inta - distribución de efluentes líquidos y sólidos

Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria

Aprovechamiento de residuos orgánicos

de origen ganadero en agricultura

Distribución de Efluentes líquidos y sólidos

Ing. Agr. Nicolás Sosa

[email protected]

INTA EEA Rafaela

Incremento de producciones ganaderas Interés económico y social

Intensivas

Concentradas

Desligadas de base territorial

Concentración de efluentes en zonas

específicas del territorio

Las alternativas enfocadas al

tratamiento de efluentes presentan

inconvenientes de viabilidad

Económica

Medioambiental

Aplicación de efluentes al suelo

Método más económico

Reciclaje de nutrientes

Mejora de la fertilidad del suelos

Lo más IMPORTANTE

es que los

NUTRIENTES sean

RECICLADOS

DENTRO

del CAMPO Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria

Aplicación de efluentes al suelo

Desconocimiento Composición en nutrientes

La eficiencia de nutrientes del efluente

El efecto residual de sus nutrientes

Efectos medioambientales

Aplicación adecuada de efluentes

Dado que el comportamiento del nitrógeno procedente de los efluentes en el

suelo depende de las características edafoclimáticas, se hace necesario el estudio

de las diferentes estrategias de manejo del efluente en las condiciones locales.

Caracterización de enmiendas orgánicas como fertilizantes

• Es importante optimizar dentro de las explotaciones la gestión de los fertilizantes orgánicos e inorgánicos.

• Los residuos ganaderos, estiércoles y efluentes presentan una enorme variabilidad en su composición y por lo tanto en el contenido de elementos fertilizantes.

• Importantes pérdidas por VOLATILIZACIÓN (20-70%).

• Se ha estimado que más del 50% del NH3 que se volatiliza lo

hace en las primeras 24 horas (Pinto et al., 2001).


Zonas vulnerables de contaminación

Mapa de zonas vulnerables de Cataluña, año 2009. Fuente: GESFER 2010.

Cantidad máxima de nitrógeno (kg N/ha y año) aplicable en zonas vulnerables. Fuente:

Decreto 136/2009.

Cultivo

Secano / Regadío N total N en fertilizantes

orgánicos

N en fertilizantes minerales o en agua de riego

Trigo

Secano 170 170 120

Regadío 210 170 150

Cebada

Secano 170 170 120

Regadío 210 170 150

Maíz Secano 210 170 150

Regadío 300 170 200

Sorgo

Secano 200 170 150

Regadío 250 170 170

Girasol Secano 150 150 100

Regadío 170 170 120

Arroz Regadío 170 170 150

Alfalfa

Secano 100 100 30

Regadío 170 170 50

Heces y Orina

El síntoma más típico de la degradación química de los suelos

SALIDAS

Composición de los efluentes

Desde el punto de vista químico, los residuos ganaderos presentan una gran complejidad. A pesar de tener una composición cualitativa similar (agua, materia orgánica, macroelementos, elementos secundarios y microelementos), su composición cuantitativa es muy heterogénea.

Depende de diversos factores:

- Edad y tipo de animal

- Sistema de manejo

- Tipo de alimentación

- Época del año


El Nitrógeno (N) de los residuos ganaderos se

encuentra en 3 formas:

Mineral Orgánico

Generalmente en forma

amoniacal o uréica. Fracción orgánica

mineralizable al año

siguiente de la aplicación.

Las 2 primeras fracciones tienen un efecto directo, similar al

Nitrógeno aportado por un abono mineral. La tercera tiene un efecto

a medio y largo plazo como aporte al suelo de materia orgánica.

Orgánico-mineral

Esta fracción enriquecerá la

materia orgánica del suelo y

será liberada

mediante mineralización

progresiva durante los años

siguientes a la aplicación.


El Fósforo de las deyecciones animales está

contenido esencialmente en las partes sólidas

de las heces y se presenta bajo 2 formas:

Forma mineral Forma orgánica

Fosfatos solubles en agua. Supone

alrededor del 80% del Fósforo

total, muy rápidamente utilizable

por las plantas

Partes no digeridas de los alimentos.

Frecuentemente constituidos de

fitina, proteína de reserva de los

granos, que será mineralizada muy

lentamente en el suelo.

Su valor fertilizante o coeficiente de equivalencia inmediato es de

0,85 en relación con el superfosfato (Ziegler et Héduit, 1991).


