50
REDUCCION DE EMISIONES DE AMONIACO MEDIANTE DISTINTAS TECNICAS DE APLICACIO N DE PURINES. FER-GIR (Acción 2) Documento elaborado por NEIKER Para el Proyecto FERGIR (EFA 79/08) Mayo de 2013

REDUCCIO N DE EMISIONES DE AMONIACO MEDIANTE ......REDUCCIO N DE EMISIONES DE AMONIACO MEDIANTE DISTINTAS TE CNICAS DE APLICACIO N DE PURINES. FER-GIR (Acción 2) Documento elaborado

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

REDUCCIO N DE EMISIONES DE AMONIACO MEDIANTE DISTINTAS

TE CNICAS DE APLICACIO N DE PURINES.

FER-GIR (Accion 2)

Documento elaborado por NEIKER Para el Proyecto FERGIR (EFA 79/08)

Mayo de 2013

ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................. 1 2. ENSAYOS DEL PROYECTO FER-GIR EN NEIKER ........................................................................................... 2 3. METODOLOGÍA PARA MEDICIÓN DE EMISIONES DE NH3 ............................................................................. 3

3.1. Técnica de las cámaras abiertas para determinación de emisiones de NH3 .............................................. 3 3.2. Tratamiento estadístico de los datos .......................................................................................................... 8

4. ENSAYO DE UBAGO ........................................................................................................................................... 9

4.1. Metodología del ensayo de Ubago ............................................................................................................. 9 4.2. Resultados del ensayo de Ubago ............................................................................................................. 13 4.3. Conclusiones del ensayo de Ubago ......................................................................................................... 16

5. ENSAYO DE OLITE ........................................................................................................................................... 17

5.1. Metodología del ensayo de Olite .............................................................................................................. 17 5.2. Resultados del ensayo de Olite ................................................................................................................ 23 5.3. Conclusiones del ensayo de Olite............................................................................................................. 27

6. ENSAYO DE LEGARDA .................................................................................................................................... 28

6.1. Metodología del ensayo de Legarda ........................................................................................................ 28 6.2. Resultados del ensayo de Legarda .......................................................................................................... 35 6.3. Conclusiones del ensayo de Legarda ....................................................................................................... 39

7. DISCUSIÓN DE LOS ENSAYOS SOBRE TÉCNICAS DE APLICACIÓN DE PURÍN ....................................... 40 8. CONCLUSIONES DE LOS ENSAYOS SOBRE TÉCNICAS DE APLICACIÓN DE PURÍN............................... 46 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................................ 47

1

1. INTRODUCCIÓN

La producción ganadera intensiva y la aplicación subsiguiente de estiércoles y purines da lugar

a pérdidas de amoniaco (NH3) y de óxido nitroso (N2O) a la atmósfera. El óxido nitroso es un

gas atmosférico que contribuye de forma importante tanto al calentamiento global como a la

reducción de la capa de ozono estratosférica (Crutzen, 1981; Phillips et al., 2007). El amoniaco,

por otra parte, es un gas acidificante que tiende a combinarse con el nitrato y el sulfato para

formar gotas de lluvia ácida (Asman et al., 1998) y vuelve al suelo en forma de deposición ácida

que conduce a la eutrofización de ecosistemas terrestres y acuáticos (Meade et al., 2010).

La concentración de N2O atmosférico es actualmente de 319 ppb, con un tiempo de

permanencia largo (114 años) y un poder de calentamiento alto (298 veces mayor que el del

CO2) (IPCC, 2007) y contribuye con un 6% al contenido total de gases de efecto invernadero de

la atmósfera (Meade et al., 2010).

Por otro lado, se estima que la agricultura produce en torno al 90% de las emisiones de NH3 en

Europa (CORINAIR, 2007), que es una proporción similar a la que genera en Estados Unidos

(Anderson et al., 2002). Dentro de la agricultura, el 80-90% de las emisiones de NH3 derivan de

las excreciones del ganado (ECETOC, 1994). Las emisiones de NH3 que no proceden de la

agricultura tienen su origen un gran número de fuentes relativamente pequeñas (Sutton et al.,

2000) y, en consecuencia, es probable que la mayor reducción de emisiones de NH3 se pueda

obtener de la reducción de las mismas en la agricultura (Webb et al., 2005).

Por todo ello, en la legislación europea es cada vez más importante que los ganaderos y

agricultores utilicen en los sistemas productivos de forma óptima el N contenido en las

excretas ganaderas, de cara a prevenir las emisiones de N (Søgaard et al., 2002). Las pérdidas

de NH3 por volatilización pueden alcanzar hasta el 30% del N total aportado mediante los

estiércoles y purines (ECETOC, 1994; Misselbrook et al., 2000) y, consecuentemente, la

cantidad de N disponible para el cultivo se reduce. En cuanto al N2O, se considera que una

media del 1% de los inputs de N aplicados al suelo se emite en forma de N2O (IPCC, 1996). Las

emisiones de NH3 y N2O dependen de factores climáticos, características de los estiércoles y

purines, las condiciones del suelo, la cobertura vegetal y los métodos de aplicación (Sommer et

al., 1991; Huijsmans et al., 2001; Søgaard et al., 2002).

La reducción de las emisiones de NH3 posteriores a la aplicación de purines y estiércoles en

suelos agrícolas es un aspecto clave en el desarrollo de estrategias para reducir las emisiones

de NH3 a nivel internacional. Esto se debe a varios motivos: i) se estima que las emisiones de

NH3 posteriores a la aplicación de purines y estiércoles en campo son una fuente fundamental

de emisiones de NH3 (en Europa el 30-40% de las emisiones de NH3 de los inventarios

nacionales proceden de esta fuente); ii) a diferencia de otros eslabones de la cadena de NH3 de

la producción animal (estabulación, almacenamiento, etc.), la reducción de las emisiones de

NH3 en campo no conlleva su traslado a otro eslabón de la cadena; iii) parce ser que las

técnicas de reducción de emisiones de NH3 en campo son de algunas de las medidas más

efectivas y menos costosas para los granjeros de cara a reducir las emisiones de NH3

(Misselbrook et al., 2004).

2

2. ENSAYOS DEL PROYECTO FER-GIR EN NEIKER

Dentro del proyecto FER-GIR, desde NEIKER, se han realizado mediciones de NH3 en 4 ensayos

en colaboración con el INTIA: Ubago, Arraitz, Olite y Legarda. En tres de los ensayos (Ubago,

Olite y Legarda) se trataba de comparar las emisiones de NH3 en campos de cereal con rastrojo

y sin labrar, después de la aplicación de purín de porcino mediante distintos métodos de

aplicación (tubos colgantes e inyección), con el fin de saber qué porcentaje de reducción se

obtenía en dichas emisiones de NH3 en relación con el método habitual de aplicación en la

zona (aplicación superficial mediante plato o abanico).

En el cuarto ensayo (Arraitz, Navarra), se midieron las emisiones de NH3 procedentes de la

aplicación de dos tipos de abono (digestato bruto y fracción líquida del digestato bruto,

obtenidas de la digestión anaerobia de estiércoles y purines de bovino) en una pradera de

clima atlántico, con el fin de tratar de completar un balance de N. En este ensayo los

tratamientos se aplicaron con el mismo método (tubos colgantes), aportando distintas dosis de

N y midiendo también otros componentes del balance de N (extracción por parte del cultivo,

variación del N mineral en suelo, lixiviación de N mineral y emisiones de N2O).

En el presente documento se exponen los resultados de los tres ensayos realizados sobre

técnicas de aplicación de purines (Ubago, Olite y Legarda). Mientras que en otro documento se

presentan los resultados del ensayo sobre balance de nitrógeno en una pradera de clima

atlántico (Arraitz).

3

3. METODOLOGÍA PARA MEDICIÓN DE EMISIONES DE NH3

3.1. Técnica de las cámaras abiertas para determinación de emisiones de NH3

En los cuatro ensayos realizados con la participación de NEIKER las mediciones del NH3 emitido

después de las aplicaciones del abono se llevaron a cabo mediante la técnica de las cámaras

abiertas.

Se emplearon (Figura 1) cámaras de PVC (0.0314 m2 de superficie y 6.75 L de volumen) que se

encajaban en anillos de PVC de 10 cm de altura que se insertaban unos 3 cm en el suelo. Las

cámaras estaban forradas internamente con politetrafluoroeliteno (PTFE) a fin de garantizar

una adsorción mínima de NH3 en las paredes de las cámaras. En cada repetición se colocó un

anillo que se mantuvo en el mismo lugar durante los dos días de ensayo, de manera que las

medidas siempre se realizaron sobre la misma superficie.

Figura 1. Dimensiones de los anillos y las cámaras abiertas de PVC utilizadas en los ensayos (Foto del

ensayo de Ubago).

4

Las concentraciones de NH3 se midieron mediante un analizador fotoacústico infrarrojo de

gases ó TGA (Bruel and Kjaer 1302 Multi-Gas Monitor) (Figura 2). Según las especificaciones

técnicas del aparato, el límite de detección de NH3 era de 0.2 ppm. En los ensayos de Ubago y

Legarda se empleó un TGA distinto al empleado en los ensayos de Olite y Arraitz. Aunque en

ambos casos se trataba del mismo modelo, al tratarse de distintos aparatos la rapidez de

obtención de las lecturas y el valor resultaron más altos en el aparato empleado en Olite y

Arraitz.

Figura 2. Analizador fotoacústico infrarrojo de gases o TGA utilizado en los ensayos de Ubago y

Legarda.

Una vez insertada la cámara sobre el anillo, desde un orificio se introducía aire exterior

depurado en la cámara; los otros dos orificios de la cámara permanecían abiertos. El flujo

creado de aire entrante era constante (1 L/min) y se regulaba mediante un caudalímetro. Se

esperaban 5-10 minutos aproximadamente para que se estabilizara el flujo de aire en el

interior de la cámara.

Después, se introducía un tubo de muestreo de teflón en uno de los orificios que permanecía

abierto y se realizaban, varias medidas de NH3 del aire del interior de la cámara hasta que las

lecturas se estabilizaban (un total de unas 6 lecturas para que las 2-3 últimas fueran estables)

(Figura 3, primera foto).

5

A continuación, el tubo de muestreo de teflón se insertaba en la válvula del tubo de aire

exterior y se cambiaba la posición de la válvula, para que todo el caudal de aire exterior se

dirigiera a través del tubo de teflón hacia el TGA (Figura 3, segunda foto). Se realizaban varias

medidas de NH3 del flujo de aire que se estaba metiendo en la cámara (un total de unas 6

lecturas para que las 2-3 últimas fueran estables).

Figura 3. Posición de tuberías y válvula para medida de gases del interior de la cámara y para medida

del flujo de gases de referencia creado hacia el interior de la cámara.

