Desarrollo y validación de tecnología anaerobia

para obtener mejoradores de suelo a partir de

residuos agroindustriales de Canelones.

(INIA - FPTA - 279)

Amabelia del Pino

Omar Casanova

Mónica Barbazán

Victoria Mancassola

Laura Arló

Jimena Rodríguez

Evaluación agronómica de biosólidos producidos

por digestión anaerobia de residuos agroindustriales

Dpto. de Suelos y Aguas - Facultad de Agronomía

Estrategia de evaluaciónEstrategia de evaluación

1.1. Caracterización de lodosCaracterización de lodos

2.2. Incubación de laboratorio para determinar los Incubación de laboratorio para determinar los patrones de mineralización y la evolución de los patrones de mineralización y la evolución de los nutrientes en lodosnutrientes en lodos incorporados a dos suelos incorporados a dos suelos contrastantescontrastantes

3.3. Experimento macetero de invernáculo con Experimento macetero de invernáculo con diferentes dosis de aplicación de lodos, diferentes dosis de aplicación de lodos, evaluando su efecto sobre el crecimiento y evaluando su efecto sobre el crecimiento y absorción de nutrientes de una gramínea en dos absorción de nutrientes de una gramínea en dos suelos contrastantessuelos contrastantes

4.4. Experimento de campo con aplicación de lodos Experimento de campo con aplicación de lodos en cobertura en una pradera de gramíneas, en cobertura en una pradera de gramíneas, determinando su efecto sobre la producción de determinando su efecto sobre la producción de forraje forraje

Caracterización de lodosCaracterización de lodos

�� Se realizaron muestreos sucesivos de lodos, Se realizaron muestreos sucesivos de lodos, analizándose su composición y evaluándose su analizándose su composición y evaluándose su homogeneidadhomogeneidad

�� Reacción ligeramente alcalinaReacción ligeramente alcalina

�� Bajo contenido de MSBajo contenido de MS

�� Alto contenido de nutrientes (N y P) en base secaAlto contenido de nutrientes (N y P) en base seca

�� Las relaciones C/N y N/P indican facilidad de Las relaciones C/N y N/P indican facilidad de degradacióndegradación

�� Material heterogéneo, pero no más que otras Material heterogéneo, pero no más que otras enmiendas orgánicas usadas en Uruguayenmiendas orgánicas usadas en Uruguay

Valor de pH y contenido de materia seca (MS); C; N y P en lodos retirados del reactor en 5 fechas diferentes (base seca).

pH MS C N C/N P N/P

------------- % ------------- %

Promedio 7.48 5.2 38.9 2.1 18.5 0.64 3.2 Desvío estándar 0.35 1.0 3.6 0.3 0.11 Coef variación % 4.6 18.2 8 14 17

Contenido de bases (K, Ca, Mg y Na) y micronutrientes (Fe, Mn, Zn y Cu) en lodos retirados del reactor en 5 fechas diferentes (base seca).

K Na Ca Mg Fe Mn Zn Cu

% % % % µg/g µg/g µg/g µg/g

Promedio 0.23 0.31 3.50 0.69 2345 147 97 37

Desv. est. 0.12 0.15 0.27 0.14 181 12 20 12

Coef. var% 51 47 8 21 8 8 21 32

�� Bajo contenido de K y alto de CaBajo contenido de K y alto de Ca

�� Contenido medio de Na y alta heterogeneidad, un Contenido medio de Na y alta heterogeneidad, un aspecto a cuidaraspecto a cuidar

�� Fe,Fe, Mn, Zn y Cu dentro de los rangos citadosMn, Zn y Cu dentro de los rangos citados por por BarbazBarbazáán et al. (2011), en su caracterizacin et al. (2011), en su caracterizacióón de n de materiales orgmateriales orgáánicos utilizados como enmiendas de nicos utilizados como enmiendas de suelo en Uruguay. suelo en Uruguay.

Incubación de laboratorio: Agregado de lodo a Incubación de laboratorio: Agregado de lodo a

dos suelos contrastantesdos suelos contrastantes�� Suelos: Suelos:

�� S1S1-- Pesado Pesado -- Chacra vieja, alto nivel de P y bajo de MO Chacra vieja, alto nivel de P y bajo de MO

�� S2S2-- ArenosoArenoso-- Campo natural de bajo nivel de P y alto de Campo natural de bajo nivel de P y alto de MO. MO.