El potasio (K) está contenido principalmente en la orina,

encontrándose en forma se sales minerales, por lo que su

disponibilidad para las plantas es similar a la de un abono mineral

El magnesio (Mg) tiene un comportamiento similar al del K,

considerándose que, en general, su disponibilidad es equivalente a la

de los abonos magnésicos minerales

La acción fertilizante de los estiércoles en elementos como el P, K y

micronutrientes resulta afectada en gran medida por la capacidad

tampón (reguladora) del suelo, por lo que el impacto ambiental de

estos elementos es mucho más reducido que en el caso del N.

Composición media de los efluentes de cerdo

Fase MS

(%)

MO

(%MS)

N total

(Kg/m3)

N amon.

(Kg/m3)

P2O5

(Kg/m3)

K2O

(Kg/m3)

Engorde 9,6 75,8 7,3 3,8 5,6 4,1

Gestación 3,2 66,3 3,8 2,5 3,3 2,2

Lactación 3,4 2,1 2,1

Transición 5,3 4 2,8

Ciclo cerrado 5,8 66,1 4,9 2,9 4,1 2,7

(Babot et al., 2004)

Composición variable !!!!

Estratificación en fosas

Irañeta et al, 2002


MS

(%)

MO

(Kg/10m3)

N total

(Kg/10m3)

P2O5

(Kg/10m3)

K2O

(Kg/10m3)

0,6 20,4 1,9 4,59 4,34

Residuos de la producción de leche

Efluentes de tambo

Valores orientativos de Materia orgánica, Nitrógeno, Fósforo y Potasio, por aportaciones de 10 m3 de

efluente de tambo.

•Un trabajo de Fontanetto et al, (2009) concluye que hay una tendencia a mejorar

el contenido de MO, P y Ca y a mejorar algunas propiedades físicas del suelo

regado con efluentes de tambo.

•Se recomiendan aplicaciones entre 30-60 m3/ha de efluentes.

• El análisis de suelo y del efluente son los instrumentos básicos para fijar la dosis

adecuada de enmienda orgánica, de acuerdo a las necesidades del cultivo.

(Garcia, et al, 2008)

MS

(%)

MO

(kg/10 t)

N total

(Kg/10 t)

P2O5

(Kg/10 t)

K2O

(Kg/10 t)

13,82 1200 35 29 38

Residuos de la producción de leche

Residuos sólidos de tambo

Valores orientativos de Materia orgánica, Nitrógeno, Fósforo y Potasio, por aportaciones de 10 t de

estiércol de tambo.

Otros parámetros a destacar en la composición de estiércoles son:

•Contribución importante de calcio (62 kg de Ca por cada 10 t de muestra

fresca.

Los valores de pH son básicos (7,5 a 8).

Se recomiendan aplicaciones orientativas de 25 a 50 t/ha, según el contenido

de nutrientes del suelo, cultivo a implantar, objetivo de rendimiento y

composición de estiércol.

(Charlón, et al, 2010)

MS

(%)

MO

(kg/10 t)

N total

(Kg/10 t)

P2O5

(Kg/10 t)

K2O

(Kg/10 t)

14,7 1245 59 37 43

Estiércol de Feedlot


estiércol de Feedlot.

Otros parámetros a destacar son:

•Los valores de pH son básicos (7,5 a 8). Las heces frescas presentan un pH

cercano a 7, y que con el tiempo de almacenamiento el pH aumenta.

•Contribución de calcio y magnesio (24 kg de Ca y 8 kg de Mg por cada 10 t

de muestra fresca).

•Relación C/N muy variable según el grado de madurez del estiércol.

Se recomiendan aplicaciones orientativas de 25 a 50 t/ha.

(ASAE, 2003)

MS

(%)

MO

(kg/10 t)

N total

(Kg/10 t)

P2O5

(Kg/10 t)

K2O

(Kg/10 t)

60 3900 200 230 210

Residuos de la producción avícola


estiércol de ponedora o gallinaza.

Otros parámetros a destacar en la composición de gallinaza son:

•Los valores de pH varían entre neutros a básicos, de 7 a 8,6.

El contenido de humedad del estiércol de ponedora presenta valores más alto

en galpón automático.

Se recomiendan aplicaciones orientativas de 5 a 12 t/ha.

La concentración de nutrientes en estiércol de pollos parrilleros o cama de

pollo es aproximadamente la mitad del presente en el estiércol de

ponedora. Esto se debe a la presencia de cáscara de arroz y girasol en la

cama de pollos parrilleros.

(LAF, 1999)

Para una correcta aplicación de los

efluentes como abono agrícola es

necesario considerar la composición del

mismo, especialmente el contenido en

macronutrientes y las necesidades del

cultivo al que se va a aplicar.


