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Inocuidad,unacartaclaveenlasexportacionesdefrutasyverduras
MARIAMERCEDESMARTINEZS.MSc,PhD
Institut für Nutzpflanzenwissenschaften undRessourcenschutz(INRES)Pflanzen- undGartenbauwissenschaften
UniBonn,Alemania
Instituto de Ciencias Agrarias y Recursos Naturales(INRES) Pflanzen- und Gartenbauwissenschaften.
TROPEN- Cultivos TropicalesUniBonn, Germany
GISPA. Grupo de suelo, agua, planta y ambienteUniversidad Técnica Federico Santa María, Chile
European Compost Network
4ª.ConferenciaRedAgrícolaPiura,Perú.Mayo24de2018
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Calidad
Calidaddeaguaytipoderiego
Herramientas
Suelo/coberturas
ManejoPos-cosecha
Abonosyenmiendasorgánicas
Salpicaduras
Productosdecontroly
fertilizantes
Plagasyenfermedades
Beuchat, 2006;Matthews, 2013;2014
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Lainocuidad
Ausenciadeagentesosustanciasqueresultennocivasparaelconsumidor (Beuchat etal.,2006).
AgentesdeControlMetalespesados
Nitrato
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Biologica
BuenosCrecimientoydesarrollo
Nutrición
Toleranciaalstress
Respuestasistemica
Protección
Feos
Contaminantesdealimentos
Malos
Patogenos
AdaptadodeMendesR., GarbevaP., RaaijmakersJ., FEMS,2013
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indicadoresfecalesypatogenoshumanosenposcosechaFeos
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2.PérdidasPoscosecha
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1.Microorganismosdeimportanciaenalimentos
Recuentodemicroorganismosviablesaerobios
RecuentodeHongosyLevaduras
Bacteriasentéricasindicadoras:Enterobacteriacea(coliformesfecales- Ecoli)
Salmonellasp
StreptococosdelGrupoDdeLancefield
Clostridiumsulfitoreductores
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Microorganismosmarcadores
• Índices– indicalaposiblepresenciasimultánea
depatógenos.– E.coli :índicedeposiblepresenciade
patógenosentéricos(Salmonella) enelagua,frutasyhortalizas.
• Indicadores– deficienciasenlacalidad– Deficienciasenproceso– Coliformes enfrutas,ennúmeroque
exceda• contaminaciónencampo(materia
orgánicacruda)• Contaminaciónpostcosecha
(manipulación)• almacenamientodelproductofinala
unatemperaturademasiadoelevada.
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Quéesuncoliforme?
Intestinodehumanos
Intestinodeanimales Agua Suelo
NocausanenfermedadesIndicadoresdeposiblespatógenos
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AnalisisdecoliformesfecalesyE.coli
ColiformesTotales
Coliformesfecales
E.coli
E.coliO157H7
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Salmonellasp
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AdhesiondeSalmonella yproducción debiofilm
Entomate :Despues de 10 horas
Iturriaga et al., J. Food Prot. 70:30-34, 2007 Castillo etal.,2010.TexasA&MUniversity.Sciences andFood Technology Faculty-Cortesia deCarrascal,2009
Enlasuperficie del melón
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Listeria
• Codex:Alimentos consumodirecto• Listeriamonocytogenes m=100=102 cfu/g(CAC,2007).
• Psicrófilo• Cadena defrío
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ContenidodemetalesenmuestrasdehortalizasRegiónMetropolitana.
