis, F.M.; Subramanian, S.; Dubois, T.; Musyoka, M.W.; Ekesi, S.; et al. Exploring Black Soldier Fly Frass as Novel Fertilizer for Improved Growth, Yield, and Nitrogen Use Efficiency of Maize Under Field Conditions. Front. Plant Sci. 2020, 11, 574592. DOI: 10.3389/fpls.2020.574592Bhave, P.P.; Kulkarni, B.N. Effect of active and passive aeration on composting of household biodegradable wastes: A decentralized approach. Int. J. Recycl. Org. Waste Agric. 2019, 8, 335–344.DOI:10.1007/s40093-019-00306-7Bortolini, S.; Macavei, L.I.; Saadoun, J.H.; Foca, G.; Ulrici, A.; Bernini, F.; Malferrari, D.; Setti, L.; Ronga, D.; Maistrello, L.   Hermetia illucens (L.) larvae as chicken manure management tool for circular economy. J. Clean. Prod. 2020, 262, 121289.DOI:10.1016/j.jclepro.2020.121289Choi, S.; Hassanzadeh, N. A Novel Biofertilizer for Improving Plant Health While Minimizing Environmental Impact. J. Can. Sci. Fair 2019 https://doi.org/10.3389/fpls.2020.574592Cheng, J.Y.; Chiu, S.L.; Lo, I.M. Effects of moisture content of food waste on residue separation, larval growth and larval survival in black soldier fly bioconversion. Waste Manag. 2017, 67, 315–323. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.05.046Dortmans, B.; Diener, S.; Verstappen, B.; Zurbrügg, C. Black Soldier Fly Biowaste Processing— A Step-by-Step Guide Eawag; Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology: Dübendorf, Switzerland, 2017; pp. 6–54. 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Bioprospección del frass proveniente de residuos agroindustriales usando larvas de Hermetia illucens (LMSN) con potencial biofertilizante en el cultivo de tomate (Solanum lycopersicum L.)

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