El flujo de aire se generaba mediante un compresor accionado por un generador y era

regulado mediante un caudalímetro. Antes de llegar al caudalímetro, ese aire que procedía del

aire circundante de la parcela se pasaba por una trampa de NH3 y, después, a través de

silicagel libre de CoCl2 para absorber el exceso de humedad. La trampa de NH3 consistía en un

primer matraz de 1 L de capacidad con 500 mL de H3PO4 (10%) y de un segundo matraz

también de 1 L con 500 mL de H2O. El aire ya filtrado y regulado se bombeaba hasta las

cámaras a través de tubos de PTFE (ver Figura 4).

6

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Figura 4. Vista general de los equipos necesarios para la medida de NH3 y detalle de: a) generador, b)

compresor, c) trampa de amoníaco, d) silicagel y caudalímetro, e) anillos/cámaras, f) analizador

fotoacústico. (Fotos de Ubago)

7

La concentración de NH3 emitida desde el suelo tras la aplicación de purín se calculaba como la

diferencia entre las concentraciones del aire de dentro de la cámara y del aire que se

introducía a caudal constante en la cámara. A partir de esta concentración de NH3, se obtenía

el flujo de NH3 en función del caudal de aire generado en la cámara y de la superficie de la

cámara. Finalmente, las emisiones de NH3 durante el período de muestreo se estimaron

multiplicando el flujo de NH3 por el intervalo de tiempo transcurrido entre las medidas.

Debido al analizador utilizado, no fue posible medir la concentración de NH3 en varias cámaras

simultáneamente. De manera que de la medida de una parcela a la inmediatamente posterior

había un intervalo de 10-30 minutos aproximadamente, dependiendo del ensayo. No obstante,

a efectos estadísticos, se tratan como si fueran repeticiones comparables.

8

3.2. Tratamiento estadístico de los datos

En todos los ensayos las variables que no se ajustaban a una distribución normal según el test

de Kolmogorov-Smirnov (es decir, con valores altos para la Z de Kolmogorov-Smirnov y de

significancia asintótica bilateral menor del habitual nivel de significación de < 0.05), fueron

transformadas hasta adecuarse a una distribución más normal. Posteriormente, los análisis

estadísticos de las variables normales y normalizadas se realizaron usando el programa

estadístico SAS v. 9.1 (SAS Institute Inc., 1999. Cary, NC). Los datos se analizaron mediante

análisis de varianza (procedimiento ANOVA), considerándose significativo un nivel de

probabilidad ≤ 0.05. La separación de medias se hizo mediante el test de Duncan.

9

4. ENSAYO DE UBAGO

4.1. Metodología del ensayo de Ubago

El ensayo se realizó a principios de septiembre (8 y 9 de septiembre) y consistió en medir

emisiones de amoníaco tras la aplicación de purín de porcino mediante dos equipos: cisterna

con plato o abanico (tratamiento Abanico) y cisterna con tubos colgantes (tratamiento Tubos).

La parcela de ensayo estaba en Ubago, Navarra (595 m sobre el nivel del mar, 30T, 560230 m E

– 4718816 m N). En la parcela se había cultivado cereal, se había cosechado en agosto

retirando la paja y en el momento del ensayo apenas quedaba rastrojo y no se había labrado.

Tabla 1. Características del suelo inicial del ensayo (8/9/2010), en los primeros 30 cm de profundidad:

textura USDA, pH, contenido en materia orgánica, conductividad eléctrica, capacidad de intercambio

catiónico y contenidos en nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, carbonatos, calizas y

nitrógeno mineral (en forma nítrica y amoniacal, extraídos con KCl 1M).

Arena gruesa (%) 7.44

Arena fina (%) 47.93

Limo (%) 22.68

Arcilla (%) 21.95

Clasificación Franco-arcillo-arenosa

pH 8.35

Materia Orgánica (%, sobre materia seca) 1.23

Conductividad eléctrica (mS/cm) 0.17

CIC (meq/100g materia seca) 9.17

N (%, sobre materia seca) 0.11

P (ppm, sobre materia seca) 51.57

K (ppm, sobre materia seca) 248

Ca (meq/100g de materia seca) 28.72

Mg (meq/100 g de materia seca) 1.03

Carbonatos (% sobre materia seca) 11.06

Caliza (% sobre materia seca) 2.34

N nítrico (mg N-NO3-/kg materia seca) 13.16

N amoniacal (mg N-NH4+/kg materia seca) 0.25

N nítrico (kg N-NO3-/ha), estimado suponiendo

densidad aparente de 1.5 t/m3 59.2

N amoniacal (kg N-NH4+/ha), estimado

suponiendo densidad aparente de 1.5 t/m3 1.1

Se aplicó purín de porcino en dos bandas de 50 metros de longitud cada una

aproximadamente y anchura igual a los equipos utilizados (10 m y 12 m, respectivamente, para

el abanico y para los tubos colgantes). Las dos bandas se separaron por 2 m de pasillo y cada

banda se dividió en 3 repeticiones de unos 10 m de longitud (A, B y C) (ver la Figura 5).

10

Figura 5. Distribución aproximada de los tratamientos (abanico y tubos colgantes) y las repeticiones

(A, B, C).

El purín aplicado procedía de la nave de cerdas madres del propietario de la parcela de ensayo

y se distribuyó el equivalente a unos 120 kg N total/ha en cada tratamiento (60 m3/ha) (ver la

Tabla 2).

Tabla 2. Composición del purín de porcino empleado en el ensayo.

Densidad (kg/m3) 1007.68

pH 7.52

Conductividad (mS/cm a 25º C) 15.54

Materia seca (%) 0.66

N Amoniacal (% N-NH4, sobre materia fresca) 0.18

N total (% sobre materia fresca) 0.20

Materia orgánica (% sobre materia seca) 52.29

P (% sobre materia seca) 1.27

K (% sobre materia seca) 11.41

Los equipos de distribución utilizados (ver Figura 6 y Figura 7) para los tratamientos fueron los

siguientes:

• Abanico o plato: de 10 m de anchura de trabajo.

• Tubos colgantes: 48 tubos colgantes de 3 cm de diámetro y 22 cm de separación entre

tubos contiguos, hasta un total de 12 m de anchura de trabajo.

11

Figura 6. Distribución de purín mediante cisterna con tubos colgantes y estado del ensayo

inmediatamente posterior a la distribución.

Figura 7. Distribución de purín mediante cisterna con plato o abanico y estado del ensayo

inmediatamente posterior a la distribución.

12

Las emisiones de NH3 se midieron el día de la aplicación y el siguiente día: nada más finalizar la

aplicación (0.5 h) y al cabo de 3.5, 6.5, 21.0, 24.0 y 27.0 horas. En realidad, debido al analizador

utilizado, no fue posible medir la concentración de NH3 en varias cámaras simultáneamente.

De manera que de la medida de una parcela a la inmediatamente posterior había un intervalo

de 30 minutos aproximadamente (entre 24 y 36 minutos). El orden de medida de las parcelas

fue el siguiente: Abanico-A, Tubos-A, Abanico-B, Tubos-B, Abanico-C, Tubos-C y vuelta a

empezar.

La aplicación de purín se realizó hacia las 11:00 de la mañana, con una temperatura de 17.5ºC

(las temperaturas fueron ascendiendo a lo largo del día hasta los 22ºC). Al día siguiente, las

mediciones comenzaron hacia las 9:00h de la mañana, con 14.7ºC (las temperaturas fueron

ascendiendo hasta los 20.6ºC).

13

4.2. Resultados del ensayo de Ubago

Debido al analizador utilizado, no fue posible medir la concentración de NH3 en varias cámaras

simultáneamente. De manera que de la medida de una parcela a la inmediatamente posterior

había un intervalo de 30 minutos aproximadamente (entre 24 y 36 minutos). El orden de

medida de las parcelas fue el siguiente: Abanico-A, Tubos-A, Abanico-B, Tubos-B, Abanico-C,

Tubos-C y vuelta a empezar.

Por tanto, al representar las concentraciones de NH3 de todas las medidas realizadas en sus

tiempos reales (Figura 8), se observa que la curva puede asemejarse a la de una función de

tipo potencial (o exponencial también), produciéndose las máximas concentraciones nada más

aplicarse el purín y disminuyendo éstas rápidamente en las primeras horas. Recordemos que la

aplicación de purín se realizó hacia las 11:00 de la mañana, con una temperatura de 17.5ºC y,

al día siguiente, las mediciones comenzaron hacia las 9:00h de la mañana. Ambos días las

temperaturas matinales fueron de 15-17ºC y ascendieron hasta los 21-22ºC a lo largo del día.

Aun sabiendo que no es totalmente correcto, si suponemos que el tratamiento en abanico

tiene tres repeticiones que son comparables con las otras tres repeticiones del tratamiento de

tubos, estadísticamente no existen diferencias significativas entre los tratamientos y hay,

lógicamente, una respuesta significativamente alta al intervalo de tiempo transcurrido desde la

distribución de purín, puesto que las concentraciones de NH3 eran menores a medida que

transcurría el tiempo desde la aplicación (Tabla 3).

14

Figura 8. Concentraciones de NH3 medidas en los dos tratamientos estudiados en función del tiempo transcurrido desde la aplicación del purín.

Tabla 3. Resultados del análisis de la varianza, suponiendo 2 tratamientos con 3 repeticiones y 6 momentos de medición. Se asumen diferencias altamente significativas

(***) cuando P ≤0.001, notablemente significativas (**) cuando 0.001< P ≤0.01 (**), significativas (*) para 0.01<P ≤ 0.05 y no significativas (ns) para P >0.05.

Pr > F

Modelo ***

Tratamiento ns

Repetición ns

Momento de medición ***

Tratamiento * Repetición ns

Tratamiento * hora ns

y = 14.458x-0.8716

R2 = 0.8777

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tiempo desde la aplicación (h)

Con

cent

raci

ón N

H3 (

mg/

m3)

Abanico

Tubos

Ajuste Abanico y Tubos

Potencial (Ajuste Abanico y Tubos)

15

Una vez sumadas las emisiones de NH3 de las 31 h posteriores a la aplicación de purín (Tabla 4),

resultó que no había diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos (1554 y 1722 g

de NH3/ha emitidos en el tratamiento de abanicos y de tubos, respectivamente). Estas emisiones de

las primeras 31h posteriores a la aplicación de purín, supusieron la pérdida del 1.1% del N total

aplicado mediante el purín.

Tabla 4. Emisiones medidas (y error estándar) de las 31h posteriores a la aplicación en los dos tratamientos

estudiados y porcentaje de N perdido que suponen respecto al aportado por el purín.