�� Se agregaron dos dosis de lodos, equivalentes a Se agregaron dos dosis de lodos, equivalentes a fertilizaciones con 80 y 160 kg N/ha fertilizaciones con 80 y 160 kg N/ha –– Se usó fosfato de Se usó fosfato de amonio a las mismas dosis y un testigo para comparar amonio a las mismas dosis y un testigo para comparar

�� Se evaluaron los patrones de mineralización de C y N Se evaluaron los patrones de mineralización de C y N durante 115 díasdurante 115 días

Características de los suelos utilizados en los experimentos de invernáculo, laboratorio y campo

Suelo Arena Limo Arcilla pH C P Bray1 Ca Mg K Na (%) (H2O) (g kg

-1) (mg kg

-1) (cmolc kg

-1)

S1 28.8 58.1 13.1 6.2 10.1 64.0 6.71 1.96 0.65 0.85

S2 67.5 18.2 14.3 6.2 17.2 2.2 11.91 1.93 0.20 0.94

Campo 22.5 39.5 38.0 6.3 31.8 8.8 19.79 4.10 1.26 0.83

Mineralización de CMineralización de C

-50

50

150

250

350

450

550

0 20 40 60 80 100 120

Días de incubación

C respirado (mg kg-1 de suelo)

S1 - Lodo Bajo

S1 - Lodo Alto

S1 - Fert Bajo

S1 - Fert Alto

S2 - Lodo Bajo

S2 - Lodo Alto

S2 - Fert Bajo

S2 - Fert Alto

C-CO2 desprendido en dos suelos con agregado de

lodos y fertilizante en dos dosis tomando como

base el testigo sin agregados

�� Altas tasas de Altas tasas de respiración en respiración en tratamientos con tratamientos con lodoslodos

�� Diferencia entre Diferencia entre dosisdosis

�� Suelos con Suelos con fertilizantes: tasas fertilizantes: tasas menores al testigomenores al testigo

�� Diferencia entre Diferencia entre suelossuelos-- En el campo En el campo natural tanto el natural tanto el testigo como los testigo como los tratamientos tratamientos desprendieron más desprendieron más C que la chacra viejaC que la chacra vieja

No se observaron cambios No se observaron cambios importantes en ninguna importantes en ninguna propiedadpropiedad

pHpH

�� PequeñosPequeños cambios cambios (máx(máx0.7 unidades)0.7 unidades)

�� AumentoAumento con el con el agregado de lodos en agregado de lodos en los dos sueloslos dos suelos

�� DisminuciónDisminución con el con el agregado de fertilizantes agregado de fertilizantes en los dos suelosen los dos suelos

Bases intercambiablesBases intercambiables

�� AumentosAumentos con el con el agregado de lodos en agregado de lodos en los dos suelo los dos suelo (Ca)(Ca)

Efecto de los tratamientos sobre las propiedades del sueloEfecto de los tratamientos sobre las propiedades del suelo

pH (gráfica superior) y contenido

de bases intercambiables al final

de la incubación (gráfica inferior).

Tratamientos

Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto

Bases inte

rcam

bia

ble

s (cm

olc

/ k

g)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Suelo 1

Suelo 2

Tratamientos

Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto

pH

(agua)

0

2

4

6Suelo 1

Suelo 2

Experimento de invernáculo: Cultivo de moha (Experimento de invernáculo: Cultivo de moha (S. S.

italicaitalica))

�� Respuesta al Respuesta al agregado de lodos agregado de lodos y fertilizantes en y fertilizantes en los dos los dos suelossuelos

�� No hubo No hubo diferencias entre diferencias entre el efecto de lodos el efecto de lodos y y fertilizantesfertilizantes

�� Diferencia entre Diferencia entre dosis en dosis en S2S2

�� Suelos y tratamientos: Los mismos del expto. de Suelos y tratamientos: Los mismos del expto. de laboratoriolaboratorio

�� Se sembró moha en enero y se cosechó en marzo Se sembró moha en enero y se cosechó en marzo (madurez fisiológica). (madurez fisiológica).

Producción de moha (MS) en suelos con agregado

de lodos o fertilizante en dos dosis y testigo

Tratamientos

Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto

pro

duccio

n d

e m

oha (g / p

lanta

)

0

2

4

6

8

10

Suelo 1

Suelo 2

Suelo 1: rico en P y pobre en MO

Moha: Testigo (izq) y dosis alta

de lodo (derecha)

Suelo 2: pobre en P y rico en MO

Moha: Testigo (izq), dosis media de

lodo (centro) y dosis alta de lodo

(derecha)

Absorción de N (gráfica superior) y de P (gráfica

inferior) por plantas de moha.

