uso de la fracción sólida del purín porcino como

USO DE LA FRACCIÓN SÓLIDA DEL PURÍN PORCINO COMO
FERTILIZANTE EN LA PRODUCCIÓN DE CEBADA EN
SECANO
B. Riaño, M. C. García-González
Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León, Finca Zamadueñas, 47071 Valladolid,
España. [email protected] (B. Riaño), [email protected] (M.C. García-González)
Resumen: En este estudio se comparó la influencia de un abono orgánico (la fracción sólida de
purín porcino separada mediante tornillo prensa) frente a otro mineral y un testigo sin abonar
sobre el rendimiento del cultivo de cebada (cv. Hispanic) durante dos años consecutivos
(2011/2013). Asimismo, se comparó el efecto de la aplicación de cobertera mineral con la
fertilización sólo en sementera (tanto orgánica como mineral). Los parámetros medidos fueron
los relacionados con los componentes del rendimiento (número de espigas y peso específico) y
la producción de grano, así como el contenido nitrogenado de la paja y del grano. La fuente de
nitrógeno (mineral u orgánica) no pareció influir en el rendimiento del cultivo de cebada. Sin
embargo, la aplicación del abono en cobertera fue fundamental para el desarrollo del cultivo.
Por lo tanto, el abono mineral en sementera se puede sustituir por abono orgánico sin afectar
por ello la productividad de la cebada, con las ventajas que supone en el abaratamiento de los
costes de fertilización, contribuyendo a la adecuada gestión de los purines y mejorando las
propiedades del suelo.
Palabras clave: fracción sólida del purín, cebada, cultivo en secano, abono en sementera,
abono en cobertera.
USE OF SWINE MANURE SOLID FRACTION AS FERTILIZER IN
A NON-IRRIGATED BARLEY CROP
Abstract: In the present work, the effect of an organic fertilizer (solid fraction separated from pig
manure throughout a screw pressing) on the productivity of barley crop (cv. Hispanic) was
compared with a mineral fertilizer and with a crop without any fertilization throughout two crop
cycles (2011/2013). Moreover, the effect of the application of a mineral late fertilizer was
compared to the effect of a basal fertilizer (both organic and mineral). The parameters studied
were those related to the crop yield (number of spikes and specific weight) and the grain
productivity, as well as straw and grain nitrogen content. Nitrogen source (mineral or organic)
seemed not to affect barley productivity. However, late fertilization seemed to be crucial for the
development of the crop. Therefore, the basal mineral fertilizer could be replaced by the organic
fertilizer without affecting barley productivity while reducing the fertilization cost, contributing to
the proper manure management and improving soil properties.
Keywords: manure solid fraction, barley, non-irrigated crop, basal fertilizing, late fertilizing.
1. Introducción
Castilla y León es una de las regiones con una mayor cabaña ganadera porcina,
con unos 3.7 millones de cabezas en 2008 (MARM, 2010). El constante crecimiento de
la ganadería intensiva en esta región ha llevado consigo una gran concentración de
residuos ganaderos en áreas pequeñas y localizadas, dentro de las cuales la
aplicación excesiva de purín como fertilizante ha provocado contaminación de suelos y
aguas (Bernet y Béline, 2009). Las dificultades en el manejo de los purines en estas
zonas incluyen también las restricciones legislativas derivadas de la Directiva europea
91/676/CEE. Por lo tanto, se necesitan alternativas que ayuden a gestionar de forma
eficiente los elevados volúmenes de purines generados en estas zonas. En este
1
contexto, la aplicación de tecnologías de separación en las primeras etapas de las
plantas de tratamiento de purines concentra los nutrientes y la materia orgánica en una
fracción sólida, reduciéndose el volumen del purín residual, lo cual facilita su
almacenamiento y abarata su posterior transporte a otras zonas. Por otro lado, la
fracción líquida resultante puede ser así más eficazmente tratada mediante procesos
biológicos (Riaño y García-González, 2014).
El presente trabajo tiene como objetivo estudiar la productividad de la cebada
usando la fracción sólida de purín porcino como fertilizante en sementera
comparándolo con el uso de un abono mineral durante dos años consecutivos.
Asimismo, se evaluó el efecto de la aplicación del abono de cobertera mineral,
comparado con la fertilización sólo en sementera (tanto orgánica como mineral).
2. Materiales y métodos
Descripción del ensayo
Los ensayos fueron realizados a lo largo de dos campañas consecutivas (20112012 y 2012-2013) usando cebada (cv. Hispanic) en Valladolid (41º43´ N, 4º42´ W). El
suelo era de tipo franco con 2.3% de carbono total, 43 mg P205 Kg-1 de P-Olsen y
<0.05% de N total. La temperatura media fue de 12.5 ºC, y la precipitación de 270 mm
en la campaña 11-12 y 509 mm en la campaña 12-13. El diseño experimental fue al
azar, con tres repeticiones por tratamiento (seis para el testigo sin abonar), en
microparcelas de secano de 8 x 17.5 m.