Emisiones en 31h (g/ha) % respecto al

N aportado NH3 N-NH3

Media Error STD Media Error STD Media Error STD

Abanico 1554a 158 1280a 130 1.14a 0.12

Tubos 1722a 122 1418a 100 1.07a 0.08

Media 1638 97 1349 80 1.10 0.06

La ausencia de diferencias significativas entre los tratamientos se debió, probablemente, a que, al ser

el purín muy líquido (0.66 % de materia seca), toda la superficie del suelo quedo cubierta, tanto

cuando fue esparcido con plato (tratamiento en abanico) como cuando fue esparcido con tubos

colgantes. Es decir, los tubos colgantes no depositaron el purín en surcos, como ocurre

habitualmente al aplicar purines más densos y, consecuentemente, la volatilización de NH3 ocurrió

uniformemente en todo el suelo cubierto de purín.

16

4.3. Conclusiones del ensayo de Ubago

Se puede concluir que en determinadas circunstancias, por ejemplo, cuando el suelo queda cubierto

por completo con el purín porque éste es muy líquido (0.66% de materia seca) o porque se a aplicado

una dosis muy alta, aportar purín en abanico o mediante tubos colgantes puede suponer una pérdida

de N muy similar.

17

5. ENSAYO DE OLITE

5.1. Metodología del ensayo de Olite

El ensayo se realizó a finales de julio (aplicación de tratamientos el 27/7/2011) y consistió en medir

emisiones de amoníaco tras la aplicación de purín de porcino mediante dos equipos: cisterna con

plato o abanico (tratamiento Abanico) y cisterna con tubos colgantes (tratamiento Tubos).

La parcela de ensayo estaba en Olite, Navarra, a 2 km aproximadamente del núcleo urbano (392 m

sobre el nivel del mar, 30T, 610167 m E – 4702028 m N). En la parcela se había cultivado cereal

(cebada), se había cosechado en julio retirando la paja y en el momento del ensayo todavía no se

había labrado y quedaba rastrojo.

Figura 9. Localización de la parcela de ensayo.

La parcela, de unas 3 ha aproximadamente, en la que se realizó el ensayo pertenecía a un ganadero.

La nave de porcino de engorde de este ganadero se localizaba al suroeste de la zona de la parcela en

la que se estableció el ensayo, a unos 80 m. Había un pequeño viñedo que separaba la zona de

ensayo de la nave de cebo. La fosa de purín era abierta y se encontraba a unos 120 m, también hacia

el suroeste del ensayo.

18

Tabla. Características del suelo inicial del ensayo (27/7/2011), en los primeros 10 cm de profundidad: textura

USDA, pH, contenido en materia orgánica, conductividad eléctrica, capacidad de intercambio catiónico y

contenidos en nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, carbonatos, calizas y nitrógeno mineral (en

forma nítrica y amoniacal, extraídos con KCl 1M).

Identificación de la muestra Suelo de Olite

Elementos gruesos (%) 9.82

Arena gruesa (%) 8.84

Arena fina (%) 35.59

Limo (%) 25.99

Arcilla (%) 29.58

Clasificación Franco-arcillosa

pH (1:2.5 de agua) 8.22

Materia Orgánica (%, sobre materia seca) 2.25

Conductividad eléctrica (1:5 de agua) (mS/cm) 0.26

CIC (meq/100g materia seca) 12.53

N (%, sobre materia seca) 0.16

P (ppm, sobre materia seca) 103

K (ppm, sobre materia seca) 643

Ca (meq/100g de materia seca) 20.68

Mg (meq/100 g de materia seca) 1.85

Carbonatos (% sobre materia seca) 25.74

Caliza (% sobre materia seca) 3.73

N nítrico (mg N-NO3-/kg materia seca) 40.85

N amoniacal (mg N-NH4+/kg materia seca) 4.26

N nítrico (kg N-NO3-/ha), estimado suponiendo densidad

aparente de 1.42 t/m3

61.13

N amoniacal (kg N-NH4+/ha), estimado suponiendo

densidad aparente de 1.42 t/m3

5.71

Humedad gravimétrica inicial del suelo: 2.34%

Se aplicó purín de porcino en dos bandas de 100 metros de longitud cada una aproximadamente y

anchura igual a los equipos utilizados (9.5 m y 13.2 m, respectivamente, para la aplicación con plato y

con tubos colgantes). Las dos bandas se separaron por 2 m de pasillo y cada banda se dividió en 3

repeticiones de unos 7 m de longitud (1, 2 y 3).

El viento dominante procedía del noroeste, por lo que, con el fin de tenerlo de espaldas durante el

ensayo (para disponer del aire más limpio en el compresor), se colocó el equipo de mediciones al

noroeste del ensayo y los tratamientos se aplicaron en dirección sureste (ver Figura 10).

19

Figura 10. Entorno del ensayo y localización de los tratamientos (plato y tubos colgantes) y las repeticiones

(las dimensiones no están representadas a escala).

El purín aplicado procedía de la nave de cerdos de engorde del propietario de la parcela de ensayo y

se distribuyó el equivalente a 60 kg N total/ha en cada tratamiento (40 m3/ha).

Tabla 5. Composición del purín de porcino empleado en el ensayo.

Identificación de la muestra Purín de porcino de Olite

Densidad (kg/m3) 1007.4

pH 7.71

Conductividad (mS/cm a 25º C) 14.7

Materia seca (%) 0.74

N Amoniacal (% N-NH4, sobre materia fresca) 0.14

N total (% sobre materia fresca) 0.15

Materia orgánica (% sobre materia seca) 45.94

P (% sobre materia seca) 1.80

K (% sobre materia seca) 18.23

20

Figura 11. Distribución de purín mediante cisterna con tubos colgantes en la parcela de ensayo.

Los equipos de distribución utilizados para los tratamientos fueron los siguientes:

• Plato o Abanico (P): de 9.5 m de anchura de trabajo.

• Tubos colgantes (TC): 44 tubos colgantes, con 30 cm de separación entre tubos contiguos,

hasta un total de 13.2 m de anchura de trabajo.

21

Figura 12. Distribución de purín mediante cisterna con plato o abanico en la parcela de ensayo.

Las emisiones de NH3 se midieron el mismo día de la aplicación. Debido a las características del

analizador utilizado, no fue posible medir la concentración de NH3 en varias cámaras

simultáneamente. De manera que de la medida de una parcela a la inmediatamente posterior había

un intervalo de 7 minutos aproximadamente (oscilando entre 5 y 15 minutos). A fin de procurar que

transcurriera el mismo tiempo entre la aplicación de cada tratamiento y la medida de las emisiones

de NH3 en las 3 repeticiones, se procedió de la siguiente forma:

• Se esparció primero el purín con TC (12:05 h del día 27/7/2011) e inmediatamente después, se

midieron las emisiones de NH3 en las repeticiones (TC1, TC2 y TC3).

• A continuación se aplicó el purín con P (13:05 h del día 27/7/2011) e inmediatamente después,

se midieron las emisiones de NH3 en las repeticiones (P1, P2 y P3).

22

En vista de este procedimiento, por un lado, entre los dos tratamientos (TC y P), había una diferencia

temporal de 1 hora. Por otro lado, dentro del mismo tratamiento, había una diferencia temporal de

unos 20 minutos entre la primera y la tercera repetición (entre TC1 y TC3 o entre P1 y P3).

Considerando que estas diferencias no eran relevantes, a efectos estadísticos se asume que las

medidas de NH3 de las distintas parcelas son comparables siempre que se tenga en cuenta el

momento real en el que se midió cada cámara y se sumen las emisiones del mismo intervalo de

tiempo (6.5 h, es decir, 390 minutos).

La aplicación de purín se realizó hacia las 12:00 h de la mañana, con una temperatura de 25.0ºC (las

temperaturas fueron ascendiendo a lo largo del día hasta los 30ºC).

Tabla 6. Temperaturas de aire y suelo tomadas durante el ensayo.

27/07/2011

Hora Temperatura (ºC)

Aire Suelo

11:45 25.0 21.5

13:50 28.0 23.4

15:00 30.0 -

17:10 26.8 24.5

18:54 25.0 24.7

20:17 22.2 26.4

Medidas tomadas en el ensayo durante las

mediciones de NH3

En el tratamiento con tubos colgantes, por observación se estimó, por un lado, la superficie de las

cámaras que quedaba cubierta con purín (pues sólo era una línea) y, por otro lado, la superficie de la

parcela que quedaba con purín con el fin de ajustar las emisiones obtenidas en las cámaras a las de la

parcela, ya que el purín cubría mayor proporción de suelo dentro de la cámara (en un rango del 70 al

100%, dependiendo de la repetición) que en la parcela en general en la que se aplicó purín con tubos

colgantes (en torno al 60%). Por tanto, las concentraciones de NH3 (mg/m3) corresponden a las

lecturas obtenidas de las cámaras directamente (tras restar la concentración del aire de referencia),

mientras que las emisiones de NH3 (g/ha) corresponden a estimaciones realizadas aplicando un

factor de corrección derivado de la superficie cubierta con purín (dentro de las cámaras y en la

parcela en general).

23

5.2. Resultados del ensayo de Olite

Debido al analizador utilizado, no fue posible medir la concentración de NH3 en varias cámaras

simultáneamente. De manera que de la medida de una parcela a la inmediatamente posterior había

un intervalo de 7 minutos aproximadamente (entre 5 y 15 minutos) (ver Figura 13), aunque a efectos

estadísticos se tratan como medidas simultáneas (ver Figura 14).

Al representar las concentraciones de NH3 (mg/m3) de todas las medidas realizadas en función del

tiempo, se observa que dentro de cada tratamiento las curvas son similares para las tres

repeticiones, pero son distintas de un tratamiento al otro (ver Figura 14 y Tabla 7). Por un lado, en el

tratamiento con P las concentraciones de NH3 fueron máximas (24.2 mg NH3/ m3) en los primeros

momentos tras la aplicación de purín y descendieron bruscamente y se estabilizaron al cabo de unas

2-3 h desde la aplicación, llegando a 9.3 mg/ m3 al final del ensayo. Por otro lado, en el tratamiento

con TC las concentraciones de NH3 fueron máximas justo después de la aplicación (18.0 mg NH3/m3)

pero menores que en el tratamiento con P, descendieron rápidamente (hasta 9.7 mg/m3, 2h después

de la aplicación) y tendían a ir descendiendo a medida que pasaba el tiempo (10.0 mg/m3, al final del

ensayo).

Figura 13. Concentraciones de NH3 (mg/m3) medidas en los tratamientos P y TC correspondientes a cada

repetición (1, 2, 3) representados en los tiempos reales respecto al momento de la aplicación del purín.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Con

cent

raci

ón d

e N

H3

(mg/

m3 )

Tiempo desde la aplicación (h)

TC1

TC2

TC3

P1

P2

P3

24

Figura 14. Concentraciones de NH3 (mg/m3) medidas en los tratamientos P y TC representados por la media

de las repeticiones y el error estándar, tal y como se consideran a efectos estadísticos.