NUTRIENTES ABSORBIDOSNUTRIENTES ABSORBIDOS

NitrógenoNitrógeno�� Respuesta al Respuesta al

agregado de lodos y agregado de lodos y fertilizantes en los fertilizantes en los dos suelosdos suelos

�� Diferencia entre dosis Diferencia entre dosis en los dos suelosen los dos suelos

FósforoFósforo�� Respuesta al Respuesta al

agregado de lodos y agregado de lodos y fertilizantes en los fertilizantes en los dos suelosdos suelos

�� Mayor respuesta de Mayor respuesta de fertilizante en S2fertilizante en S2

Tratamientos

Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto

N absorbido (mg / planta)

0

20

40

60

80

100

120

140

Suelo 1

Suelo 2

Tratamientos

Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto Testigo Lodo BajoLodo Alto F. Bajo F. Alto

P absorbido (mg / planta)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Suelo 1

Suelo 2

Experimento de Campo: Agregado de lodo a pradera Experimento de Campo: Agregado de lodo a pradera

de festuca (de festuca (F. arundinaceaF. arundinacea))

�� Suelo pesado Suelo pesado -- bajo nivel de P y alto de MO bajo nivel de P y alto de MO

�� Se agregó una dosis de lodo equivalente a 100000 L/ha, (88 kg Se agregó una dosis de lodo equivalente a 100000 L/ha, (88 kg N/ha y 60 kg P/ha) N/ha y 60 kg P/ha) –– Testigo para comparar Testigo para comparar

�� Inicio del experimento: Inicio del experimento: 28/12/201028/12/2010

�� Se evaluaron tres cortes de pastura (marzo, abril y junio)Se evaluaron tres cortes de pastura (marzo, abril y junio)

0

500

1000

1500

2000

Mar-11 Apr-11 May-11 Jun-11

Rendimiento (kg ha-1)

Testigo

Lodo

Producción de forraje

�� La respuesta al La respuesta al agregado de lodo se agregado de lodo se mantiene en el mantiene en el tiempotiempo

�� En el acumulado de los En el acumulado de los 3 cortes se obtuvieron 3 cortes se obtuvieron 16 g de MS / L de lodo 16 g de MS / L de lodo agregadoagregado

Vista del experimento de campo en la que puede Vista del experimento de campo en la que puede

observarse el color verde intenso de la pastura con observarse el color verde intenso de la pastura con

agregado de lodos luego de 60 días (izq). Restos de lodo agregado de lodos luego de 60 días (izq). Restos de lodo

en la pradera luego de 4 meses de agregado (der.)en la pradera luego de 4 meses de agregado (der.)

Contenido de N (gráfica superior) y de

P (gráfica inferior) en forraje de festuca.

NUTRIENTES ABSORBIDOSNUTRIENTES ABSORBIDOS

Nitrógeno y FósforoNitrógeno y Fósforo

�� Respuesta al agregado de Respuesta al agregado de lodos lodos

�� Mayor variabilidad en Mayor variabilidad en tratamientos con tratamientos con lodoslodos

�� La respuesta es similar en La respuesta es similar en magnitud para los dos magnitud para los dos macronutrientes y los tres macronutrientes y los tres cortes, lo que indica que los cortes, lo que indica que los nutrientes de los lodos nutrientes de los lodos estuvieron disponibles estuvieron disponibles rápidamente y mantuvieron rápidamente y mantuvieron la alta disponibilidad en el la alta disponibilidad en el tiempotiempo

0

10

20

30

Mar-11 Apr-11 May-11 Jun-11

N absorbido (kg ha-1)

Testigo

Lodo

0

1

2

3

Mar-11 Apr-11 May-11 Jun-11

P absorbido (kg ha-1)

Testigo

Lodo

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

�� LaLa alternativa de uso de lodos del reactor alternativa de uso de lodos del reactor

para su aplicacipara su aplicacióón al suelo sern al suelo seráá beneficiosa beneficiosa

para la productividad del mismo.para la productividad del mismo.

�� Debe evitarse la aplicaciDebe evitarse la aplicacióón en cantidades n en cantidades

excesivas en relaciexcesivas en relacióón a los requerimientos n a los requerimientos

de los cultivos que se realicen, a fin de evitar de los cultivos que se realicen, a fin de evitar

contaminacicontaminacióón por exceso de nutrientes en n por exceso de nutrientes en

capas subterrcapas subterrááneas o cursos de agua neas o cursos de agua

cercanos. cercanos.