Como fertilizante mineral en sementera se utilizó el complejo 8-15-15 (360 kg ha-1).
Como fertilizante orgánico en sementera se utilizó la fracción sólida de purín, la cual
presentó una concentración de nitrógeno orgánico de 1.5 g kg-1 y de 2.6 g kg-1 (sobre
muestra fresca) en la campaña 11-12 y 12-13, respectivamente, aplicándose 77 t ha-1
en la campaña 11-12 y 44 t ha-1 en la campaña 12-13. El abonado de cobertera fue de
300 kg ha-1 de nitrato amónico del 27. Los parámetros estudiados fueron: el número de
espigas por metro cuadrado, el peso específico y la producción de grano, así como el
contenido de proteínas de la paja y del grano.
Métodos analíticos y estadísticos
Los análisis de la fracción sólida del purín se analizaron de acuerdo con los
métodos normalizados (APHA, 2005). El peso específico del grano, su humedad y el
NKT fue determinado mediante espectrofotometría de infrarrojo (INFRATEC, 1241,
Foss). El contenido de proteína en grano y paja fue determinado multiplicando por 6.25
la concentración de NKT. El nº de espigas se determinó haciendo cinco conteos por
parcela con cuadrados de 0.5 m de lado. Los suelos se analizaron según la
metodología oficial (MAPA, 1994). El análisis estadístico de los datos se realizó
usando ANOVA (p> 0.05).
3. Resultados y discusión
Componentes del rendimiento: número de espigas y peso específico del grano
En el año agrícola 11-12, no se observaron diferencias significativas (p>0.05) en el
número de espigas por m2 entre ninguno de los tratamientos (Tabla 1). Sin embargo,
en el año 12-13, se observó que la aplicación del abono de cobertera contribuía
significativamente al aumento de espigas por m2, si bien, no se observaron diferencias
entre las parcelas con fertilización orgánica ni mineral. El peso específico del grano,
junto al nº de espigas y el nº de granos por espiga, completan la producción final. Los
2
pesos específicos del grano fueron ligeramente menores en el primer año de ensayo
que en el segundo. Así, en la campaña 11-12, los pesos específicos variaron entre
60 kg hL-1 para las parcelas en las que se aplicó fertilización mineral en sementera y
cobertera y 68 kg hL-1 en las parcelas en los que sólo se aplicó fertilización orgánica
en sementera. En el año 12-13, no se observaron diferencias estadísticamente
significativas en el peso específico obtenido para los distintos tipos de fertilización,
encontrando valores entre 70-73 kg hL-1.
Tabla 1. Espigas por metro cuadrado y productividad para las distintas fertilizaciones.
-2
-1
Espigas m
Productividad grano (kg ha )
Año 11-12
Año 12-13
Año 11-12
Año 12-13
Testigo
756 ± 119
331 ± 131
3000 ± 400
1600 ± 781
Testigo + cobertera
733 ± 318
3767 ± 850
Orgánico
849 ± 186
449 ± 96
3700 ± 400
3300 ± 800
Mineral
861 ± 171
516 ± 164
3467 ± 300
2800 ± 521
Orgánico + cobertera
1006 ± 347
721 ± 229
3133 ± 100
6400 ± 361
Mineral + cobertera
972 ± 142
834 ± 137
3000 ± 600
6500 ± 200
Rendimiento del cultivo
En la campaña 11-12 (Tabla 1), las producciones fueron similares en todos los
tratamientos (3000-3700 kg ha-1), no encontrándose diferencias significativas entre
ellos. El rendimiento del cultivo para el año 12-13 fue muy superior, llegando hasta
valores de 6400-6500 kg ha-1 en las parcelas con abonado en cobertera, lo cual se
puede atribuir al aumento significativo de las precipitaciones anuales. No se
encontraron diferencias significativas entre la fertilización orgánica y mineral aplicada
en sementera. En las parcelas sin ningún tipo de fertilización, el rendimiento del cultivo
disminuyó significativamente con respecto al año agrícola 11-12, lo cual se puede
explicar por el paulatino agotamiento de los nutrientes en el suelo como consecuencia
de la extracción vegetal y del exceso de lluvia.