Una vez calculadas las emisiones de NH3 (g/ha) en función del tiempo, se apreció –al igual que para

las concentraciones de NH3 – que las curvas son distintas para ambos tratamientos (ver Figura 15 y

Tabla 7) y que, además, en el tratamiento con TC la evolución de las emisiones en función del tiempo

varió significativamente de una repetición a otra (Tabla 7). Recordemos que para estimar las

emisiones de NH3 (g/ha) a partir de las concentraciones (mg/m3) hubo que aplicar un factor de

corrección al tratamiento con TC debido a que la fracción de superficie cubierta con purín dentro de

la cámara y fuera de la misma no eran exactamente iguales. En el caso del tratamiento con P, hay un

incremento rápido de las emisiones hasta un máximo (498 g NH3/ha) que se produce al cabo de unas

2.5 h después de la aplicación de purín y, después, de forma brusca descienden y tienden a ir

bajando, aunque con altibajos, hasta llegar a 89 g NH3/ha al final del ensayo, transcurridas 7 h de la

aplicación de purín. Mientras que en el caso del tratamiento con TC, hay un primer pico de emisiones

(201 g NH3/ha) que se alarga durante las 4 horas posteriores a la aplicación pero sin ser acusado y, a

continuación, se produce otro pico (196 g NH3/ha) que desciende rápidamente hasta 15 g NH3/ha al

cabo de 7 h desde el aporte de purín.

Tabla 7. Resultados del tratamiento estadístico (ANOVA) de las concentraciones y emisiones de NH3 en

función del tiempo. Se asumen diferencias altamente significativas (***) cuando P ≤0.001, notablemente

significativas (**) cuando 0.001< P ≤0.01 (**), significativas (*) para 0.01<P ≤ 0.05 y no significativas (ns) para

P >0.05.

Parámetro

Concentraciones de NH3

(mg/m3)

Emisiones de NH3 (g/ha)

Modelo *** ***

Tratamiento ns ***

Repetición ns *

Momento de medición *** ***

Tratamiento * Repetición ns ns

Tratamiento * momento *** ***

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Con

cent

raci

ón d

e N

H3

(mg/

m3 )

Tiempo desde la aplicación (h)

TC-media

P-media

25

Tabla 8. Resultados del tratamiento estadístico (ANOVA y separación de medias de Duncan). Se asumen

diferencias altamente significativas (***) cuando P ≤0.001, notablemente significativas (**) cuando 0.001< P

≤0.01 (**), significativas (*) para 0.01<P ≤ 0.05 y no significativas (ns) para P >0.05.

Tratamiento P Tratamiento TC

Concentraciones de

NH3 (mg/m3)

Emisiones de

NH3 (g/ha)

Concentraciones de

NH3 (mg/m3)

Emisiones de

NH3 (g/ha)

Modelo *** *** * ***

Repetición ns ns ns *

Momento de medición *** *** * ***

Duncan 2a 2a 1a 3a

1a 5b 3ab 6a

5b 3bc 4ab 4a

3b 7c 5b 2a

4b 1c 6b 1ab

6b 6d 7b 5b

7b 4d 8b 7b

8b 8e 2b 8c

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8: son momentos de medida, es decir, primera, segunda, tercera, etc. medida desde el aporte

de purín. Los momentos de medida seguidos de la misma letra no son estadísticamente distintos.

Figura 15. Emisiones de NH3 (g/ha) medidas en los tratamientos TC y P representados por la media de las

repeticiones y el error estándar, tal y como se consideran a efectos estadísticos.

0

100

200

300

400

500

600

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Em

isió

n de

NH

3(g

/ha)

Tiempo desde la aplicación (h)

TC-media

P-media

26

Al sumar las emisiones de las 6.5 h posteriores a la aplicación de purín, y después de corregir las

emisiones del tratamiento con TC en función del grado de cobertura de purín en la parcela (ya que

un 40% de la parcela quedó sin cubrir con purín alguno y, por tanto, en ese espacio entre tubos no

hay emisiones), resulta que las emisiones en el tratamiento con TC fueron un 26.3 % menores que las

producidas en el tratamiento con P (1.187 ± 0.091 kg NH3/ha y 1.611 ± 0.008 kg NH3/ha,

respectivamente). Estadísticamente, en el análisis de varianza el modelo no resulta estadísticamente

significativo, pero parece que las diferencias entre ambos tratamientos son estadísticamente

significativas, lo cual se vuelve a observar en la separación de medias de Duncan (Tabla 9).

No obstante, a pesar de las menores emisiones de NH3 observadas en el tratamiento con TC, en

ambos tratamientos la fracción de N perdida por volatilización fue baja (1.62 ± 0.12% y 2.20 ± 0.01%,

respectivamente, en el tratamiento con TC y A) en comparación con el N aportado en la aplicación de

purín (60 kg N/ha). Estas emisiones tan bajas de NH3 observadas en el ensayo se pueden deber a una

rápida infiltración del purín en el suelo que estaba muy seco (el contenido de humedad en el purín

era del 99.3% y en el suelo del 1.9%) combinada con las condiciones del ensayo (medidas de 6.5 h

posteriores al aporte de purín y aporte de sólo 60 kg N/ha) o a la posibilidad de que la técnica de

medición empleada no sea adecuada para obtener medidas absolutas de las emisiones de NH3 a

pesar de poder vislumbrar diferencias relativas entre los métodos de aplicación de purín (A y TC).

Tabla 9. Resultados del tratamiento estadístico (procedimiento ANOVA y separación de medias de Duncan)

de las emisiones de NH3 acumuladas durante las 8h posteriores a la aplicación de purín. Se asumen

diferencias altamente significativas (***) cuando P ≤0.001, notablemente significativas (**) cuando 0.001< P

≤0.01 (**), significativas (*) para 0.01<P ≤ 0.05 y no significativas (ns) para P >0.05.

Parámetro

Emisiones de NH3 (g/ha) Porcentaje respecto al

N aportado mediante purín (% N)

Modelo ns ns

Tratamiento * *

Repetición ns ns

Duncan Trt-A a Trt-A a

Trt-TC b Trt-TC b

Los tratamientos seguidos de distinta letra son estadísticamente distintos, según la separación de medias de

Duncan.

27

5.3. Conclusiones del ensayo de Olite

La evolución de las emisiones de NH3 a lo largo del tiempo en los dos métodos de aplicación de purín

estudiados (A y TC) fue distinta, observándose en el caso del tratamiento con A las mayores

emisiones en las primeras 2-3 h después de la aplicación de purín y, en el caso del tratamiento con

TC, las emisiones fueron en general más bajas y con menores fluctuaciones. De cualquier modo, para

cuando finalizó el ensayo (6.5 h posteriores a la aplicación), las emisiones habían descendido

notablemente, por lo que probablemente no tiene sentido solicitar que se incorpore el purín en las

24 h posteriores a la aplicación si en las primeras 6-7 h ya se han producido todos los picos de

emisiones.

Las pérdidas de NH3 por volatilización resultaron ser muy bajas en los dos tratamientos estudiados

(1.187 ± 0.091 kg NH3/ha en el tratamiento con TC y 1.611 ± 0.008 kg NH3/ha en el tratamiento con

A), en comparación con el N aportado mediante el purín (60 kg N/ha). No obstante, hay que destacar

que la diferencia entre los tratamientos parecía significativa, siendo las emisiones del tratamiento

con TC un 26.3% inferiores a las emisiones con A.

Las emisiones tan bajas de NH3 observadas en el ensayo se pueden deber a una rápida infiltración del

purín en el suelo que estaba muy seco (el contenido de humedad en el purín era del 99.3% y en el

suelo del 1.9%) combinada con las condiciones del ensayo (medidas de 6.5 h posteriores al aporte de

purín y aporte de sólo 60 kg N/ha). Aunque también es posible que la técnica de medición empleada

sea cuestionable para obtener medidas absolutas de las emisiones de NH3 a pesar de poder ser

adecuada para determinar diferencias relativas entre los métodos de aplicación de purín (A y TC).

28

6. ENSAYO DE LEGARDA

6.1. Metodología del ensayo de Legarda

El ensayo se realizó a principios de octubre (aplicación de tratamientos el 4/10/2011) y consistió en

medir emisiones de amoníaco tras la aplicación de purín de porcino mediante dos equipos: cisterna

con plato o abanico (tratamiento Abanico, A) y cisterna con sistema de inyección (tratamiento

Inyección, I).

La parcela de ensayo estaba en Legarda, perteneciente al municipio de Vitoria-Gasteiz (Araba), a 450

m aproximadamente del núcleo urbano de Legarda (511 m sobre el nivel del mar, 30T, 521740 m E –

4748863 m N) y a 7 km del centro de Vitoria-Gasteiz. En la parcela se había cultivado cereal, se había

cosechado a finales de julio retirando la paja y en el momento del ensayo todavía no se había labrado

y quedaba rastrojo.

Figura 16. Localización de la parcela de ensayo.

La parcela, de unas 4 ha aproximadamente, en la que se realizó el ensayo pertenecía a un ganadero.

Las fosas de la nave de porcino de engorde de las que procedía el purín empleado estaban abiertas y

se localizaban al oeste de la zona de la parcela en la que se estableció el ensayo, a unos 650-700 m.

Entre esta granja de porcino y la zona de ensayo había parcelas llanas de cereal.

29

Tabla 10. Características del suelo inicial del ensayo (4/10/2011), en los primeros 10 cm de profundidad:

textura USDA, pH, contenido en materia orgánica, conductividad eléctrica, capacidad de intercambio

catiónico y contenidos en nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, carbonatos, calizas y nitrógeno

mineral (en forma nítrica y amoniacal, extraídos con KCl 1M).

Identificación Suelo inicial de Legarda

Arena gruesa (%) 8.01

Arena fina (%) 23.18

Limo (%) 38.36

Arcilla (%) 30.45

Clasificación Franco-arcillosa

pH (1:2.5 agua) 8.19

Materia Orgánica (%, sobre materia seca) 3.58

Conductividad eléctrica (mS/cm) (1:5 agua) 0.34

CIC (meq/100g materia seca) 14.82

N (%, sobre materia seca) 0.17

P (ppm, sobre materia seca) 60.49

K (ppm, sobre materia seca) 373

Ca (meq/100g de materia seca) 27.52

Mg (meq/100 g de materia seca) 0.80

Carbonatos (% sobre materia seca) 42.46

Caliza (% sobre materia seca) 6.75

N nítrico (mg N-NO3-/kg materia seca) 43.26

N amoniacal (mg N-NH4+/kg materia seca) 38.44

N nítrico (kg N-NO3-/ha), estimado suponiendo

densidad aparente de 1.35 t/m3

58.4

N amoniacal (kg N-NH4+/ha), estimado

suponiendo densidad aparente de 1.35 t/m3

51.9

Humedad gravimétrica inicial del suelo: 6.05%

Se aplicó purín de porcino en dos bandas de 50 metros de longitud cada una aproximadamente y

anchura igual a los equipos utilizados (2.5 m). Las dos bandas se separaron por 2 m de pasillo y cada

banda se dividió en 3 repeticiones de unos 7 m de longitud (1, 2 y 3).

