Emisiones de óxido nitroso (N2O) desde un suelo pastoreado con bovinos en pasto Tanner (Brachiaria radican Napper) de República Dominicana

Pedro Antonio Núñez Ramos, Rolando Medina Méndez, Gregorio García Lagombra, Joaquín Caridad del Rosario, Víctor

José Asencio pnunez@idiaf.gov.do, pnunez58@igmail.com

PROYECTO FONTAGRO: Cambio Climático y Ganadería:

Cuantificación y Opciones de Mitigación de las Emisiones de Metano y Oxido Nitroso de Origen Bovino en Condiciones de Pastoreo.

55ta Reunión Anual Sociedad Caribeña de Cultivos Alimenticios Del 8 al 12 de julio 2019, República Dominicana

CONTENIDO

Introducción

Materiales y métodos

Resultados y discusión

Conclusiones

Agradecimiento

INTRODUCCIÓN

El N2O es uno de los principales GEI

Los GEI absorben la radiación infrarroja emitida desde la superficie de la tierra, generando el incremento de la temperatura global

Podría incrementar la temperatura entre 1.4 C a 5.8 ºC durante el presente siglo (IPCC, 2001)

Las emisiones de N2O en RD para los inventarios de 1990 y 1994 fueron de 2.71 y 2.51 Gg (Gigagramos = 109 g) (MMA, 2002)

NH3, N2O, NO N2,CH4

Gases emitidos

Gases

La ganadería produce gases (Follett, 1995; Doorn et al., 2002;

Laws et al.,2000; Strader et al., 2003;He et al., 1999)

(Smits et al.,2003)

Atmósfera

Datos de contaminantes con nitrógeno

Compuesto Fuentes

principales

N

Producido

(Tg y -1)

Concentración típica Tiempo

de Vida Sumidero

Natural Contaminada

Amoniaco (NH3)

Animales,

Suelos,

Combustión de

biomasa

54 0.1 pptv >6 pptv 6 Días Conversión a

NH4+

Ión amonio

(NH4+)

Conversión

desde NH3 65 0.05 m g/m3 >1.5 m g/m3 5 días

Deposición

húmeda y seca

Oxido nitroso

(N2O) Suelo, Océano 41 310 ppbv 350 ppbv

170

años

Fotólisis en la

estratosfera

Oxido nítrico

(NO) y Dióxido

de nitrógeno

(NO2) = NOx

Combustibles

fósiles

Iluminación,

Incendio de

biomasa, Suelos

Oxidación de

NO a NO2

48 <100 pptv 100 ppbv <2 días

Oxidación a

HNO3 y NO3-

Fotolisis

Nitrato

(NO3-)

Secundario

desde NO 26 0.5 m g/m3 >10 m g/m3 5 días

Deposición

húmeda y seca

ppbv= ng mL-1, pptv =pg mL-1, pg=10-12, ng =10-9

http://www.esi.unav.es/asignaturas/ecologia/Hipertexto/10CAtm1/231DatosCompN.htm

Country Production system N2O emission References

Netherlands Grassland 1.3 % by nitrification Koops et al. (1997)

Netherlands Grassland 0.9% by denitrification

United Kingdom Grassland 0.86* μg kg-1 ha-1 Abbasi and Adams (1998)

United Kingdom Grassland 4.7** μg kg-1 ha-1

United States Different system production 0.1-1.0 kg ha-1 Burke et al. (2002)

Rangeland dry land 0.4 – 2 kg-1 ha-1

Irrigated system 3-6 kg-1 ha-1

Not Known Not known 8-16 % Klein and Van Logtestijn

(1994)

European Livestock dairy systems 0.9 kg N ha-1 Schils et al. (2005)

Malaysia Soil acid (aerobic condition) 0.3- 2.28 mg kg-1 Khalil et al. (2001a)

Anaerobic condition < 0.1- 87.1 mg kg-1

Mongolia Grassland 0.06-0.21 kg ha-1 yr-1 Wang et al. (2005)

France Extensive grassland 1.9- 2.9 kg ha-1 yr-1 Pervanchon et al. (2005)

Intensive grassland 6.6-9.9 kg ha-1 yr-1

Extensive grazed grassland 1.4-2.0 kg ha-1 yr-1

Intensive grazed grassland 6.2-9.4 kg ha-1 yr-1

England and Wales Grazing grassland 1-4 kg ha-1 Webb et al. (2005a)

In general country Grassland 1.0-2.0 % van Groenigen et al. (2005)

Chinese Agricultural soil 9.2-11.7 soil group 0 and 14.4- 248.8 μg

N kg-1 soil group 1

Cheng et al. (2005)

*In 7 day. ** Increased on the 14th day

Emisión de oxido nitroso en diferentes países del mundo

JUSTIFICACIÓN

Carencia de información nacional generada a partir de mediciones directas de N2O. Se dispone de tres inventarios de gases basados en la metodología del IPCC. Se podrá evitar sobre o sub estimación de las emisiones nacionales de N2O que pueden llevar a un posicionamiento equivocado de nuestro país ante el IPCC y ante el mercado agrícola internacional.