Elemento Cd Cu Ni Pb Zn
Promedio 0,67 4,2 3,9 3,6 76,5Mediana 0,55 4,0 2,2 2,7 78,5Rango 0,12-1,57 0,8-10,1 0,5-18,2 0,8-
12,221,0-137
CV (%) 55 46 110 67 32
0.5ppmUE 3ppmUEGarciaetal.2015.UniversidadSantaMaria- FONIS
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Contenidodemetalesenelsuelo(mg/kg)
Elemento Cd Cu Ni Pb Zn
Promedio0,21 98,4 16,9 6,1 48,2
Mediana0,16 93,0 17,0 5,4 47,6
Rango nd- 0,89 39,1- 164,0 3,9- 29,5 1,4- 22,7 18,7- 89,3
CV (%) 93 33 44 60 35
Garciaetal.2015.UniversidadSantaMaria- FONIS
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• Residuosagentesdecontrol• Metalespesados
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AguadeRiego
ContaminantesQuímicosyMicrobiológicos
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Calidad para Agua de Riego
http://www2.sag.gob.cl/biblioteca_digital/documentos/medio_ambiente/criterios_calidad_suelos_aguas_agricolas/pdf_aguas/anexo_B.pdf **NormadeProtección deaguascontinentales
NCh 1333/78(87) FAO/EUCEdS/m 0,7
(índicedesalinidad.2)<0,75
pH 5,5-9 6,5-8,4ODmg/L >7,5 >5N-NO3 (mg/L) <5RAS(AbsocióndeNa)* <3** <3Na(%) <35SólidosSuspendidosTotales(SST)
<30 <50
Na%=(Na/(Na+Ca+Mg+K))x100
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NohayexigenciaNohayexigenciaNohaycontactoCultivoslocalizadosdelacategoríaB,sinexposicióndetrabaja-dores,nipúblico.
C
Nohayexigencia< 1
TrabajadoresCultivosdecerealesindustrialesyforrajeros,praderasyforestales
B
<1000<1Trabajadores,consumidores,público
Cultivosdeconsumocrudo;camposdeportivos;parquespúblicos
A
NematodosIntestinalesHuevosL-1
GrupoexpuestoCondicionesdeAprovechamiento
Clase
Calidad microbiológica de aguas residuales empleadas en agricultura (OMS-1989)
ColiformesFecales
NMP/100ml
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Efecto desuelo(A)yagua deriego (B)sobre lacalidad dehoratalizas según estación.
Antwi-Agyei P,Cairncross S,Peasey A,PriceV,BruceJ,etal.(2015)AFarmtoForkRiskAssessment fortheUse ofWastewaterinAgricultureinAccra,Ghana.PLoS ONE10(11):e0142346.doi:10.1371/journal.pone.0142346http://journals.plos.org/plosone/article?id=info:doi/10.1371/journal.pone.0142346
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Lampa-Colina,Metropolitana
A/PSalmonella/25g
Repollo
2012-2014
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Contaminaciónconnitratos• Elnitrato(NO3
-)estápresenteenelaguadeformanatural,pudiéndoseincrementarsuconcentraciónporactividadeshumanas.
‣ Fuentes:
‣ Fertilizantesinorgánicosyorgánicos.
‣ Purinesyestiércol.
‣ Actividadesindustrialesyurbanas(vertidosefluentes,aguasresiduales,etc.).
‣ Herbicidasyplaguicidasquecontienennitratos.
‣ Losnitratossedisuelven fácilmenteenelagua.Noconfierenningúnsaboruoloralasaguasdebebida.
‣ EnChile,ellimitemáximodenitratopermitido enaguapotablees10mg/LdeN-NO3.
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Concentración deNen agua depozo,VIregión.