El viento dominante procedía del norte, aunque apenas sopló durante el ensayo. Con el fin de tener

el viento predominante de espaldas durante el ensayo (para disponer del aire más limpio en el

compresor), se colocó el equipo de mediciones al noroeste del ensayo y los tratamientos se aplicaron

en dirección sureste (ver Figura 17).

30

Figura 17. Entorno del ensayo y localización de los tratamientos (abanico e inyección) y las repeticiones (las

medidas no están a escala real).

El purín aplicado procedía de una nave de cerdos de engorde y se distribuyó el equivalente a unos

300 kg N total/ha en cada tratamiento (115 m3/ha). El ganadero simplemente realizó la aplicación

que hacía habitualmente y la dosis aplicada se estimó en función del peso de la cisterna, la anchura

de trabajo y la longitud recorrida por el tractor hasta el vaciado de la cisterna.

Tabla 11. Composición del purín de porcino empleado en el ensayo.

Identificación Purín de porcino de Legarda

Densidad (kg/m3) 1008.2

pH 6.93

Conductividad (mS/cm a 25º C) 20.5

Materia seca (%) 1.36

N amoniacal (% N-NH4, sobre materia fresca) 0.20

N total (% sobre materia fresca) 0.26

Materia orgánica (% sobre materia seca) 58.03

P (% sobre materia seca) 1.17

K (% sobre materia seca) 10.03

31

Figura 18. Distribución de purín mediante cisterna con inyectores en la parcela de ensayo.

Los equipos de distribución utilizados para los tratamientos fueron los siguientes:

• Inyección (I): 7 inyectores, con 35 cm de separación entre inyectores contiguos, hasta un

total de 2.5 m de anchura de trabajo.

El tratamiento de inyección (I) se aplicó mediante un apero modelo Joskin 2800 7SK; el tratamiento

con abanico o plato (A) se simuló aplicando el purín con los inyectores elevados a unos 50 cm del

suelo, es decir, sin hincarlos ni introducirlos en el suelo, de manera que toda la superficie quedó

cubierta con purín.

32

Figura 19. Simulación de aplicación en abanico por elevación de los inyectores.

Las emisiones de NH3 se midieron el día de la aplicación. Debido a las características del analizador

utilizado, no fue posible medir la concentración de NH3 en varias cámaras simultáneamente. De

manera que de la medida de una parcela a la inmediatamente posterior había un intervalo de 23

minutos aproximadamente. A fin de procurar que transcurriera el mismo tiempo entre la aplicación

de cada tratamiento y la medida de las emisiones de NH3 en las 3 repeticiones, se procedió de la

siguiente forma:

33

• Se esparció primero el purín con A (10:30 h del día 4/10/2011) e inmediatamente después, se

midieron las emisiones de NH3 en la primera repetición (A1).

• A continuación se aplicó el purín con I (10:35 h del día 4/10/2011) e inmediatamente después,

se midieron las emisiones de NH3 en la primera repetición (I1).

• Después se siguieron alternando las repeticiones (A2, I2, A3, I3) y vuelta a empezar (A1, I1, A2,

I2, A3, I3).

En vista de este procedimiento, por un lado, entre los dos tratamientos (A e I), había poca diferencia

temporal respecto al momento de aplicación (entre 7 y 23 minutos). Pero, dentro del mismo

tratamiento, había una diferencia temporal de unos 52-68 minutos entre la primera y la tercera

repetición (entre A1 y A3 o entre I1 e I3).

Considerando que estas diferencias no eran relevantes, se asume que las medidas de NH3 de las

distintas parcelas son comparables siempre que se tenga en cuenta el momento real en el que se

midió cada cámara y se sumen las emisiones del mismo intervalo de tiempo (8h con 10 min, es decir,

490 minutos).

La aplicación de purín se realizó hacia las 10:30h de la mañana, con una temperatura de 17.5ºC. Las

temperaturas fueron ascendiendo a lo largo del día hasta un máximo de 30.3ºC a las 16:00h y

volvieron a descender hasta 19.5ºC para cuando finalizó el ensayo (ver Tabla 11).

34

Tabla 11. Medidas tomadas durante el ensayo y datos meteorológicos de la estación de Vitoria-Gasteiz

(estación C-040), localizada a menos de 7 km del ensayo.

04/10/2011

Hora Temperatura (ºC)

Aire Suelo

10:30 17.5 -

13:40 29.5 24.5

16:15 30.3 -

18:00 26.0 22.3

20:30 19.5 22.2

Viento Medio (a 11 m) Aire

Velocidad Dirección Temperatura Humedad

Hora (km/h) (º) (ºC) (%)

10:30 2.0 311 22.2 48

11:00 0.5 36 23.7 43

11:30 1.8 337 24.8 39

12:00 6.7 41 25.0 35

12:30 9.4 13 25.0 34

13:00 15.3 22 24.9 37

13:30 13.8 30 25.0 37

14:00 15.0 36 24.9 39

14:30 16.6 49 25.3 35

15:00 16.0 14 25.0 41

15:30 17.5 14 24.6 45

16:00 17.9 23 24.0 50

16:30 12.8 33 24.2 47

17:00 16.9 24 23.7 47

17:30 12.1 10 22.5 54

18:00 11.6 24 21.3 57

18:30 16.6 30 20.5 66

19:00 12.3 36 19.6 73

19:30 13.2 35 19.1 76

20:00 8.7 13 18.0 84

20:30 8.4 35 17.6 86

En el tratamiento con inyección, por observación se estimó, por un lado, la superficie de las cámaras

que quedaba cubierta con purín (o más bien con el surco del inyector) y, por otro lado, la superficie

de la parcela que quedaba con purín con el fin de ajustar las emisiones obtenidas en las cámaras a las

de la parcela, ya que el purín cubría mayor proporción de suelo dentro de la cámara (en torno al

50%) que en la parcela en general en la que se aplicó purín con el inyector (en torno al 25%). Por

tanto, las concentraciones de NH3 (mg/m3) corresponden a las lecturas obtenidas de las cámaras

directamente (tras restar la concentración del aire de referencia), mientras que las emisiones de NH3

(g/ha) corresponden a estimaciones realizadas aplicando un factor de corrección derivado de la

superficie cubierta con purín (dentro de las cámaras y en la parcela en general).

35

6.2. Resultados del ensayo de Legarda

Debido al analizador utilizado, no fue posible medir la concentración de NH3 en varias cámaras

simultáneamente (ver apartado de metodología), tal y como se observa en la Figura 20. No obstante,

a efectos estadísticos, se ha de considerar que son medidas comparables, tal y como se deduciría de

la Figura 21.

Figura 20. Concentraciones de NH3 (mg/m3) medidas en los tratamientos A e I correspondientes a cada

repetición (1, 2, 3) representados en los tiempos reales respecto al momento de la aplicación del purín.

Figura 21. Concentraciones de NH3 (mg/m3) medidas en los tratamientos A e I representados por la media de

las repeticiones y el error estándar, tal y como se consideran a efectos estadísticos.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Con

cent

raci

ón d

e N

H3

(mg/

m3 )

Tiempo desde la aplicación (h)

I1

I2

I3

A1

A2

A3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tiempo desde la aplicación (h)

Con

cent

raci

ón d

e N

H3 (

mg/

m3)

I-media

A -media

36

Al representar las concentraciones de NH3 en forma de mg/m3 de todas las medidas realizadas en

función del tiempo, se observa que dentro de cada tratamiento las curvas son similares para las tres

repeticiones, pero son distintas de un tratamiento al otro (Figuras 20 y 21). Por un lado, en el

tratamiento con A las concentraciones de NH3 fueron ascendiendo rápidamente hasta transcurrir

unas 4 horas desde el aporte de purín (con un máximo de emisión de 6.8 mg NH3/m3) y después

fueron descendiendo (aún seguía emitiéndose una media de 2.3 mg/m3 transcurridas 8 h desde la

aplicación de purín). Por otro lado, en el tratamiento con I, las emisiones fueron más bajas y se

mantuvieron más o menos estables durante unas 6 horas desde la aplicación de purín, en torno a

0.66 mg NH3/m3; al final del ensayo descendieron hasta una media de 0.17 mg/m

3. Estadísticamente

se confirman las diferencias que se observan gráficamente (ver Tablas 12 y 13).

Tabla 12. Resultados del tratamiento estadístico (ANOVA) de las concentraciones y emisiones de NH3 en

función del tiempo. Se asumen diferencias altamente significativas (***) cuando P ≤0.001, notablemente

significativas (**) cuando 0.001< P ≤0.01 (**), significativas (*) para 0.01<P ≤ 0.05 y no significativas (ns) para

P >0.05.

Parámetro

Concentraciones de NH3

(mg/m3)

Emisiones de NH3 (g/ha)

Modelo *** ***

Tratamiento *** ***

Repetición ns ns

Momento de medición *** ***

Tratamiento * Repetición ns ns

Tratamiento * momento *** ***

Tabla 13. Resultados del tratamiento estadístico (ANOVA y separación de medias de Duncan). Se asumen

diferencias altamente significativas (***) cuando P ≤0.001, notablemente significativas (**) cuando 0.001< P

≤0.01 (**), significativas (*) para 0.01<P ≤ 0.05 y no significativas (ns) para P >0.05.

Tratamiento A Tratamiento I

Concentraciones de

NH3 (mg/m3)

Emisiones de

NH3 (g/ha)

Concentraciones de

NH3 (mg/m3)

Emisiones de

NH3 (g/ha)

Modelo ** ** * ns

Repetición ns ns ns ns

Momento de

medición ** ** * *

Duncan 2a 2a 2a 2a

3b 3b 3a 3a

4c 4c 1a 1ab

1c 1c 4b 4b

1, 2, 3 y 4: son momentos de medida, es decir, primera, segunda, tercera y cuarta medida, respectivamente,

desde el aporte de purín. Los momentos de medida seguidos de la misma letra no son estadísticamente

distintos.

37

Una vez calculadas las emisiones de NH3 en g/ha y en función del tiempo, se apreció –al igual que

para las concentraciones de NH3 en mg/m3

- que las curvas son distintas para ambos tratamientos,

pero similares dentro del mismo tratamiento para las tres repeticiones (ver Figura 22). En el caso del

tratamiento con A, las emisiones suben rápidamente hasta un máximo de 348 g NH3/ha al cabo de

aproximadamente 4 h desde la aplicación de purín y, después, descienden hasta una media de 82

g/ha, que es similar a la emisión inicial (54 g/ha de media nada más iniciar el ensayo). Mientras que

en el caso del tratamiento con I, las emisiones se mantienen más estables durante unas 6-7 h

posteriores a la aplicación (en torno a 15 g NH3/ha) y no descienden hasta la última medida del

ensayo (una media de 3 g/ha).