OBJETIVO

• Medir las emisiones de N2O provenientes desde el suelo cubierto con Brachiaria radican Napper bajo pastoreo

CENTROS Y ESTACIONES EXPERIMENTALES

Estaciones Experimentales

Centros

INFRAESTRUCTURA

Centro Norte

Centro Sur

Centro Tecnologías

Agrícolas

Centro Producción Animal

Sede IDIAF

ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN

90 msnm, TM 25 °C,

Pluv. 1800 mm y un pH promedio del suelo de 5.7

•Se usó un diseño Completamente al Azar (DCA) con

arreglo factorial en parcelas subdivididas.

•Tres tratamientos y cuatro repeticiones

•Factor 1. Emisiones de óxido nitroso de orina bovina (1 L/C), urea de liberación lenta (46%) y pasto (Control), también llamadas alternativas, cada una con cuatro repeticiones. Factor 2. Tiempos de emisión de óxido nitroso por semana en un periodo de 13 semanas. Factor 3. Tiempo de emisión de óxido nitroso por muestreo a 0, 20 y 40 minutos de cerrada la cámara.

•Un período experimental de 12 semanas y 19 eventos

Diseño

TÉCNICA: CÁMARAS ESTÁTICAS DE FLUJO CERRADO MUESTRAS: SE ANALIZARÁN POR CROMATOGRAFÍA DE GASES

T3 T2 T1 T3

T1 T3 T2 T1

T3 T2 T1 T2

T=tratamiento;1 = Orina; 2 = Urea; 3 = Control.

Figura 1. Croquis sobre la Distribución al Azar de los Tratamientos (T).

Se usó un control con solo pasto, orina de bovinos (1 litro/cámara, 0.044 m3), y urea al 46% (218.18 kg/ha)

Cámaras de PVC de flujo cerrado, con 9.5” y 8.4” de diámetro y altura, respectivamente. Cada cámara fue colocada a 10 cm de profundidad, en el centro de cada parcela de 2m x 1m (2 m2)

Los muestreos de aire se realizaron de acuerdo con la metodología de Saggar (2004). Las muestras eran enviadas a Uruguay para determinar el N2O

Las muestras fueron colocadas en viales de vidrio de 5.9 ml a presión al vacío, previa identificación. Se muestreo en tres tiempos (0, 20 y 40 minutos después de cerrada la cámara) y tres frecuencias (una, dos y tres/semana). Horario 10.00am a 11 am basado en curva de calibración.

La toma de muestra inició el día 19 de agosto 2014 y terminó el día 22 de octubre del 2014, con 19 eventos en total.

Análisis de varianza, separación de medias de Duncan con p≤ 0.05, usando un software para análisis estadístico INFOSTAT (2013).

ANÁLISIS DE DATOS

RESULTADOS

Figura 2. Emisiones de gases de cámaras cerradas durante 12 horas.

RESULTADOS

Tabla 1. Emisiones promedio de N2O en suelos pastoreados

durante el período en el experimento sobre urea, pasto y orina.

Tratamiento Promedio de

emisión de N2O (ppm)

% diferencia (Respecto a

urea)

Urea* 0.22ª 0.00

Pasto 0.26ª ↑15.39

Orina 0.36b ↑38.89

* = fertilizante nitrogenado de liberación lenta;↑ = incremento con relación al control. Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p < 0.05).Duncan Alfa=0.05. Error estándar =0.02. La Orina tiene mayor potencial de emisión de N2O que la urea y el pasto.

RESULTADOS

Tabla 2. Emisiones promedio de N2O en las diferentes frecuencias de medición en los tratamientos en suelos con bovinos en pastoreo.

Frecuencia Tratamiento N2O (ppm)

F1 Urea 0.22 ab

F2 Urea 0.17 a

F3 Urea 0.27 b

F1 Pasto 0.18 a

F2 Pasto 0.22 ab

F3 Pasto 0.39 c

F1 Orina 0.23 ab

F2 Orina 0.36 c

F3 Orina 0.50 d

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p> 0.05). Duncan Alfa=0.05. Error estándar =0.02. n = 18. F1= una vez por semana; F2= una vez por semana; F3= una vez por semana.

RESULTADOS

Tabla 3. Emisiones de óxido nitroso por cada tratamiento recolectado a 0, 20 y 40 minutos de cerrada la cámara.

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0.05). Error estándar =0.02. Tiempo; 0 = 0 minutos 20 = 20 minutos 40 = 40 minutos.

Tratamiento Tiempo Emisión N2O (ppm)

Urea 20 0.19 a

Pasto 0 0.20 a

Urea 0 0.22 a

Orina 0 0.23 a

Urea 40 0.25 a

Pasto 20 0.27 ab

Pasto 40 0.33 b

Orina 20 0.41 c

Orina 40 0.45 c

CONCLUSIONES

Los valores promedios obtenidos de emisión de N2O fueron 0.36 ppm para la orina bovina, 0.26 ppm en el control y 0.22 ppm en la urea en promedio para los 19 eventos. Los resultados indican que la mayor emisión de N2O proviene de la orina, seguida del control y luego la urea.

Los resultados sugieren que los productores de ganado del país deberían balancear las ofertas forrajeras de los animales y considerar la fertilización del pasto con fertilizante de liberación lenta y no con los fertilizantes de rápida acción.

AGRADECIMIENTOS

Al PROYECTO FONTAGRO: Cambio Climático y Ganadería: Cuantificación y Opciones de Mitigación de las Emisiones de Metano y Oxido Nitroso de Origen Bovino en Condiciones de Pastoreo, por financiar la investigación.

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