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Impacto de la producción vegetal sostenible sobre la gestión medioambiental Institut National Polytechnique de Lorraine - ENSAIA Institut National Polytechnique.

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Presentación del tema: "Impacto de la producción vegetal sostenible sobre la gestión medioambiental Institut National Polytechnique de Lorraine - ENSAIA Institut National Polytechnique."— Transcripción de la presentación:

1 Impacto de la producción vegetal sostenible sobre la gestión medioambiental Institut National Polytechnique de Lorraine - ENSAIA Institut National Polytechnique de Lorraine - ENSAIA Michel KaemmererMichel Kaemmerer : Institut National Polytechnique de Toulouse – ENSAT Institut National Polytechnique de Toulouse – ENSAT Guillaume EchevarriaGuillaume Echevarria : Programa Precac 2003 Universidad Agraria de La Habana Universidad Agraria de La Habana Universidad Autónoma Chapingo Universidad Autónoma Chapingo

2 Los biosólidos como fuente: de materia orgánica del suelo, de fertilizantes de fertilizantes, de sustratos, de contaminantes ?

3 Composición química de los biosólidos (elementos fertilizantes) Biosólido líquido Biosólido pastoso Biosólido seco Biosólido encalado Biosólido compostado Tenor en materia seca (MS)(% del producto bruto) – 60 Tenor en materia orgánica (% de la MS) – 90 Tenor en materia mineral (% de la MS) – 20 pH – 7 Relación Carbón/nitrógeno (C/N) Nitrógeno (kg N/t bruto) – 9

4 Biosólido líquido Biosólido pastoso Biosólido seco Biosólido encalado Biosólido compostado Fósforo (kg P 2 O 5 /t bruto) Potasa (kg K 2 O/t bruto) Cal (kg CaO/t bruto) Magnesia (kg MgO/t bruto)

5 Biodisponibilidad del nitrógeno total de los biosólidos en año 1 (en % de la cantidad esparcida) TipoBiosólido líquido Biosólido pastoso Biosólido seco Biosólido encalado Biosólido compostado Biodisponibilidad 40 – 60%30 – 35%25 – 40%30 – 40%10% Biodisponibilidad del Fósforo total de los biosólidos (en % de la cantidad esparcida) Mas o menos el 70% según los tratamientos. El aporte de sulfato de hierro o de aluminio, o un tratamiento térmico, modifican la disponibilidad del fósforo.

6 Ejemplos de Exportaciones medias de macroelementos por cultivos en kg/ha (campaña 1998) rendimiento NP2O5P2O5 K2OK2OCaOMgO Trigo (grano) 7,7 t/ha Maíz (grano) 8,5 t/ha Colza (grano) 3,3 t/ha Remolacha (raiz entera) 6,8 t/ha

7 Integración de los biosólidos en el plan de fertilización Tipos de biosólidos aconsejados Cultivos implicadosAntes de la siembra Sobre cultivos Cereales de invierno (trigo, cebada,...) Biosólidos compostados Biosólidos liquidos al final del invierno Cultivos de primavera (maíz, sorgo, girasol, pápas,...) Todos tipos de Biosólidos Biosólidos liquidos localizados(antes del estadio 7-8 hojas para el maíz por ejemplo)

8 Colza de invierno sembrado temprano Todos tipos de Biosólidos Biosólidos liquidos localizados PraderasTodos tipos de Biosólidos Biosólidos liquidos (sobre pasto rasado) o Biosólidos compostados Leguminosas (arveja, soya,…) No precisan aportes de N Se distingue dos tipos de Biosólidos según la relación C/N : - Tipo I : biosólidos con C/N>8. El nitrógeno es poco biodisponible, a corto y medio plazo (biosólidos compostados, unos biosólidos encalados, biosólidos de lagunaje natural). Los periodos de esparcidos de este tipo son más extendidos. Tipo II : biosólidos con C/N<8. La biodisponibilidad del nitrógeno es más elevada a corto y medio plazo. Hay una restricción de los periodos de esparcido.