Figura 22. Emisiones de NH3 (g/ha) medidas en los tratamientos A e I representados por la media de las

repeticiones y el error estándar, tal y como se consideran a efectos estadísticos.

Al sumar las emisiones de las 8 h posteriores a la aplicación de purín, y después de corregir las

emisiones del tratamiento con I en función del grado de cobertura de purín en la parcela (ya que un

75% de la parcela quedó sin cubrir con purín alguno y, por tanto, en ese espacio entre inyectores no

hay emisiones), resultó que las emisiones en el tratamiento con I fueron un 93.4 % menores que las

producidas en el tratamiento con A (0.047 ± 0.005 kg NH3/ha y 0.700 ± 0.081 kg NH3/ha,

respectivamente). Estas diferencias resultaron significativas estadísticamente (ver Tabla 14).

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tiempo desde la aplicación (h)

Con

cent

raci

ón d

e N

H3 (

g/ha

)

I-media

A -media

38

Tabla 14. Resultados del tratamiento estadístico (procedimiento ANOVA y separación de medias de Duncan)

de las emisiones de NH3 acumuladas durante las 8h posteriores a la aplicación de purín. Se asumen

diferencias altamente significativas (***) cuando P ≤0.001, notablemente significativas (**) cuando 0.001< P

≤0.01 (**), significativas (*) para 0.01<P ≤ 0.05 y no significativas (ns) para P >0.05.

Parámetro

Emisiones de NH3

(g/ha)

Porcentaje respecto al

N aportado mediante purín (% N)

Modelo * *

Tratamiento * *

Repetición ns ns

Duncan Tratamiento A_a Tratamiento A_a

Tratamiento I_b Tratamiento I_b

Los tratamientos seguidos de distinta letra son estadísticamente distintos, según la separación de medias de

Duncan.

En relación al N aportado mediante la aplicación de purín (300 kg N/ha), las emisiones registradas

durante las 8h de medición posteriores fueron muy bajas, despreciables, aunque, al igual que las

emisiones en forma de kg NH3/ha, significativamente menores en el tratamiento con I en

comparación con el tratamiento con A (0.013 ± 0.001 y 0.191 ± 0.022 % del N aportado fue emitido

en forma de NH3, en los tratamientos I y A, respectivamente).

Aunque es de esperar que las emisiones de NH3 continuaran durante los siguientes días, según datos

bibliográficos las mayores emisiones del presente ensayo ya debían de haber ocurrido durante las

primeras 8h de medición. Por tanto, se considera que las emisiones de NH3 en relación al N aportado

mediante el purín fueron muy bajas. Pudieron deberse a que, al ser el purín muy líquido (un 98.64 %

de humedad) y al estar el suelo muy seco (6.05 % de humedad inicial en el suelo) el purín penetró

muy rápidamente en el suelo dificultando su emisión a pesar del día soleado. Sin embargo, también

es posible, en vista de estas emisiones tan bajas de NH3, que la técnica de medición utilizada en este

ensayo no sea adecuada para determinar el valor absoluto de las emisiones ocurridas; no obstante,

esta técnica sí muestra el valor relativo de los tratamientos (métodos de aplicación de purín: A e I)

respecto a las emisiones de NH3 que causan.

39

6.3. Conclusiones del ensayo de Legarda

Se puede concluir que en las condiciones del presente ensayo (un día soleado de octubre en la

Llanada Alavesa), el aporte de purín de porcino mediante inyección supuso un 93.4 % menos de

emisiones de NH3 en comparación con el aporte mediante abanico o plato, durante las 8 h

posteriores a la aplicación. No obstante, las emisiones observadas fueron muy bajas en relación al

aporte de N realizado, aunque es posible que fuera por la técnica de medición empleada o por la

rápida penetración del purín en el suelo (elevada humedad en el purín y baja en el suelo).

40

7. DISCUSIÓN DE LOS ENSAYOS SOBRE TÉCNICAS DE APLICACIÓN DE PURÍN

La reducción de las emisiones de NH3 obtenidas en relación al método habitual de aplicación con

plato, fueron del 26 % y del 93 % para los tratamientos con tubos colgantes y con inyección,

respectivamente. Salvo, lógicamente, cuando la superficie del suelo quedó completamente cubierta

con purín a pesar de aplicarlo con tubos colgantes (en el ensayo de Ubago); en ese caso, las

emisiones de NH3 fueron iguales en la aplicación con tubos y con plato (ver el resumen de la Tabla

15).

Existen numerosos estudios que demuestran que aplicando los estiércoles y purines en bandas

(“band spreading”), tubos (“trailing shoe”), etc. las emisiones de NH3 se reducen en comparación con

los métodos de aplicación superficial con plato.

41

Tabla 15. Resumen de las características y resultados de los tres ensayos sobre emisiones de NH3 obtenidas

con distintos métodos de aplicación de purín.

Ensayo

Ubago Olite Legarda

Tratamientos Plato (P) Plato (P) Plato (P)

Tubos colgantes (TC) Tubos colgantes (TC) Inyección (I)

Aporte N total (kg N/ha) P: 123 kg N/ha P: 60 Kg N/ha P: 300 kg N/ha

TC: 123 TC: 60 I: 300 kg N/ha

Aporte N-NH4 (kg N/ha) P: 109 kg N-NH4/ha P: 56 kg N/ha P: 232 kg N/ha TC: 109 kg N-NH4/ha TC: 56 I: 232 kg N/ha

Longitud 560230 m E 610167 m E 521740 m E Latitud 4718816 m N 4702028 m N 4748863 m N Altitud 595 m 392 m 450 m Temperaturas, Día 1º 17.5ºC - 22ºC 25ºC - 30ºC 17.5ºC - 30.3ºC Temperaturas, Día 2º 14.7ºC - 20.6ºC - - Época Septiembre 2010 (días 8 y 9) Julio 2011 (día 27) Octubre 2011 (día 4) Labores previas Sin labrar Sin labrar Sin labrar Cultivo Rastrojo de cereal Rastrojo de cereal Rastrojo de cereal Horas de medición, Día 1º 6.5 h 6.5 h 8 h Horas de medición, Día 2º 6 h - -

Total 12 h medidas en

27.0 h transcurridas 6.5 h en 6.5 h transcurridas

8 h en 8h transcurridas

Suelo, Textura Franco-arcillo-arenosa Franco-arcillosa (9.8 % gruesos)

Franco-arcillosa

Suelo, Humedad inicial (%) (no se midió) 2.30% 6.10% Suelo, pH 8.35 8.22 8.19 Suelo, MO (%) 1.23 2.25 3.58 Suelo, N mineral (kg N/ha) 60.3 66.84 110.3 Purín, Origen Porcino Porcino Porcino Purín, MS (%) 0.66 0.74 1.36 Purín, pH 7.52 7.71 6.93 Purín, MO (% s.s.s.) 52.29 45.94 58.03 Purín, N-NH4 (% s.s.f.) 0.18 0.14 0.2 Purín, N total (% s.s.f) 0.2 0.15 0.26

% suelo cubierto con purín

P: 100 % P: 100 % P: 100 % TC: 100 % TC: 60 % I: 25 %

N volatilizado (g N-NH3/ha) P: 1280 g N/ha (a) P: 1327 g N/ha (a) P: 576 g N/ha (a) TC: 1419 g N/ha (a) TC: 978 g N/ha (b) I: 39 g N/ha (b)

N volatilizado (% respecto N total aportado)

P: 1.14 % (a) P: 2.20 % (a) P: 0.191 % (a) TC: 1.07 % (a) TC: 1.62 % (b) I: 0.013 % (b)

N volatilizado (% respecto N-NH4 aportado)

P: 1.28 % (a) P: 2.35 % (a) P: 0.249 % (a) TC: 1.20 % (a) TC: 1.73 % (b) I: 0.017 % (b)

Reducción respecto a la aplicación con plato (%)

Respecto a N total: 6.14 % (ns) Respecto a N total: 26.36 Respecto a N total: 93.19 Respecto a N-NH4: 6.25 % (ns) Respecto a N-NH4: 26.38 Respecto a N-NH4: 93.17

Los tratamientos seguidos de distinta letra entre paréntesis son distintos de acuerdo al test de

separación de medias de Duncan.

42

En cultivos de cereal (con rastrojo la mayoría de ellos) del Reino Unido se midieron emisiones de NH3

mediante métodos micrometeorológicos durante 5-7 días después de aplicar purines de vacuno (25-

35 m3/ha, 1.6-7.5% de materia seca, 0.6-1.3% de N-NH4). Se realizaron 5 ensayos con inyección

superficial (“shallow injection”), 1 con tubos (“trailing shoe”) y 3 con bandas (“band spreading”). Las

temperaturas medias en las 6 h posteriores a la aplicación estuvieron en el rango de 8.2-15.5ºC

(Misselbrook et al., 2002). En comparación con la aplicación superficial con plato (cuyas emisiones

fueron de entre el 32-83% del N-NH4 aportado), las emisiones se redujeron en un 23, 38 y 27% en los

tratamientos con inyección, tubos y bandas, respectivamente, aunque dichas reducciones no fueron

estadísticamente significativas. Es decir, que se emitió el 36, 20 y 61 % del N-NH4 aportado en forma

de NH3 en los tratamientos con inyección, tubos y bandas, respectivamente. Los resultados fueron

muy variables, especialmente con la inyección (Misselbrook et al., 2002). Por tanto, la reducción

obtenida mediante la inyección fue mucho mayor en el ensayo de Legarda, pero la reducción

obtenida mediante los tubos colgantes fue menor; aunque debería compararse con las bandas

también ya que los tubos empleados en Olite no depositaban el purín exactamente en el surco, sino

que se podía parecer más a una aplicación en banda (ver Figura 23).

Figura 23. Representación esquemática del purín aplicado en suelo mediante distintos métodos (Misselbrook

et al., 2002): (a) aplicación superficial (“surface broadcast”): el purín cubre unifromemente el cultivo; (b)

aplicación en bandas (“band spreading”): mediante unas mangueras o tubos se deja un reguero, línea o

banda estrecha de purín sobre el cultivo; (c) tubos con surcos (“trailing shoe”): el purín se deposita en bandas

o líneas estrechas en la superficie del suelo por debajo de la cubierta vegetal; (d) inyección: el purín se

deposita superficialmente, en surcos abiertos < 5 cm (“open slots”) o en surcos profundos, cerrados (“closed

slots”) dentro del suelo.