Extracciones de nitrógeno por el cultivo
Respecto al contenido proteico de las distintas fracciones de la biomasa (Tabla 2),
en el primer año el porcentaje de proteína en grano fue ligeramente superior en las
parcelas en las que la fertilización se aplicó también en cobertera, si bien no se
observaron diferencias significativas entre el abonado orgánico y el mineral. En el
segundo año, el contenido proteico fue significativamente superior para las parcelas
con abonado orgánico, obteniéndose valores iguales o ligeramente superiores para las
parcelas en las que se aplicó fertilización en cobertera. Así, se concluye que al
incrementar la dosis de nitrógeno aplicada aumenta el porcentaje en el grano, lo que
concuerda con los resultados obtenidos por otros autores (Pardo y col., 2005). En
cuanto al porcentaje de proteína en paja, el primer año se observa un porcentaje
ligeramente superior en las parcelas con cobertera, mientras que el segundo no hay
diferencias significativas entre ninguno de los tratamientos utilizados, incluyendo las
parcelas testigo (Tabla 2).
Las extracciones de biomasa de las raíces se estimaron en un 20% del total de la
biomasa aérea y el porcentaje de nitrógeno la mitad de la parte aérea (Mitchell y Teel,
1997; Pardo y col., 2005). Las extracciones de N por parte de la cebada fueron
mayores en el caso de la aplicación en cobertera, alcanzando valores entre 9497 kg NKT ha-1 en el primer año y 131-149 kg NKT ha-1 en el segundo, con pocas
diferencias entre la fertilización orgánica y la mineral. En el caso de la aplicación de
abono sólo en sementera, tampoco hubo diferencias significativas entre la fertilización
3
orgánica y mineral, resultando una extracción de N entre un 24-35% inferior que en el
caso de las parcelas con fertilización posterior en cobertera. La extracción de N en las
parcelas con abono sólo en sementera se redujo drásticamente (hasta 5067 kg NKT ha-1) durante el segundo año. En la parcela testigo sin abonar la extracción
de nitrógeno por parte del cultivo fue inferior al resto de las condiciones, con valores
de 58 kg NKT ha-1 en el primer año y reduciéndose hasta 31 kg NKT ha-1 en el
segundo año, como consecuencia del mencionado agotamiento de nutrientes en el
suelo.
Tabla 2. Contenido proteico del grano y la paja para las distintas fertilizaciones.
Proteína (%)
Año 11-12
Año 12-13
Grano
Paja (s.m.f)
Grano
Paja (s.m.f)
10.9 ± 1.7
1.5 ± 0.2
10.4 ± 0.6
3.2 ± 0.4
Testigo
13.8 ± 0.4
4.3 ± 0.7
Testigo +cobertera
11.4 ± 2.3
1.9 ± 0.3
11.0 ± 0.9
3.9 ± 0.9
Orgánico
11.4 ± 1.3
1.9 ± 0.3
9.1 ± 0.4
4.1 ± 1.2
Mineral
14.5 ± 2.2
4.1 ± 0.6
10.8 ± 1.2
4.2 ± 0.1
Orgánico + cobertera
16.1 ± 0.1
3.7 ± 0.4
9.6 ± 1.5
3.3 ± 0.2
Mineral +cobertera
4. Conclusiones
Los resultados obtenidos indican que la fuente de nitrógeno (mineral u orgánica)
aplicada en sementera no parece influir en el rendimiento del cultivo de cebada. Por lo
tanto, el abono mineral en sementera se puede sustituir por abono orgánico sin afectar
por ello la productividad de la cebada y a su composición proteica, con las ventajas
que supone en el abaratamiento de los costes de fertilización y mejorando las
propiedades del suelo.
5. Bibliografía
APHA, 2005. Métodos normalizados para el análisis de aguas y aguas residuales. American
st
Water Works Association and Water Environment Federation. 21 ed. American Public Health
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MAPA, 1994. Métodos oficiales de análisis. Vol. III. Ministerio de Agricultura, Pesca y
Alimentación. Dirección General de Política Alimentaria. Madrid.
MARM, 2010. http://www. mapa.es/es/estadistica/pags/anuario/2008/indice.asp, fecha de
acceso: 23.11.12.
Mitchell, W.H., Teel, M.R., 1997. Winter annual cover crops for no tillage corn production.
Agronomy Journal, 69, 569-573.
Pardo, G., Aibar, J., Villa, F., Zaragoza, C., 2005. Efecto de distintos tipos de fertilizantes sobre
la evolución de nutrientes en el suelo y en la producción de cebada. ITEA: Información
Técnica Económica Agraria, 101 (2), 145-166.
Riaño B., García-González, M.C. (2014). On-farm treatment of swine manure based on solidliquid separation and biological nitrification-denitrification of the liquid fraction. J. Environ.
Manage. 132, 87-93.
Walkey, A., Black, I.A., 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil
organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil. Sci.,
37, 29-38.
Agradecimientos
Este trabajo se ha realizado en el marco del proyecto Life+ Manev (LIFE09 ENV/ES/000453).
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