Métodos de aplicación de enmiendas orgánicas

• Maquinaria para distribución de

efluentes líquidos

• Maquinaria para distribución de

estiércol sólido


Maquinaria para distribución de

efluentes líquidos

En toda la superficie:

•Método de boquilla única de aspersión en abanico

•Sistema de barra de distribución con multiboquilla

De manera localizada:

•Método de barras con tubos colgantes

• Método de enterrado o inyección


Método de aplicación sobre toda la superficie

•Boquilla única de aspersión en abanico

- Boquilla de salida de gran diámetro.

- El efluente impacta sobre una chapa (plato) y

se proyecta formando un abanico.




Método tradicional de abanico Método abanico invertido




Ventajas e inconvenientes de la aplicación de efluentes con el método de abanico

Ventajas Inconvenientes

Precio de adquisición económico. El reparto es muy sensible al viento.

No presenta problemas con efluentes

espesos por obturación.

El reparto es heterogéneo.

No precisa de gran potencia. La regulación del plato es difícil, sobretodo a dosis bajas.

La dispersión de olores y volatilización de nitrógeno son importantes.

Riesgo de escorrentía, si hay pendiente en el terreno a dosis altas.




-Consiste en una tubería (pleg. trans.) de un diámetro de 15-20 cm.

-Alimentada por mangueras centrales que salen del tanque

-Contiene de 2 a 16 boquillas que distan del suelo entre 30 y 50 cm.




Ventajas e inconvenientes de la aplicación de efluentes con el método de multiboquillas


Ancho de trabajo aceptable (8-12 m). Cuando el número de boquillas es alto (poco diámetro) se

suelen producir problemas de obsturaciones, por lo que se

aconseja disponer de 4 a 8 boquillas.

La uniformidad de reparto es mejor que la del

método tradicional de abanico.

El costo es algo más elevado que el del método de

abanico.

Los olores y pérdida de nitrógeno por

volatilización se reducen con respecto al método

de abanico, aunque de forma poco notable.

Riesgo de escorrentía, si hay pendiente en el terreno, a

dosis altas.

No precisa de gran potencia.


Método de aplicación localizada de efluentes


- Constituido por una estructura de la que cuelgan de 20 a 80 tubos flexibles, con un ancho de 6 a 24 m y una distancia entre salidas de 25 a 30 cm.

-Este método supone la asociación de un triturador-distribuidor con cuchillas circulares para evitar las obstrucciones en las salidas individuales.

-Deposita el efluente directamente sobre el suelo.

-Diámetro de mangueras: 4–6 cm.




Ventajas e inconvenientes de la aplicación de efluentes con el método de tubos colgantes


La uniformidad de distribución no está afectada por el

viento al depositar el efluente directamente sobre el suelo.

Necesita de un triturador-distribuidor para evitar

problemas de obsturación de los tubos.

La disminución de olores y volatilización de nitrógeno es

notable respecto a los métodos anteriores.

Riesgo de escorrentía, si hay pendiente en el

terreno, a dosis altas.

Ancho de trabajo variable (9-16 m). El costo es mayor que en los métodos anteriores.

Permite aplicaciones ajustadas a dosis bajas.

La uniformidad de aplicación es muy buena.



•Método de enterrado o inyección

-En los métodos de aplicación en profundidad, el efluente no queda en la superficie del suelo sino que es incorporado al mismo.

-Los enterradores de disco incorporan el efluente a profundidades entre 3-5 cm, y los enterradores de rejas a profundidades de 10-15 cm

-La separación de los enterradores (discos o rejas) debe estar como máximo a una distancia de 40 cm.

-Estos equipos precisan de un tractor con una potencia de media-alta




Aplicación mediante enterrador de rejas




Aplicación mediante inyección




Ventajas e inconvenientes de la aplicación de efluentes con el método de enterrado o

inyección


La uniformidad de distribución es muy buena. Las obsturaciones son difíciles de detectar. Necesita

de un triturador-repartidor, si los tubos son de poco

diámetro (inyectores).

No necesita labor de enterrado posterior Ancho de trabajo 4-5 m.

Reducción importante de volatilización de nitrógeno

respecto a los métodos anteriores.

Necesita de un tractor mas potente que los métodos

anteriores.

Prácticamente no hay emisión de olores, lo que permite

aplicar en zonas próximas a núcleos urbanos.

Mayor consumo energético en la aplicación que los

métodos anteriores.

No impregna la parte aérea de las plantas El costo del apero es elevado.


Criterios para la elección del equipo a utilizar

Calidad del trabajo realizado por los equipos de aplicación de fertilizantes orgánicos.