Existen otros ensayos con datos muy variables sobre la reducción obtenida por distintos métodos de

aplicación y realizados en cereales. Ferms et al. (1999) concluyeron que las diferencias eran muy

bajas en las emisiones de NH3 tras la aplicación de purín de porcino con plato y en bandas. Pero

Dosch and Gutser (1996) encontraron que con bandas las emisiones se reducían un 40%. Sommer et

al. (1997) obtuvieron reducciones del 80% cuando se aplicaba el purín en bandas cuando el cultivo ya

estaba alto, pero no obtenían reducciones cuando las bandas se aplicaban en cultivos con altura < 10

43

cm, porque gran parte del NH3 emitido era absorbido por las hojas. Finalmente, como valor En

cuanto a la inyección, Weslien et al. (1998) observaron emisiones muy bajas (del 1.2% del N-NH4

aportado) al aplicar el purín con inyección. Smith et al. (2000) obtuvieron reducciones de casi el 80%

con inyectores, respecto al plato, en aplicaciones anteriores a la siembra de cereal. Es decir, que los

resultados obtenidos con la inyección en Legarda fueron similares o incluso mejores a los obtenidos

en otros ensayos en cereal, mientras que los de los tubos colgantes de Olite pueden considerarse del

orden de lo habitual, dada la elevada variabilidad de estos datos (ver Tabla 16) y el dato que se

propone desde Naciones Unidas para Europa (entre el 30-40%, dependiendo cuánto se salga el purín

del surco).

Tabla 16. Reducciones en las emisiones de NH3 (%) observadas en diversos ensayos para distintos métodos

de aplicación de purín, en relación a las emisiones con aplicación superficial con plato.

Método de aplicación Reducción respecto a la aplicación

con plato (%) Fuente

Tubos con manguera, sin surco (“trailing hose”) 30 UNECE, 1999 (UE) Tubos con surco (“trailing shoe”) 40 UNECE, 1999 (UE Inyección con surco abierto 60 UNECE, 1999 (UE) Inyección con surco cerrado 80 UNECE, 1999 (UE) Incorporación de purín al suelo 80-90 UNECE, 1999 (UE) Inyección 80 Misselbrook et al., 2000 (UK) Enterrado de purín en el plazo de 1 día 30 Misselbrook et al., 2000 (UK) Enterrado de purín en el plazo de 1 semana 10 Misselbrook et al., 2000 (UK) Inyección superficial (< 5 cm), rastrojo de cereal 23 Misselbrook et al., 2000 (UK) Tubos con surcos, rastrojo de cereal 38 Misselbrook et al., 2000 (UK) Aplicación en bandas, rastrojo de cereal 27 Misselbrook et al., 2000 (UK) Inyección superficial (< 5 cm), pradera 73 Misselbrook et al., 2000 (UK) Tubos con surcos, pradera 57 Misselbrook et al., 2000 (UK) Aplicación en bandas, pradera 26 Misselbrook et al., 2000 (UK) Aplicación en bandas, cereal Prácticamente 0 Ferms et al. (1999) Aplicación en bandas, cereal 40 Dosch and Gutser (1996) Aplicación en bandas, cereal con > 10 cm de altura 80 Sommer et al. (1997) Inyección, cereal en presiembra 80 Smith et al. (2000) Inyección, pradera 80 Huijsmans et al., 1997 (Hol) Tubos con surco, pradera 69 Huijsmans et al., 1997 (Hol) Inyección, pradera 90 Lorenz and Steffens, 1997 (Ger) Tubos con surco, pradera 70 Lorenz and Steffens, 1997 (Ger) Aplicación en bandas, pradera 30 Lorenz and Steffens, 1997 (Ger)

Por otro lado, las emisiones acumuladas de NH3 fueron en general muy bajas en todos los ensayos

realizados (entre 1.3-1.4, entre 1.0-1.3 y entre 0.04-0.6 kg N-NH3/ha, respectivamente, en Ubago,

Olite y Legarda), que no suponen más del 2.4 % de N volatilizado en forma de NH3 respecto al N-NH4

aportado mediante el purín.

Las pérdidas de NH3 por volatilización pueden alcanzar hasta el 30% del N total aportado mediante

los estiércoles y purines (ECETOC, 1994; Misselbrook et al., 2000), sumando las pérdidas ocurridas

durante la aplicación y después de la aplicación. En los inventarios nacionales de NH3 se suelen

emplear factores de emisión para estimar las emisiones de NH3 procedentes de la aplicación de

purines y estiércoles. Pero estos factores de emisión varían de un estado a otro, por ejemplo, en el

caso de purines de porcino con contenidos de humedad < 4%, en el Reino Unido se considera que el

15 % del N-NH4 aportado mediante el purín se emite en forma de N-NH3 (ese porcentaje aumenta

para purines más densos y derivados de otros animales). Es de destacar, que en los ensayos de este

44

trabajo todos los purines empleados presentaron contenidos en materia seca muy bajos, lo cual

incrementaría la velocidad de infiltración del purín en el suelo reduciendo las emisiones de NH3 (tal y

como se observa en la Figura 24).

Figura 24. Volatilización de NH3 respecto al N-NH4 aportado (%) en función de la temperatura y el contenido

en materia seca del purín. Tomado de modelos de Sommer and Olesen (1991) y Olesen and Sommer (1993).

Además, puesto que la finalidad principal era comparar los métodos, las medidas de NH3 se

realizaron durante pocas horas (entre 6 h y 27 h), por lo que habría que estimar las emisiones de las

horas siguientes si se quisiera conocer el valor absoluto de las emisiones.

De hecho en un ensayo del Reino Unido (Misselbrook et al., 2002) se observó que el efecto principal

de los nuevos métodos de aplicación testados (inyección, tubos y bandas) fue que redujeron el pico

inicial de emisión de NH3 que suele aparecer en las primeras horas después de la aplicación; las

diferencias en las emisiones de NH3 posteriores fueron menores. Puesto que el 50% de las emisiones

totales de NH3 puede ocurrir durante unas pocas horas posteriores a la aplicación del abono, las

diferencias en esas primeras horas entre los distintos métodos de aplicación pueden derivar en

diferencias significativas en la cantidad acumulada total de NH3 emitida, tal y como se comprobó en

los ensayos de FER-GIR.

En un ensayo en el que se aplicó purín de porcino (con un contenido en humedad en torno al 1.25-

2.48%, con 67.22-77.14 % de N en forma amoniacal) con plato en distintos estadíos de desarrollo de

trigo en Dublin, las emisiones de NH3 fueron del orden del 6.6-10.7 % del N-NH4 aportado (del 5.4 al

8.1 % del N total aportado) (Meade et al., 2011) y fueron medidas durante los 7 días posteriores a la

aplicación mediante métodos micrometeorológicos. La curva de las emisiones de NH3 fue la de una

función de Michaelis-Menten: las mayores emisiones se produjeron en el plazo de 1 h desde la

45

aplicación, en 2 h aproximadamente ya se emitió el 50% del NH3 total emitido y en 24 h ya se emitió

el 95% del NH3 total emitido.

En condiciones climáticas constantes las emisiones de NH3 irían reduciéndose exponencialmente a

medida que transcurre el tiempo desde al momento de la aplicación. Pero en condiciones reales, las

emisiones se ven afectadas por la variación diurna de la radiación solar, la temperatura y la velocidad

del viento. Generalmente, en las primeras 12 h tras la aplicación, respecto al total de emisiones

acumuladas de NH3, se emite el 50% (Pain et al., 1989; Moal et al., 1995).

En un estudio realizado en Segovia hacia finales de septiembre, se aplicaron 125 kg N/ha de purín de

porcino (4.6% de materia seca, 0.21% de N total, del que el 76% era amoniacal) en un suelo desnudo

mediante plato, y se midieron las emisiones de NH3 mediante varias técnicas durante 7 días

posteriores a la aplicación. La emisión acumulada de NH3 fue del orden de 20 kg N/ha para todas las

técnicas (16% del N total aportado, 21% del N-NH4). En las primeras 24 h se emitió el 63-75% del

total de las emisiones acumuladas de NH3, que es lo habitual en aplicaciones con plato (Sanz et al.,

2010).

En un ensayo realizado en el País Vasco aplicando 120 kg N-NH4/ha purín de bovino en praderas con

plato, se obtuvo que las emisiones de NH3 en 65 h fueron entre el 4.8-10.5 % del N-NH4 aportado

(Merino et al., 2008).

Por tanto, atendiendo a las citas bibliográficas, si se asume que en unas 6-8 h (que es la duración de

los ensayos de Olite y Legarda), se emitió, respecto al total de las emisiones acumuladas de NH3, un

50% del N-NH4 aportado mediante el purín (y un 75 % en Ubago), la emisión total estimada de NH3

en el tratamiento con plato alcanzaría valores del 1.6, 4.7 y del 0.5 % del N-NH4 aportado,

respectivamente, para los ensayos de Ubago, Olite y Legarda. Estos valores de emisión acumulada de

NH3 son bajos, teniendo en cuenta que en la bibliografía citada es del orden del 5-21%, pero pueden

deberse en parte al bajo contenido en materia seca de los purines utilizados (< 1.4 %) y al bajo

contenido en humedad de los suelos (< 6.1%), lo cual facilitó una rápida infiltración del purín en el

suelo, reduciendo la emisión de NH3.

Finalmente, hay que tener en cuenta que, generalmente, las técnicas de medición de las emisiones

de NH3 derivadas de las aplicaciones de fertilizantes en campo se clasifican en dos grandes grupos:

métodos micrometeorológicos y métodos “cerrados”. Los primeros se emplean habitualmente en

superficies extensas para obtener valores absolutos de emisiones de NH3 y suelen tener mayor coste,

mientras que, los segundos, se utilizan en parcelas de ensayo más pequeñas y con fines

comparativos, más que para obtener valores absolutos de emisiones de NH3 (Misselbrook et al.,

2005). Entre los métodos “cerrados” (“enclosed”) se encuentran, por ejemplo, las técnicas de los

túneles de viento o de las cámaras abiertas, que se han utilizado en los ensayos del proyecto FER-

GIR. Por lo que es posible que los valores de emisiones de NH3 obtenidos sirvan para comparar los

métodos de aplicación empleados, pero que no sean los más adecuados para obtener un valor

absoluto de la emisión de NH3.

46

8. CONCLUSIONES DE LOS ENSAYOS SOBRE TÉCNICAS DE APLICACIÓN DE PURÍN

La reducción de las emisiones de NH3 obtenidas en relación al método habitual de aplicación con

plato, fueron del 26 % y del 93 % para los tratamientos con tubos colgantes y con inyección,

respectivamente. Salvo, lógicamente, cuando la superficie del suelo quedó completamente cubierta

con purín a pesar de aplicarlo con tubos colgantes (en el ensayo de Ubago); en ese caso, las

emisiones de NH3 fueron iguales en la aplicación con tubos y con plato.

