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