Post on 29-Sep-2020
Técnicas de mitigación de los GEI en ganadería. Aplicación de las deyecciones ganaderas. Efecto
sobre la fertilidad del sueloa cargo de D. Antonio Vallejo García,
Catedrático de Universidad. Universidad Politécnica de Madrid
Conte
nid
o
- Procesos responsables de las emisiones de óxido nitroso en sistemas
agrícolas.
- Estrategias de mitigación de oxido nitroso asociadas a la aplicación de
deyecciones ganaderas.
- Efecto en lavado de nitrato y volatilización de amoniaco.
- Efecto en la fertilidad del suelo. Recomendaciones.
Nit
rog
en (
Tg
N y
r-1)
Atm
osp
her
ic N
2O
con
centr
atio
n (
pp
b)
160
140
120
Manure N
Synthetic fertilizer N
Biologically fixed N
Atmospheric N2O
330
320
310
100 300
80 290
60 280
40 270
20 260
0 250
1850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010
Year
El 2,0% del N procedente del estiércol y el 2,5% del N procedente de
los fertilizantes sintéticos se convirtió en N2O entre 1860 y 2005
EstiércolFertilizantes sintéticosN deposición
N2O atmosférico
ATMÓSFERA
SUELO
AGUAS SUBTERRÁNEAS
N orgánico
NH3
N amoniacal
NH3 ���� xNH4
N nítrico
NO3-
Mineralización
Lixiviación
N inorgánico
Fijación N2
Nitrificación
Volatilización
Inmovilizacion
Contaminación
Desnitrificación
Absorción
Deposición
95-99% N del suelo
N2O, NO
Condiciones que favorecen la emisión por
nitrificación
Condiciones que favorecen la emisión por
nitrificación
pH> 6.0pH> 6.0
El aporte de NH4
+
(fertilizantes estiercoles,
etc)
El aporte de NH4
+
(fertilizantes estiercoles,
etc)
La temperatura 27-30 ºC
La temperatura 27-30 ºC
WFPS
55-60%
WFPS
55-60%
NITRIFICACIÓN AUTÓTROFA
Desnitrificación
Es el principal mecanismo por el que el
N pasa del suelo o el agua a la
atmósfera.
Microbiología de la desnitrificación
Una amplia variedad de microorganismos pueden realizar desnitrificación.
Bacterias
Tienen óxido nitroso reductasa
Generan N2O y N2
Hongos
Una parte importante carecen de óxido nitroso reductasa por lo que la emisión acaba en N2O
Son capaces de sobrevivir en condiciones extremas
0
5
10
15
20
25
30
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10
,0
10
,5
C k
g h
a-1
d-1
N k
g h
a-1
d-1
NO N2O
N2 CO2
Loick et al. 2016. Soil Biology and Biochemistry, 95: 1-7
Van Groenigen et al., 2010
2Emisión de N2O
�La emisión de N2O está asociada a la dosis de N aplicado.
Factor de emisión de N2O(Tiene en cuenta la dosis aplicada de N)
• TIER 1- (IPCC)
Emisiones directas: 1% del N aplicado (fertilizantes químicos, estiércoles, rastrojo)
-No se tiene en cuenta el tipo de fertilizante, ni clima, ni suelo.
• TIER 2- (IPCC)
El factor depende del tipo de fertilizante, comarca, tipo de cultivo, clima.
Estrategia de mitigación
• Ajustar la dosis de fertilizante orgánico a las necesidades de la planta puede reducir 30-50% de las emisiones.
• Recomendación: Conocer el ritmo de aporte de N. Utilizar varias aplicaciones (cobertera en estiércoles líquidos).
¿Cómo afecta la fuente de N?
• ¿Emiten igual las deyecciones ganaderas que los fertilizantes químicos?
-depende de la humedad del suelo (régimen de lluvias, riego) y de la temperatura.
Metanálisis en áreas Mediterráneas: Efecto tipo fertilizante
Fig. Emisiones de cultivos tratados con fertilizantes orgánicos en comparación con minerales en zonas de clima mediterráneo (Cayuela et al. 2016).