EQUIPO DE APLICACIÓN Homogeneidad

de la distribución

Pérdidas por volatilización

Emisión de

olores

Esparcidor de estiércol sólido M E M

Cisterna con platos de choque B E E

Cisterna de barras con tubos colgantes E M B

Cisterna con inyectores de reja o disco E MB MB

E: elevada. M: media. B: baja; MB: Muy baja.

Fuente: García Ramos y Boné Garasa, 2009

Incorporación de herramientas de agricultura de

precisión en la aplicación de enmiendas orgánicas

Otros equipos de aplicación de efluentes


Maquinaria para distribución de estiércol sólido

• Se construyen sobre una estructura de remolque sin sistema de suspensión, con un solo eje (simple o doble), neumáticos de alta flotación y baja presión de inflado.

• El vaciado se realiza por desplazamiento de una parte del fondo de la caja del remolque o por una compuerta móvil, que arrastra el estiércol hasta el dispositivo de esparcido.

• Los dispositivos de esparcido suelen ser de tambores cilíndricos, con dientes en la periferia que giran según su eje situado en posición horizontal (de uno o dos cilindros) o vertical de hasta 4 ejes.


Recomendaciones para una correcta

carga del remolque:

• Cargar por delante en los equipos de fondo

móvil y por detrás en los de compuerta móvil.

• Cargar en capas regulables y homogéneas.

• No superar con la carga el nivel del travesaño superior del sistema esparcidor.

• Evitar el ingreso de objetos contundentes con el estiércol.

• Igualar la superficie del estiércol en la caja.

Maquinaria para distribución de estiércol sólido


Resultado de ensayos de

aplicación de efluentes

como enmienda

orgánica

Zona: Rafaela

Fuente: Fontanetto, H. ; Gambaudo, S. y Sosa, N (2007)

Uso de EFLUENTES del Tambo en MAIZ para SILO

46500

38120

42500

36780

29560

25000

30000

35000

40000

45000

50000

Tes

tigo

Efl.

600

0 l/h

a

Efl.

120

00 l/

ha

Ure

a 10

0 kg/

ha

Ure

a 20

0 kg/

ha

Tratamientos (Efluentes y Urea)

Ma

teri

a V

erd

e (

kg

/ha

)


Aplicación de Efluentes en Maíz para Silo 2008/09 (INTA Rafaela)

Aplicación de Efluentes sólidos (INTA Rafaela)

TRIGO/SOJA 2ª: Rendimientos(campaña 2007/08)

con y sin aplicación de estiércol de tambo (EEA Rafaela).

Fuente: Gambaudo, S ; Fontanetto, H. y Sosa, N (2008)

3992

4461

4708

3539

3769

4048

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0 4 8

Dosis de estiércol aplicadas (t/ha)

Ren

dim

ien

to d

e g

ran

os (

kg

/ha)

Trigo Soja 2a

Efluentes en ALFALFA: Materia Seca Total 11 cortes (Pujato Norte, 2009)


9232

11056

12531

10253

13225

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

Testigo 4000 l/ha 8000 l/ha 16000 l/ha 32000 l/ha

Dosis de Efluente (litros/ha)

Mate

ria S

eca T

ota

l d

e 1

1 c

ort

es (

kg

/ha)

Establecimiento “El Lirio” (Remigio y Danilo Nagel) – Humboldt (Santa Fe)

Foto: Ing. Edith Weder

“Para nosotros lo más importante es que sabemos qué hacer con los efluentes”,

reconoce Danilo.

Los resultados son sorprendentes:

En un campo que se “regó” con 71.428 litros de efluentes/ha (en dos aplicaciones):

1- Se triplicó la cantidad de P (llegó a 34 ppm): 250 kg/ha de SFT.

2- Creció la cantidad de Nt (de 0,11 a 0,15 %): 900 kg/ha de Urea.

3- Aumentó el C (de 1,32 a 1,71 %)

4- Se incrementó la M. O. (testigo: 2,27 % y el tratado: 2,94 %).

Aplicación de Efluentes: Campo Experimental de AFA Humboldt


Con Efluentes

Testigo


Con Efluentes

Testigo

Fertilizante


Con Efluentes Testigo

Fertilizante


Fertilizantes y Efluentes en ALFALFA (INTA Rafaela-AFA Humboldt, 2009)

Fuente: Gambaudo, S. ; Fontanetto, H. y Sosa, N. (2009)

Suma 8 Cortes (01/10/2008 al 08/07/2009)

12104

15456

14221

15492

14815 14703

11000

12000

13000

14000

15000

16000

Testig

o

SFT-400

1500

(70%

-30%

)

SFT400+10

00(7

0%-3

0%)