N-NO3 mg/L 41.8N-NH4 mg/L 1.89Total mg/L 43.7
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LímitesmáximosdenitratosEuropeanFoodSafetyAuthority(2010)
Especie TipomgNO3/kgfresco
mgNO3/kgseco
mgN-NO3/kgseco
Espinaca Invierno 3000 30000 6774Verano 2500 25000 5645Enconservaocongelado 2000 20000 4516
Lechuga Invernadero-invierno 4500 45000 10161Invernadero-verano 3500 35000 7903Airelibre-invierno 4000 40000 9032Airelibre-verano 2500 25000 5645
Lechuga-Iceberg Invernadero 2500 25000 5645
Airelibre 2000 20000 4516
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Dinámica delnitrógeno en elsuelo
Urea
NO3- NO2- NH4-
Nitrificación
N2
N2O
Fertilizante
NH3
Pérdidas por volatización
Pérdidas por desnitrificación
Absorción
Mineralización
Inmovilización
Materia orgánica
Pérdidas por lixiviación
Catión intercambiable
Arcilla
Pérdidas por lixiviación
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xilema
floema
HazEpidermis
Estomas
Envés
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Asimilación deNH4+
C6N4
floema
xilema
C5N2 C5N2
floema
C5N2
C5N2
C5N2
+C
ATP, Mg, GS
Glutamina
Raíz Hoja
C6N4
NH4+ NH4
+ NH4+
NH4+
C6N4
NH4+
+C
Arginina
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Asimilación deNO3-
NO3-
NH4-
C5N2
floema
xilema
NO3- NO3
-
C5N2
floema
C5N2C5N2
C5N2
NO3-
NO2-
NO2-
NH4+
NO3-
NiR6e-
+C
ATP,Mg,GS
NR 2e-
Glutamina
Raíz Hoja
vacuola
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DecretoSupremoN° 015-2015-MINAMAguasderiego
Parametro(mg/L) Valor
DemandaQuimicadeOxigeno(DQO)
15
Nitratos(N-NO3) 100
Nitritos(N-NO2) 10
Parametro(mg/L) Valor
Coliformes totales(NMP/100ml) 1000
Coliformes fecales((NMP/100ml) 1000
Enterococcus(NMP/100ml) 20
E.coli(NMP/100ml) 100
Huevosdehelmintoviable <1
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Abonosyenmiendasorgánicas
• Abonos o fertilizantes orgánicos: aportansuficientes cantidades de macronutrientesNPK
• Enmiendas: activan los procesosmicrobiales, fomentando cambios enpropiedades y aportan pequeñascantidades de nutrientes (ICA, 1995- 2016).
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Fresco Estabilizado Compostado Humificado
ProcesodeMineralizacióndeC
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Composicióndeestiercolesfrescos
Nutriente (bs) Vacunos Porcinos Caprinos Conejos Gallinas
Materia orgánica (%) 48,9 45,3 52,8 63,9 54,1
Nitrógeno total (%) 1,27 1,36 1,55 1,94 2,38
Fósforo asimilable (P2O5, %) 0,81 1,98 2,92 1,82 3,86
Potasio (K2O, %) 0,84 0,66 0,74 0,95 1,39
Calcio (CaO, %) 2,03 2,72 3,2 2,36 3,63
Magnesio (MgO, %) 0,51 0,65 0,57 0,45 0,77
Aso y Bustos, 1991; Bernal et al., 2015
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Propiedad Vacunos Porcinos Caprinos Conejos Gallinas
pH 7,6 7,3 8,2 7,5 8,0
CE (Mmhos/cm) 6,3 9,4 12 8,9 14,2
SalinidadypH
Fuente: Aso y Bustos, 1991.
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a) Carbono (TC) b) Nitrogeno total (NT)c) N-NH4d) N-NO3
Tiempo Descomposición aeróbica (días)
Sanchez Monedero et al., 2010, Brown S., 2014
CarbonoTotal(kg/Tn)
NT(kg/Tn)
N-NH 4
(mg/kg)
N-NO3
(mg/kg)
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Estiércoldeaveestabilizado
estabilizados
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LODO ESTABILIZADO
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3856.3
1460
1000
2000
3000
4000
5000
Amonio (NH4)ppm Nitrato(NO3)ppm
10.1
28
051015202530
RelC/N RelNH4/NO3
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DispersióndeBioaerosolesPérdidadeN-NH4PO4 porescurrimiento(lluvia)N-NO3 porlluvia
EstadofisicoConcentracióndeNdelmaterialConcentracióndePConcentracióndemetales(Nivelcrítico)TasasdemineralizaciónRequerimientosdelcultivoMonitoreofrecuente:suelo/aguas
AplicacióndelEstiércolesFrescos
USDAARS,2016
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ReduccióndepérdidasdeN-NO3
Ortegaetal.,2015
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Valle,Colombia
Compost
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Evolucióndelatemperatura
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Comoreducirlapresenciadeestepatógenoenbioabonos
Completarlafasetermofílica.
Aquetemperatura?Cómo?
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TEMPERATURA
• 55ºC• eliminacióndepatógenos,parásitosysemillasdemalashierbas.
