Manejo de efluentes por ambiente Ing. Agr. Nicolás Sosa Ing. Agr. Sebastián Gambaudo.

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1 Manejo de efluentes por ambiente Ing. Agr. Nicolás Sosa Ing. Agr. Sebastián Gambaudo

2 ¿Por qué caracterizar ambientes para el manejo de la Fertilidad de los Suelos y de los Fertilizantes ? Por la variabilidad que existe: NATURAL (ocurre a escala grande y mediana). INDUCIDA (por Manejo, ocurre a escala grande, mediana y pequeña ) Y por eso condicionan la efectividad de los análisis de suelos y de plantas, al diagnóstico y a la recomendación de la nutrición y la fertilización.

3 Variabilidad + por paisaje + por manejo + por materia orgánica + por fósforo + por acidez del suelo (calcio) + por salinidad del suelo + por Propiedades Físicas del suelo

4 Variabilidad en gran escala

5 Distribución de P-Bray I del horizonte superficial (0-20cm) en suelos agrícolas de la región pampeana y extrapampeana. Sainz Rozas et al. (2011).

6 Variabilidad en mediana escala

7 BAJO M 1 BAJO M 1.000 mts M 2 M 3 M 4 M 5 Loma M 6 Loma BAJO 1.400m Variabilidad por el paisaje Darwich, 2002

8 Variabilidad debida al manejo

9 AMBIENTES «ANTROPICOS»

10 El Veris 3100 es un dispositivo de contacto, consta de 6 discos- electrodos que penetran aproximadamente 5 cm en el suelo. Dos discos emiten una corriente eléctrica continua y simultáneamente otros dos electrodos detectan la diferencia de potencial, dada por resistencia a través del suelo. La profundidad de medición se basa en la distancia que hay entre los discos-electrodos emisores y receptores (equidistantes).

11 OBJETIVOS DEL MANEJO ADECUADO DE LOS RESIDUOS ORGANICOS Reciclado de productos y/o subproductos de otras actividades agrícolas o ganaderas Valorización de estos subproductos, aprovechando sus contenidos nutricionales Minimización del impacto ambiental generado

12 Contenido en nutrientes poco conocido –estimaciones poco acertadas –ausencia de análisis fiables Mala predicción del nitrógeno disponible Prácticas de aplicación - distribución –manejo inadecuado Percepción “inflada” de los costos de aplicación Continúa siendo una operación desagradable Falta de confianza por parte de los usuarios ¿Por qué no se utilizan correctamente los residuos orgánicos?

13 Impacto ambiental Aire SueloAgua Emisiones de gases contaminantes NH3, CH4, etc. Descarga de efluentes con alto contenido de DBO y sólidos suspendidos Descarga de efluentes con alto contenido de metales pesados Problemática vinculada a la generación de efluentes

14 El producto a distribuir Composición Densidad Plasticidad Uniformidad Fluidez Procedencia El equipo utilizado Sistema de dosificación Sistema de distribución Ancho de distribución Ancho de trabajo

15 Composición de los efluentes Desde el punto de vista químico, los residuos ganaderos presentan una gran complejidad. A pesar de tener una composición cualitativa similar (agua, materia orgánica, macroelementos, elementos secundarios y microelementos), su composición cuantitativa es muy heterogénea. Depende de diversos factores: - Edad y tipo de animal - Sistema de manejo - Tipo de alimentación - Época del año

16 El Nitrógeno (N) de los residuos ganaderos se encuentra en 3 formas: MineralOrgánico Generalmente en forma amoniacal o uréica. Fracción orgánica mineralizable al año siguiente de la aplicación. Las 2 primeras fracciones tienen un efecto directo, similar al Nitrógeno aportado por un abono mineral. La tercera tiene un efecto a medio y largo plazo como aporte al suelo de materia orgánica. Orgánico-mineral Esta fracción enriquecerá la materia orgánica del suelo y será liberada mediante mineralización progresiva durante los años siguientes a la aplicación.

17 El Fósforo de las deyecciones animales está contenido esencialmente en las partes sólidas de las heces y se presenta bajo 2 formas: Forma mineral Forma orgánica Fosfatos solubles en agua. Supone alrededor del 80% del Fósforo total, muy rápidamente utilizable por las plantas Partes no digeridas de los alimentos. Frecuentemente constituidos de fitina, proteína de reserva de los granos, que será mineralizada muy lentamente en el suelo. Su valor fertilizante o coeficiente de equivalencia inmediato es de 0,85 en relación con el superfosfato (Ziegler et Héduit, 1991).