SFT400+10

00(5

0%-5

0%)

Efluen

tes

Productos

M. S

. (k

g/h

a)

Ensayo mostrado en la Jornada de Productores del INTA Rafaela (30/03/2010)

MAIZ - Campaña 2009-2010

Fuente: Sosa, N. ; Gambaudo, S. y Fontanetto, H. (2009-2010)

40.000 lt/ha

Efluente de

Cerdo

12m

80.000 lt/ha

Efluente de

Cerdo

12m

testigo

12m

60.000 lt/ha

Efluente de

tambo

12m

13.000 kg/ha

Estiércol

sólido

de

tambo

24m

10.988 kg/ha 10.801 kg/ha 14.857 kg/ha 12.572 kg/ha 11.055 kg/ha

Ensayo mostrado en

Jornada de Productores

del INTA Rafaela (30/03/2010)

Fuente: Sosa, N. ; Gambaudo, S. y Fontanetto, H. (2009-2010)

Ambientes determinados con Sonda

Características químicas del suelo

Caract.

química

Ambiente

Rojo Amarillo Verde

Mat. Orgánica (%) 3,81 3,27 2,89

Nitrógeno total (%) 0,191 0,164 0,145

Fósforo (ppm) 68,7 51,8 34,6

pH 5,62 5,73 5,82

CIC (meq/100g) 16,63 14,67 12,66

26.824 (kg/ha)

23.368 (kg/ha)

19.697 (kg/ha) Producción de materia seca de

sorgo forrajero por ambiente.

Lote 4 INTA EEA Rafaela.

Campaña 2010-2011.

Efecto del abonado mineral y

orgánico en cultivo de maíz

Nicolás Sosa / Junio 2012

Máster en Gestión de Suelos y Aguas

UNIVERSIDAD DE LLEIDA

Carretera

Cam

ino

Residuo

Incorporado

B1

Residuo

Exportado

N0

N200

PB

N100

PR

N300

N300

PR

PB

N200

N0

N100

Residuo

Incorporado

B2

Residuo

Exportado

N100

N0

300

PR

PB

N200

N200

N300

N0

N100

PB

PR

Residuo

Incorporado

B3

Residuo

Exportado

PB

N100

N200

PR

N300

N0

PB

N200

PR

N100

N0

N300

Croquis del ensayo

N0: 0 kg N ha-1

N100: 100 kg N ha-1

N200: 200 kg N ha-1

N300: 300 kg N ha-1

PB: Purín abanico

PR: Purín reja

Producción de grano (kg ha-1)

Dosis N

(kg N ha-1)

Residuo

incorporado

Residuo

Exportado

Rendimiento

0 14152 17455 15804 C

100 15110 18579 16845 BC

200 18849 18816 18833 AB

300 18617 18831 18724 AB

Purín abanico 19176 20269 19722 A

Purín reja 18802 17868 18335 AB

Residuo 17451 18636

ANOVA

Factor de variación Significación

Bloque Ns

Residuo Ns

Error A

Dosis de N 0,0025

Residuo x Dosis de N Ns

Contenido de N en el suelo (kg/ha) antes de la

siembra, en el perfil de 0 a 90 cm.

Dosis N

(kg N ha-1)

Residuo

incorporado

Residuo

Exportado

N inicial en el

suelo

0 348 529 439 C

100 470 637 553 BC

200 683 782 732 AB

300 858 787 823 A

Purín abanico 558 645 601 BC

Purín reja 731 613 672 AB

Residuo 608 665

ANOVA


Bloque Ns

Residuo Ns

Error A

Dosis de N 0,0112


Contenido de N residual en el suelo (kg N-

NO3- ha-1), en el perfil de 0 a 90 cm.

Dosis N

(kg N ha-1)

Residuo

incorporado

Residuo

Exportado

N residual en el

suelo

0 154 280 217 B

100 228 451 339 B

200 601 521 561 A

300 752 648 700 A

Purín abanico 276 272 274 B

Purín reja 238 362 300 B

Residuo 375 422

ANOVA


Bloque Ns

Residuo Ns

Error A

Dosis de N <0,0001


Ensayo de aplicación de efluentes de tambo

en maíz para silo (Zona rural Lehmann, 2012/13).

Producción de biomasa en maíz (kg/ha)

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

0 30 m3/ha 60 m3/ha 90 m3/ha

Dosi de efluente

Pro

d.

bio

masa (

kg

/ha)

18,5% 18% 26%


Muchas gracias

Ing. Agr. Nicolás Sosa

[email protected]

INTA EEA Rafaela

inta - distribución de efluentes líquidos y sólidos

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