Tasadecompo
stación(K
gCO
2/h)
Temperatura(°C)0304050607080
Altatasadedescomposición
Oloresvolatiles
Muertepatógenos
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Variable Unit
pH 7.82E.C. 0(dS/m) 0.86Humidity % 47.2
Total,Carbon % 22.5Total,Nitrogen % 1.3C/N,ratio : 16Total0Phosphorus0 % 0.24
Total0Potasium % 1.45
N:NO3 ppm 229N:NH4 ppm 185N:NO3/N:NH4 : 0.81Extractable0N ppm 414
PH0Olsen ppm 448
Extractable0K cmol/kg 43.2
NMP,Salmonella(sp. NMP/g <L.D.NMP,E.coli NMP/g <L.D.
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EstabilidadyMadurez
�Gradodedescomposiciónytransformacióndelamateriaorgánica
� Estabilidad� Actividadmicrobianaenelsustrato(compost)� Biomasamicrobiana� Respirometría
� EvolucióndeCO2 y/otasadetomadeO2
� ContenidodeATP� Enzimas: β glucosidasas,ureasas,fosfatasas
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Método Muymaduro
Maduro Inmaduro
N-NO3/N-NH4 <0,5 0,5-3 >3
N-NH3 mg/kgdw <75 75-500 >500
N-NO3 mg/kgdw >70 >40 <40
AOVppmdw <200 200-100 >1000
%germinación >90 80-90 <80
Parámetrosdemadurez
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Metalespesados- Compost
Elemento MSWEU
BioWasteEU
Alemania Chile
Pb 420 83 150 100Cu 222 41 150 100Zn 919 224 500 200Cr 107 61 150 120Ni 84 26 50 20Cd 2.8 0.4 3 2Hg 1.9 <0.2 3 1
Kraus&Grammel,1992;NCh2880/04(16);EuropeanCompostCouncil2014
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• CaracterísticasBiológicas– IndicadoresdeCalidad
– Mesofauna: rotiferos, colémbolos
– Microorganismos benéficos• Grupos funcionales
– Fijadores de N– PO4 solubilizadores
– Microorganismos patógenos• Fitopatógenos
– Según cultivo:Phoma– Sclerotinia, Rhizoctonia, Nemátodos
• Patogenos humanos: Inocuidad
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Pais Metodo decompostaje
Temperatura/Patógenos
Colombia Todos > 55°C/3díasAustria Todos > 55°C/3díasAlemania Pilasabiertas
Pilascerradas
>55°C2semanas>65°C1semana>60°C 1semanaSalmonella ausente/25gVirustabaco(TMV)&Plasmodiophora sp.
Suiza Todosloscompost >55°C3semanas>60°C1semana
Dinamarca Todosloscompost >55°C2semanas
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SobrevivenciadePatógenosenCompost
Listeriamonocytogenes
Panieletal.,2010
Compostinmaduros Compostmaduros
Tiempo(Dias) Tiempo(Dias)
Tiempo(Dias) Tiempo(Dias)
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StandardsInternacionalesEPA-
ColombiaFrancia Chile
A
Metalespesadosmg/Kg(ppm)
AsCdCrHgPbNi
4139120017300420
1,5100115050
2120110020
Patógenos-indicadores
Salmonella sp:Coliformes fecales (MPN/4g)E. coliHuevos de helminto /4g psEnterococcusListeria monocytogenesClostridium perfringensVirus M2
Au/25g<1000
<1
Au/25g<1000<1000
<1<105 UFC/gAusencia
<3NMP<1000<1000<1
Ausencia<103UFC/ g<1UFP/4g
(NCh.2880/04(16);NTC5167/11;France-StandardNF44-095;Lemunier etal.,2005)
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AbonosorgánicosyenmiendasCalidad
CalidadSanitaria
Microorganismospatógenos
Humanos
Vegetales
Metalespesados
Madurezyestabilidad
Indicadoresquímicos
Indicadoresbioquímicos
Indicadoresbiológicos
Fertilidadyaptitud
Macroymicronutrientes
disponibles ytotales
pHyCE
INOCUIDAD
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Lampa-Colina,Metropolitana2012-2014
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CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS BIOSÓLIDOS
PARAMETROMICROBIOLOGICO
BIOSOLIDOPTAR
SALITRE(2007)
NORMAEPA40CFR503
NormaChilenaNCh 2880