9 Cálculo de la dosis de biosólidos a esparcir Es como en fertilización clásica. El cálculo se hace en cuatro etapas : 1. Cálculo de lo que precisan los cultivos en nitrógeno y fósforo, teniendo en cuenta lo que ya trae el suelo, 2. Evaluación de las biodisponibilidades del nitrógeno y del fósforo de los biosólidos, 3. Determinación de las dosis posibles de biosólidos a esparcir, para satisfacer la alimentación en nitrógeno o en fósforo de los cultivos considerados. Se selecciona la dosis la más baja, para no tomar el riesgo de aportar el otro elemento en exceso. Habrá que complementar con un fertilizante mineral clásico para equilibrar lo que precisan los cultivos. 4. Cálculo de la fertilización complementaria mineral. En numerosos casos, particularmente con los biosólidos proviniendo de estación depuradora praticando la desfosfatación de las aguas servidas (dos a tres veces más ricos en fósforo que los otros biosólidos), hay que ajustar la disi de biosólidos sobre la base de la alimentación en fósforo. Una fertilización complementaria mineral en nitrógeno y potasa es necesaria. En conclusión, el fósforo es frecuentemente el elemento que condiciona la dosis de esparcido.

10 Ejemplos de dosis de esparcidos Biosólidos liquidos: 50 A 70 m 3 /ha cada año o cada dos años Biosólidos pastosos: 15 a 25 toneladas frescas/ha cada dos, tres o cuatro años Biosólidos encalados: 20 a 30 toneladas frescas/ha cada tres o cuatro años Biosólidos secados: 2 a 4 toneladas frescas/ha cada dos o tres años Biosólidos compostados: 15 a 25 toneladas frescas/ha cada dos o cuatro años Expresada en peso de materia seca, la dosis media para una parcela dada, por año, se encuentra en general entre 1 y 2 t MS/ha/año.

11 Hay que tener en cuenta unas características de unos biosólidos · Biosólidos encalados: una tierra agricola no calcárea pierde un promedio de 400 kg de equivalente CaO/ha/año. Se compensa esta perdida con un aporte de 1200 a 1600 kg de equivalente CaO/ha cada 3 o 4 años. Esto corresponde a un aporte de 20 t/ha, cada 3 o 4 años, de unos biosólidos conteniendo 70 kg de equivalente CaO/tonelada de producto fresco. La dosis es más elevada si la concentración en cal de los biosólidos es más baja. · Biosólidos compostados: para un compost maduro, se considera que el 50% de la materia orgánica aportada contribuira a mantener la materia orgánica estable del suelo. El horizonte arado de un suelo, de textura con limos y con un 2% de materia orgánica estable, pierde por mineralización entre 3500 y 5000 kg/ha de materia orgánica estable en tres años. Así que el balance orgánico de un horizonte arado depende de los cultivos y de las restituciones (residuos de las cosechas). Un aporte de 10 t/ha de biosólidos compostados, con un contenido de 400 kg de MO/t de producto fresco, procurará el equivalente de 2000 kg de MO estable al suelo.

12 Ejemplo de aporte de biosólidos líquidos sobre maíz irrigado con objetivo de producción 9 t/ha. Etapa 1 - Cálculo de la fertilización total en N, P y K: Nitrógeno: 180 kg/ha, teniendo en cuenta lo que queda en el suelo después del cultivo anterior, Fósforo: 90 kg/ha (P 2 O 5 ) Potasio: 60 kg/ha (K 2 O). Etapa 2 – Características de los biosólidos líquidos con 6 % de MS: Nitrógeno: 7 % de la MS y con una biodisponibilidad de 40 % Fósforo: 5,8 % de la MS y con una biodisponibilidad de 70 % Potasio: 0,9 % de la MS y con una biodisponibilidad de 100 %

13 Etape 3 – Selección de la dosis: Dosis permitiendo una buena alimentación en N: 107 m 3 / ha Dosis permitiendo una buena alimentación en P: 37 m 3 / ha Dosis permitiendo una buena alimentación en K: 111 m 3 / ha En conclusión : la dosis más baja debe ser retenida y corresponde a 37 m 3 /ha. Este ejemplo ilustra bien el papel que tiene el fósforo como factor limitante de la dosis de biosólidos que se puede aportar. Aqui, la cantidad de MS aportada es de 2,2 t MS/ ha. Etapa 4 - Cálculo de la fertilización mineral complementaria: Nitrógeno: 120 kg/ha (o sea, por ejemplo, 360 kg de amonitrato 33,5 %) Fósforo: : 0 Potasio: 40 kg/ha (o sea, por ejemplo, 70 kg de chloruro de potasio 60 %)