18 El potasio (K) está contenido principalmente en la orina, encontrándose en forma se sales minerales, por lo que su disponibilidad para las plantas es similar a la de un abono mineral El magnesio (Mg) tiene un comportamiento similar al del K, considerándose que, en general, su disponibilidad es equivalente a la de los abonos magnésicos minerales La acción fertilizante de los estiércoles en elementos como el P, K y micronutrientes resulta afectada en gran medida por la capacidad tampón (reguladora) del suelo, por lo que el impacto ambiental de estos elementos es mucho más reducido que en el caso del N.

19 Composición media de los efluentes de cerdo FaseMS (%) MO (%MS) N total (Kg/m 3 ) N amon. (Kg/m 3 ) P 2 O 5 (Kg/m 3 ) K 2 O (Kg/m 3 ) Engorde 9,675,87,33,85,64,1 Gestación 3,266,33,82,53,32,2 Lactación 3,42,1 Transición 5,342,8 Ciclo cerrado 5,866,14,92,94,12,7 (Babot et al., 2004) Composición variable !!!!

20 Estratificación en fosas Irañeta et al, 2002

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22 Removedores de estiércol

23 Dosis, uniformidad longitudinal y uniformidad transversal Ancho irregular Sobredosificación Pasadas demasiado espaciadas Dosis insuficiente Fuente: Dr. Emilio Gil

24 Resíduo sólido fácil de distribuir Resíduo sólido dificil de distribuir

25 Distribución de pesos para 38 cargas de estiércol provenientes de la misma explotación Peso del equipo (kg) Nº de remolques Fuente: Thirion (2003)

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27 Objetivo: reducir las emisiones de NH 3 66 45 30 20

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29 Método de aplicación localizada de efluentes Método de barras con tubos colgantes - Constituido por una estructura de la que cuelgan de 20 a 80 tubos flexibles, con un ancho de 6 a 24 m y una distancia entre salidas de 25 a 30 cm. -Este método supone la asociación de un triturador-distribuidor con cuchillas circulares para evitar las obstrucciones en las salidas individuales. -Deposita el efluente directamente sobre el suelo. -Diámetro de mangueras: 4–6 cm.

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31 Método de aplicación localizada de efluentes Método de barras con tubos colgantes Ventajas e inconvenientes de la aplicación de efluentes con el método de de tubos colgantes VentajasInconvenientes La uniformidad de distribución no está afectada por el viento al depositar el efluente directamente sobre el suelo. Necesita de un triturador-distribuidor para evitar problemas de obsturación de los tubos. La disminución de olores y volatilización de nitrógeno es notable respecto a los métodos anteriores. Riesgo de escorrentía, si hay pendiente en el terreno, a dosis altas. Ancho de trabajo variable (9-16 m).El costo es mayor que en los métodos anteriores. Permite aplicaciones ajustadas a dosis bajas. La uniformidad de aplicación es muy buena.

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33 Evolución de venta de maquinas para distribución de residuos orgánicos en Argentina

34 Dosis (kg/ha) = Caudal (kg/min) x 600 Ancho de trabajo (m) x Velocidad (km/h) Ancho de trabajo: 9 mVelocidad: 7.5 km/hCaudal: 3.600 kg/min Dosis (kg/ha) = 3.600 x 600 9 x 7.5 = 32.000

35 Ancho de distribución Ancho de trabajo Solapamiento Distribución transversal Distribución longitudinal

36 El uso de caudalímetros es cada vez más necesario

37 Nuevas tecnologías para una aplicación correcta (J. Parera, 2008) (Mangado et al., 2006 – Navarra Agraria)

38 Interés de la aplicación variable ( Agricultura de precisión ) Hay varias razones que justifican la inversión: Óptima gestión y aplicación de los nutrientes (reducción del consumo de fertilizantes minerales) La información obtenida (mapas) permite realizar planes integrales de gestión de los residuos Los datos almacenados posibilitan un exhaustivo balance de nutrientes en el suelo y en el cultivo, con información detallada de las aplicaciones

39 Incorporación de herramientas de agricultura de precisión en la aplicación de enmiendas orgánicas

40 AMBIENTES «ANTROPICOS» EEA Rafaela – Lote 4

41 A C B

42 Propiedades químicas Lote 4 EEA Rafaela ABC Mat. Org (%)2,893,273,81 Nit. Total (%)0,1450,1640,191 P disp. (ppm)34,651,868,7 pH5,825,735,62