Coliformes fecales(*NMP/100g 1.6x1010UFC/g
<20x105 (ClaseB)<1000(ClaseA) <1000NMP/g
HuevosdeHelminto <1 <1(ClaseA)>1(ClaseB) Ausencia
Salmonella sp. 1.57NMP/4g < 3NMP/4g Ausencia
Enterovirus <1ufp/4g -
Fuente: Proyecto Planta El Salitre, EAAB, EPA 40CFR 503, Nch 2880/04 (2016)
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InfiltraciónensuelosInfiltracióndesuelos AguasresidualesLodos AbonoconlodosdedepuradorasBiosolidosestiercoles
MarMar RíosylagosRiosylagos AguassubterráneasAguassubterraneas AguasderiegoAguasderiego
MoluscosbivalvosCrustaceos AguasdebañoAguasdeBano AguapotableAguasdepozo VerdurasVegetales AerosolesAerosoles
EXCRESIONES
VirusEntéricos
DIARREA: Rotavirus, Norovirus, Astrovirus
NO DIARREA: Polio, Coxsackie Echo
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Tedecompost
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Tédecompost
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CalidaddeBioinoculantesRequisito sólido líquido
ConcentraciónmínimaporcadamicroorganismoUFC/goUFC/ml
1x107 1x107
Purezamicrobiológicamínima95% 95%
Actividadbiológica:a.Infectividad,mínimo
b.Efectividad,incrementodebiomasaenlaespeciehospedera
90%
Estadísticamentesignificativo(α =0,05)
90%
Estadísticamentesignificativo(α =0,05)
Coliformes fecales <100 <100E.Coli <3 <3Salmonellasp Ausente Ausente
NormaICONTEC349/2008
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InocuidadNMPcoliformes fecales/E.coli
• Inhibeelcrecimientodelaflora Gram+
• Coliformes Fecales(45°C)• Sustratoscromógenos
Escherichia coli:• Enzima:β-D-glucoronidasa• Sustratofluorógeno:MUG(4-metil-
unbeliferil-bet-D-glucorónido)• Producto:4-metil-umbeliferonaoMU
fluorescente(UV360nm).• (+)sihayfluorescencia.
10
1
11
10
11
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TablaNMP(3tubos)
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Bacterias
62
Calidad
inocuidad
Microorganismospatógenoseindicadores
Humanos
Vegetales
Metalespesados
Pureza
Quién(es)es?
Consorcios
Concentración
Cuántohay?
Eficacia
Quéhacen?
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• SistemadeInocuidaddeAlimentos
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FSMA
HACCP
BuenasPrácticasdeManufacturaGMPs
CODEXALIMENTARIUS
„Lanormativamantienelamismabase,perosehaceénfasisenelsustentocientificoparaestablecerloscontrolesasociadosalaproducciondealimentos,
nuevoenfoquedecontrolespreventivosbasadosenelriego“
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Cronogramadecumplimiento
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RegistrosenFSMA
• CalidaddelAguadeUsoAgrícola
• AbonosdeorigenanimalyvegetalusadocomoFertilizantesoparamejorarlacalidaddelsuelo
• ControldeAnimalesDomésticosyAnimalesSilvestres
• HigieneySaluddelosTrabajadores
• Equipos,herramientaseinstalaciones:limpiezaehigiene
• ActividadesdeCultivo,Cosecha,EmpaqueyAlmacenamiento
http://www.fda.gov/downloads/Food/GuidanceRegulation/FSMA/UCM480548.pdf
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Conclusiones• Inocuidaddelosalimentosdependedediversosfactoresencampo:
– agua,estiercolesysuelos,equipos, manipuladores, productosquimicos,etc.
• Conoceryasegurarlacalidaddefuentesdeaguaydelaguaqueproducimos.
• Generarabonosyenmiendasensistemasdecompostacionqueasegurentemperatura
• Utilizarbioinoculantesyotrosbioproductosdealtacalidadeinocuidad
• ManejoIntegradodelcultivoparareducirperdidas,mejorarlacompetitividadenmercadosinternacionalesyparticipardelaeconomiacircular