14 Ensayo de producción de maíz con biosólidos

15 Disposición de las parcelas

16 El sistema de drenaje

17 Características del biosólido

18 La fertilización utilisada para los ensayos

19 Producción de biomasa por pie y por panoja

20 Ensayo de campo con especies anuales

21 Caracterización analítica de los biosólidos Humedad % MB28,1 Materia sólida % MB71,9 MO % MS42,9 pH7,2 Nitrógeno total % MS2,0 Fósforo total % MS1,6 Calcio g/kg34,6 Magnesio g/kg9,1 Potasio g/kg0,5

22 Disposición de las parcelas

23

24 Fertilizantes minerales y biosólidos aplicados a las parcelas de trigo y avena, según tratamiento TRATAMIENTO Dosis, kg ha -1 UREA 1 SFT 1 LODO 1 Testigo % Fert. (Urea-SFT) % Fert y 50% Lodo % Lodo Considerando Urea con 45% de N; SFT con 46% de P 2 O 5 ; Lodo seco con 2,7% de N y Lodo húmedo con 30,14 % de agua residual

25 Fertilizantes minerales y biosólidos aplicados a las parcelas de maíz, según tratamiento TRATAMIENTO Dosis, kg ha -1 UREA 1 SFT 1 LODO 1 Testigo % Fert. (Urea-SFT) % Fert y 50% Lodo % Lodo Considerando Urea con 45% de N; SFT con 46% de P 2 O 5 ; Lodo seco con 2,7% de N y Lodo húmedo con 30,14 % de agua residual

26 Fertilizantes minerales y lodo aplicado a las parcelas de frijol, según tratamiento TRATAMIENTO Dosis, kg ha -1 UREA 1 SFT 1 LODO 1 Testigo % Fert. (Urea-SFT) % Fert y 50% Lodo % Lodo Considerando Urea con 45% de N; SFT con 46% de P 2 O 5 ; Lodo seco con 2,7% de N y Lodo húmedo con 30,14 % de agua residual

27 Fertilizantes minerales y lodo aplicado a las parcelas de tomate, según tratamiento TRATAMIENTO Dosis, kg ha -1 UREA 1 SFT 1 LODO 1 Testigo % Fert. (Urea-SFT) % Fert y 50% Lodo % Lodo Considerando Urea con 45% de N; SFT con 46% de P 2 O 5 ; Lodo seco con 2,7% de N y Lodo húmedo con 30,14 % de agua residual

28 Avena en temporada 2002/02: rendimiento de granos, como promedios por tratamiento TRATAMIENTORendimiento (qq ha -1 ) Test LSD Alfa= 0,05 Testigo13,5C 100 % Fert. (Urea-SFT) 46,4A 50 % Fert y 50% Lodo 40,7A 100 % Lodo 25,4B

29 Trigo en temporada 2002/02: rendimiento de granos, como promedios por tratamiento TRATAMIENTORendimiento (qq ha -1 ) Test LSD Alfa= 0,05 Testigo12,9C 100 % Fert. (Urea-SFT) 21,0B 50 % Fert y 50% Lodo 27,7A 100 % Lodo 26,2A

30 Maíz choclero en temporada 2002/03: rendimiento promedio por tratamiento, expresado como peso de mazorcas ha -1 TRATAMIENTO Rendimiento Total de Mazorcas kg ha -1 Peso Promedio de las Mazorcas g unidad -1 1ª. Calidad2ª. Calidad Testigo b635,3 ns.267,0 b 100 % Fert. (Urea-SFT) a610,4458,9 a 50 % Fert y 50% Lodo ab677,2324,7 ab 100 % Lodo b656,3330,2 ab

31 Frijol verde en temporada 2002/03: rendimiento expresado en kg ha- 1 de vainas verdes TRATAMIENTO Rendimiento Total de Vainas Verdes Rendimiento de Vainas Verdes/Cosecha kg ha- 1 kg ha- 1 1ª. Cosecha2ª. Cosecha Testigo ns3.017 ns1.839 ns 100 % Fert. (Urea-SFT) % Fert y 50% Lodo % Lodo

32 Tomate en temporada 2002/03: rendimiento de frutos, expresado en kg ha -1 TRATAMIENTO Rendimiento de Total de Frutos kg ha -1 Rendimiento de Frutos comerciales kg ha -1 Relación entre Rend. Comercial y Total % Testigo b b50,6 100 % Fert. (Urea-SFT) ab a70,5 50 % Fert y 50% Lodo a a66,8 100 % Lodo a a75,2

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34 Avena sembrada después de cosecha refleja tratamientos aplicados

35 Conclusiones


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