Por otro lado, las emisiones acumuladas de NH3 fueron en general muy bajas en todos los ensayos

realizados (1.4, 1.3 y 0.6 kg N- NH3/ha, respectivamente, en Ubago, Olite y Legarda para la aplicación

con plato), que no suponen más del 2.4 % de N- NH3 volatilizado respecto al N-NH4 aportado

mediante el purín. En parte se debe a que la finalidad principal era comparar los métodos de

aplicación, por lo que las medidas de NH3 se realizaron durante pocas horas (entre 6 h y 27 h), por lo

que habría que estimar las emisiones de las horas siguientes si se quisiera conocer el valor absoluto

de las emisiones. Aun así, las estimaciones parecen bajas (emisiones del 1.6, 4.7 y 0.5 % del N-NH4

aportado, respectivamente, para los ensayos de Ubago, Olite y Legarda), lo cual puede deberse a

varios motivos: bajo contenido en materia seca de los purines utilizados (< 1.4%), bajo contenido en

humedad de los suelos (< 6.1%), y a que la técnica de las cámaras abiertas puede no ser la más

adecuada para proporcionar valores absolutos del NH3 emitido, aunque sirva para comparar los

métodos de aplicación entre sí.

47

BIBLIOGRAFÍA

Anderson, N., Strader, R., Davidson, C. 2002. Airborne reduced nitrogen: ammonia emissions from agriculture and other sources. Environment International 1011, 1–10.

Asman, W.A.H., Sutton, M.A., Schørring, J.K., 1998. Ammonia: emission, atmospheric transport and deposition. New Phytol. 139, 27–48.

Chambers B; Smith K; van der Weerden T. 1997. Ammonia emissions following the land spreading of solid manures. In: Gaseous Nitrogen Emissions from Grasslands (Jarvis S C; Pain B F, eds), pp. 275–280. CAB International, Wallingford

CORINAIR, 2007. http://reports.eea.europa.eu/EMEPCORINAIR5/en/B1090vs2.pdf. Crutzen, P.J. 1981. Atmospheric chemical processes of the oxides of nitrogen, including nitrous oxide. In: Delwiche, C.C. (Ed.), Denitrification, Nitrification and Atmospheric Nitrous Oxide. Wiley, New York, pp. 17–44.

Dalal, R.C., Wang, W., Robertson, G.P., Parton, W.J., Meyer, C.P., Raison, J.R. 2003. Emission sources of nitrous oxide from Australian agriculture and forest lands and mitigation options. In: National Carbon Accounting System Technical Report No. 35 ,. Australian Greenhouse Gas Office, Department of the Environment and Heritage, Australian Government, Canberra, Australia, p. 43.

Dendooven L; Bonhomme E; Merckx R; Vlassak K. 1998. Injection of pig slurry and its effects on dynamics of nitrogen and carbon in a loamy soil under laboratory conditions. Biology and Fertility of Soils, 27, 5–8.

Dosch P; Gutser R. 1996. Reducing N losses (NH3, N2O, N2) and immobilization from slurry through optimized application techniques. Fertilizer Research, 43, 165–171.

ECETOC. 1994. Ammonia emissions to air in Western Europe. Technical Report 62. European Centre for Ecotoxicology and Toxicology of Chemicals, Avenue E Van Nieuwenhuyse 4, Brussels.

Ellis S; Yamulki S; Dixon E; Harrison R; Jarvis S C. 1998. Denitrification and N2O emissions from a UK pasture soil following the early spring application of cattle slurry and mineral fertiliser. Plant and Soil, 202, 15–25.

Ferm M; KasimirKlemedtsson A; Weslien P; Klemedtsson L. 1999. Emission of NH3 and N2O after spreading of pig slurry by broadcasting or band spreading. Soil Use and Management, 15, 27–33.

Huijsmans J F M; Hol J M G; Bussink D W. 1997. Reduction of ammonia emission by new slurry application techniques on grassland. In: Gaseous Nitrogen Emissions from Grasslands (Jarvis S C; Pain B F, eds), pp. 281–285. CAB International, Wallingford.

Huijsmans, J.F.M., Hol, J.M.G., Hendriks, M.M.W.B. 2001. Effect of application technique, manure characteristics, weather and field conditions on ammonia volatilisation from manure applied to grassland. Neth. J. Agric. Sci. 49, 323–342.

Huijsmans, J.F.M., Hol, J.M.G., Vermeulen, G.D. 2003. Effect of application method, manure characteristics, weather and field conditions on ammonia volatilization from manure applied to arable land. Atmos. Environ. 37, 3669–3680.

Intergovernmental Panel on Climate (IPCC). 1996. Intergovernmental panel on climatechange— climate change 1995. In: Houghton, J.T., Jenkins, G.J., Ephraums, J.J. (Eds.), The Science of Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK.

Intergovernmental Panel on Climate (IPCC). 2007. Climate change 2007. In: Solomon, S., Quin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Avery, K.B., Tignor, M., Miller, H.L. (Eds.), The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge.

Lorenz F; Steffens G. 1997. Effect of application techniques on ammonia losses and herbage yield following slurry application to grassland. In: Gaseous Nitrogen Emissions from Grasslands (Jarvis S C; Pain B F, eds), pp. 287–292. CAB International, Wallingford.

Meade, G., K. Pierce, J.V. O’Doherty, C. Mueller, G. Lanigan and T. Mc Cabe. 2011. Ammonia and nitrous oxide emissions following land application of high and low nitrogen pig manures to winter wheat at three growth stages. Agriculture, Ecosystems and Environment 140, 208–217.

Merino, P., H. Arriaga, G. Salcedo, M. Pinto, S. Calsamiglia. 2008. Dietary modification in dairy cattle: Field measurements to assess the effect on ammonia emissions in the Basque Country. Agriculture, Ecosystems & Environment, Volume 123, Issues 1-3, January 2008, Pages 88-94.

Misselbrook, T.H., T.J. Van Der Weerden, B.F. Pain, S.C. Jarvis, B.J. Chambers, K.A. Smith, V.R. Phillips and T.G.M. Demmers. 2000. Ammonia emission factors for UK agricultura. Atmospheric Environment 34, 871-880.

Misselbrook, T.H., F.A. Nicholson, B.J. Chambers, R.A. Johnson. 2005. Measuring ammonia emissions from land applied manure: an intercomparison of commonly used samplers and techniques. Environmental Pollution 135, 389–397.

Misselbrook, T.H., K. A. Smith, R. A. Johnson and B. F. Pain. 2002. Slurry Application Techniques to reduce Ammonia Emissions: Results of some UK Field-scale Experiments. Biosystems Engineering 81 (3), 313–321.

48

Misselbrook, T.H., Smith, K.A., Johnson, R.A., Pain, B.F. 2002. Manure application techniques to reduce ammonia emissions: results of some UK field-scale experiments. Biosyst. Eng. 81 (3), 313–321.

Moal, J.-F, Martinez, J., Guiziou, F., Coste, C.-M. 1995. Ammonia emission following surface-applied pig and cattle slurry in France. J. Agric. Sci. Camb. 125, 245–252.

Morken, J. 1992. Ammoniaktab etter tilføring av husdyrgjødsel i eng-Innvirkning af tilføringsteknikk og gjødseltype (Ammonia losses after application of slurry to grassland. The effect of application techniques and type of slurry. Norsk Landbruksforskning 6, 315–329 (Summary and legends are in English).

Olesen, J.E., Sommer, S.G. 1993. Modelling effects of wind speed and surface cover on ammonia emission from stored pig slurry. Atmos. Environ. 27A, 2567–2574.

Pain, B.F., Phillips, V.R., Clarkson, C.R., Klarenbeek, J.V. 1989. Loss of nitrogen through NH3 volatilisation during and following application of pig or cattle slurry to grassland. J. Sci. Food Agric. 47, 1–12.

Phillips, F.A., Leuning, R., Baigent, R., Kelly, K.B., Denmead, O.T. 2007. Nitrous oxide flux measurements from an intensively managed irrigated pasture using micrometeorological techniques. Agric. Forest Meteorol. 143, 92–105.

Rohde, L., Johansson, S. 1996.Urin-spridningsteknik, ammoniakavgang och va¨xtna¨ringsutnyttjande (Ammonia emission and nutrient utilization from urine using diffferent techniques for application). JTI-rapport, Landbruk & Industri Nr. 217. Jordbrukstekniska institutet, S-Uppsala, pp.107.

Sanz, A., T. Misselbrook, M. J. Sanz, A. Vallejo. 2010. Use of an inverse dispersion technique for estimating ammonia emission from surface-applied slurry. Atmospheric Environment 44, 999–1002.

Smith K A; Jackson D R; Misselbrook T H; Pain B F; Johnson R A. 2000. Reduction of ammonia emission by slurry application techniques. Journal of Agricultural Engineering Research, 77, 277–287.

Søgaard, H.T., Sommer, S.G., Hutchings, N.J., Huijmans, J.F.M., Bussink, D.W., Nicholson, F. 2002. Ammonia volatilisation from field-applied animal manure—the ALFAM model. Atmos. Environ. 36, 3309–3319.

Sommer, S.G., Olesen, J.E., Christensen, B.T. 1991. Effects of temperature, wind speed and air humidity on ammonia volatilisation from surface applied cattle manure. J. Agric. Sci. 117, 91–100.

Sommer, S.G., Olesen, J.E. 1991. Effect of dry matter content and temperature on NH3 loss from surface-applied cattle slurry. J. Environ. Qual. 20, 679–683.

Sommer S G; Friis E; Bach A; Schjorring J K. 1997. Ammonia volatilization from pig slurry applied with trail hoses or broadspread to winter wheat: effects of crop developmental stage, microclimate, and leaf ammonia absorption. Journal of Environmental Quality, 26, 1153–1160.

Sommer S G; Sherlock R R. 1996. pH and buffer component dynamics in the surface layers of animal slurries. Journal of Agricultural Science, 127, 109–116.

Sommer, S. G. and N.J. Hutchings. 2001. Review: Ammonia emission from field applied manure and its reduction—invited paper. European Journal of Agronomy 15, 1–15.

Sutton, M.A., Dragosits, U., Tang, Y.S., Fowler, D. 2000. Ammonia emissions from non-agricultural sources in the UK. Atmospheric Environment 34, 855–869.

Thompson R B; Ryden J C; Lockyer D R. 1987. Fate of nitrogen in cattle slurry following surface application or injection to grassland. Journal of Soil Science, 38, 689–700.

United Nations Economic Commission for Europe (UNECE). 1999. Control techniques for Preventing and Abating Emissions of Ammonia. EB.AIR/WG.5/1999/8/Rev.1. UNECE, Geneva, Switzerland, 37 pp.

Webb, J., H. Menzi, B.F. Pain, T.H. Misselbrook, U. Dämmgen, H. Hendriks, H. Döhler. 2005. Managing ammonia emissions from livestock production in Europe. Environmental Pollution 135, 399–406.

Weslien P; Klemedtsson L; Svensson L; Galle B; KasimirKlemedtsson A; Gustafsson A. 1998. Nitrogen losses following application of pig slurry to arable land. Soil Use and Management, 14, 200–208.