43 Balance Cationico Lote 4 EEA Rafaela ABC CIC (meq/100)12,6614,6716,63 Calcio (meq/100)6,287,448,61 Magnesio (meq/100)1,371,61,74 Potasio (meq/100)1,271,551,91 Sodio (meq/100)0,280,360,56 Sat. Bases (%)72,774,777,1

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45 Sorgo Forrajero Campaña 2010-11 A C B 19.697 kg MS/ha 26.824 kg MS/ha 23.368 kg MS/ha Promedio lote: 18.117 kg MS/ha

46 Uso de efluentes porcinos en función de los ambientes edáficos

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48 Mapa de conductividad eléctrica aparente, profundidad 0-30cm.

49 Parámetros químicos del suelo (0-20 cm) Ambientes MONtP N-NO 3 S-SO 4 pH %ppm 1 Verde oscuro4,000,2090,514,431,86,50 2 Verde claro3,030,1539,011,138,66,14 3 Amarillo2,710,14115,516,926,96,61

50 La saturación de Ca oscila entre un 33 a un 46%, todos valores por debajo del valor deseado del 65%. Como también el Mg está por debajo del 10% en el complejo de intercambio, se sugiere el uso de dolomita para corregir estas deficiencias. Las cantidades necesarias serían las siguientes: Ambiente 1: 8.900 kg/ha Ambiente 2: 6.000 kg/ha Ambiente 3: 9.000 kg/ha AmbienteCaMgKNaCICCE 0-20cmSat. Ca Meq/100gdS/m% 18,92,02,10,1524,20,03737 210,62,21,60,1023,00,05346 37,52,02,10,1522,60,04133 Balance catiónico

51 Micronutrientes Ambiente ZnCuMnBCoMbFe Ppm 13,943,33232,20,241,610,71365,7 21,864,09300,00,892,210,77287,4 31,783,23160,90,121,260,73338,6

52 Caracterización del efluente porcino empleado. pHSol TotSol VolC.E.NtN-NH 4 PCaMgNaK mg/lmS/cmmg/l 8,2250969066,88100,829,443,475387091385 pHSol TotSol VolC.E.NtN-NH 4 PCaMgNaK kg/hamS/cmkg/ha 8,2250,969,066,881,0080,2940,4340,750,387,0913,85 Aporte de nutrientes (kg) cada 10.000l de efluente

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54 Producción de materia seca de maíz (kg ha -1 ) por ambiente. Campaña 2013-2014. 667 kg ha -1

55 Parámetros químicos del suelo (0-20 cm) evaluados a la cosecha del cultivo Ambientes MONtP N-NO 3 S-SO 4 pH CE %ppm dS/m 1 Verde oscuro4,390,27144,85,7145,70,5 2 Verde claro4,080,25101,68,819,65,71 Fue muy importante el incremente del fósforo (54,3 ppm en el ambiente 1 y 62,6 ppm en el ambiente 2), lo que nos indicaría un balance de nutrientes altamente positivo para el sistema. El valor de pH en los dos ambientes posterior a la cosecha fue bastante ácido y debería corregirse. La CE a la profundidad de 0-20 cm, si bien se incrementó en los 2 ambientes, se mantuvo por debajo de valores que generarían inconvenientes para el normal desarrollo de los cultivos.

56 Consideraciones finales El diagnóstico por ambiente permite delimitar zonas de manejo homogéneas dentro de un mismo lote y hacer un uso eficiente de insumos en función de las necesidades de cada ambiente. La agricultura de precisión brinda herramientas que permiten una excelente compatibilidad entre agricultura y ganadería. Existe una gran variación de equipos de aplicación de efluentes, por lo tanto es imprescindible contar con instrumentos que permitan calibrar la maquinaria de aplicación de efluente para emplear la dosis deseada. Se observa un importante incremento de la fertilidad potencial de los lotes con aplicación de residuos orgánicos. Esto repercute positivamente en la rentabilidad de la empresa en el largo plazo, por incrementos en el rendimiento de los cultivos. El reciclado de los residuos, es un recurso de suma importancia para aumentar la fertilidad de los lotes destinados a la implantación de un cultivo.

57 Ing. Agr. Nicolás Sosa - Ing. Agr. Sebastián Gambaudo sosa.nicolas@inta.gob.ar - sgambaudo@wilnet.com.ar Muchas gracias