Fuente: Cayuela et al 2016 (en revisión)
Metanálisis en áreas Mediterráneas: Efecto de la lluvia o el riego
¿Afecta la forma de aplicar el estiércol al suelo?
• La incorporación o inyección del purín incrementa en general las emisiones de N2O.
• En clima mediterráneo el efecto es pequeño si se aplica en un periodo en el que el suelo esté con baja humedad.
Inhibidores de la nitrificación
– DCD (Diciandiamida)
– DMPP (3,4-dimetilpirazol fosfato)–
Forma de aplicarlo:Se mezcla el inhibidor con el purín en el tanque antes de aplicar.
Efecto de aplicación de IN en purines
Emisión de N2O en maiz. LFPS es purín de cerdo, LFPS es purín de cerdo con inhibidor de la nitrificación (Guardia et al. 2016)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
C U COM LFPS LFPSI
N2
O t
ota
l g
N-/
ha
/añ
o
Emisión de N2O en una campaña de
maiz
C es control sin fertilización, U es urea, COM es estiércol de cerdo, LFPS es purín de cerdo, LFPSI es purín de cerdo con inhibidor.
Efecto de las estrategias de mitigación en las emisiones de N reactivo:
Lavado de NitratoN-NO3- Leached
0
100
200
300
400
16/11/97 24/7/98 31/3/99 6/12/99 12/8/00 19/4/01 25/12/01 1/9/02
kg N
-NO
3-/h
aP0
U
P1
P3
P5
maize maize barley maize
P0 es control, U es urea, P1, P3 y P5 es purin de cerdo a dosis simple (170 kgN/ha), triple y quintuple
Efecto de las estrategias de mitigación en las emisiones de N reactivo:
volatilización de amoniaco
Efecto de las estrategias de mitigación en las emisiones de N reactivo:
emisión de óxido nítrico
23%
mitigation
(P<0.05)
g N
O /
ha
C es control sin fertilización, U es urea, PU es purin de cerdo, PU+NI es purinde cerdo con inhibidor de la nitrificación
Estrategias de manejo de estiércoles y efecto en la fertilidad del suelo
Pérdidas de N tras la aplicación de estiércoles . Caso de estudio en cultivos de zonas mediterráneas (orientativo):- Volatilización de amoniaco: 10-20% (aplicados en superficie)- Lavado de Nitrato: 10-30% (en cultivos irrigados) . Díez et al (2001)
17% en maiz irrigado con 170kg N/ha purín.- N2O: 1% (IPCC)- NO: <1%- N2: <20% (en irrigados). Vallejo et al. (2004) aplicando purín en
superficie 17% en maiz.
Estrategias de manejo de estiércoles y efecto en la fertilidad del suelo
En zonas irrigadas, y a nivel de fertilidad, el principal problema es la volatilización, el lavado de nitrato y la pérdida de N2.
En secano (Mediterráneo), y a nivel de fertilidad, el principal problema es la volatilización.-------------------------------Las pérdidas de amoniaco, nitrato y NO se consideran fuentes indirectas de emisión de óxido nitroso
Estrategias de manejo y efecto en la fertilidad del suelo
El aumento de la salinidad puede ser un problema importante tras la aplicación de estiércoles. En zonas irrigadas es el propio riego el que incrementa la salinidad de acuíferos.
Sales solubles lixiviadas
0
10
20
30
40
1.2.98 9.10.98 16.6.99 21.2.00 28.10.00 5.7.01 12.3.02
Mg h
a-1
P0 P1 P3
maize maize barley maize
Estrategias de manejo recomendadas para la aplicación de estiércoles
• Las pérdidas por volatilización suelen ser las más importantes- Es necesario enterrar (inyectar) el purín.
• Dosificar adecuadamente. Aplicar todo el N en fondo es arriesgado.
• Manejo adecuado del agua. Favorecer fertirrigación: disminuye emisiones de N2O y también lavado de nitrato.
• Inhibidores de la nitrificación mezclado con el purín reduce las emisiones de N2O y NO.
Muchas gracias por su atención