Comportament dels fems de vaqui en comparació amb els fangs de depuradora i el compost de residus municipals: Influencia en la producció d’una rotació hortícola

IV Congrés de la ICEA. Les noves tecnologies en l’Àmbit Agrari. Tarragona, Octubre 2000 1 Comportament dels fems de vaqui en comparació amb els fangs de depuradora i el compost de residus municipals: Influencia en la producció d’una rotació hortícola M.Alcolea, O. Castro. A.Garcia , M. de las Heras, L.Martinez, J.Sabate, M.Soliva, J.Turró. Escola Superior d’Agricultura de Barcelona INTRODUCCIÓ Al llarg de tres anys, (període 1996-1999), s’ha realitzat un estudi sobre l’aplicació al sòl dels residus orgànics generats en major quantitat a Catalunya (fem de vaquí, fang de depuradores i compost de RSU). El primer és el més conegut i del que existeix més experiència en aplicacions a diferents tipus de cultius i és interessant comparar les seves característiques i comportament amb els altres dos materials relativament “més nous”. Aquest estudi està enmarcat en un projecte CICYT (AGF06-0966). L’ús d’adobs orgànics en agricultura és interessant tant per les millores que provoca sobre les característiques i conservació del recurs sòl, com pels efectes beneficiossos sobre els cultius. El fet que aquests tipus d’adobs provinguin de productes residuals generats en diferents activitats agrícoles, industrials o urbanes, afegeix un nou punt d’interés en la seva utilització: la possibilitat de gestionar residus orgànics amb la seva aplicació agrícola. Les característiques dels materials orgànics sòn molt variades, segons orígen i/o tractament. Aquesta variabilitat dificulta la dossificació segons concentració i assimilabilitat dels nutrients; a més, no s’ha d’oblidar la possible presència de determinats components probablement tòxics en alguns dels residus orgànics utilitzables. DISSENY DE L’EXPERIÈNCIA L’experiència realitzada correspon al seguiment i estudi dels cultius inclossos en una rotació hortícola col-espinac-enciam. En realitat el tercer cultiu havia de ser de bledes. Es va calcular i aplicar l’adobat adequat per al cultiu de bledes, però a causa d’un problema climatològic (forta gelada poc després de la sembra) es va anular i IV Congrés de la ICEA. Les noves tecnologies en l’Àmbit Agrari. Tarragona, Octubre 2000 2 posteriorment es van plantar els enciams. Per aquest i altres motius el cultiu d’enciams ha estat l’estudiat amb més profunditat. La parcel·la experimental utilitzada (875 m2) està situada en la finca experimental de la E.S.A.B. en una zona de terrases de material al·luvial indiferenciat. El sòl és de textura franco-arenosa i pertany (segons classificació USDA) a un sòl xerochrepts (Josa et al,1984). S’aplicaren 7 tractaments amb 4 repeticions distribuides en un disseny de blocs a l’atzar. La fertilització dels diferents tractaments es va plantejar desde l’inici de la rotació segons les següents hipòtesis: • La dosificació es realitzaria en base a les necessitats de nitrògen. • Uns tractaments, considerats dosis altes (DA), aportarien tot el nitrògen necessari a partir dels diferents residus. • Altres, considerats dosis baixes (DB), aportarien el 50% del nitrògen en forma de residu i el 50% en forma de fertilitzant mineral. • Les quantitats necessaries de fòsfor i potassi pels cultius, que no fossin aportades pels residus s’aportarien en forma de fertilitzants minerals. • Es consideraria que els residus F i C es mineralitzarien un 60% el primer any i un 40% el segon any; en canvi, segons anteriors experiències, el L es mineralitzaria un 75% el primer any. Amb això, pel càlcul de l’adobat del segon i tercer cultiu es va tenir en compte els efectes residuals de les aplicacions previes de residus. Per a realitzar el càlcul de la dosi d’aplicació dels residus en el tercer cultiu de la rotació (enciam), es van tenir en compte les necessitats de les bledes (200-85-150) i no les de l’enciam, que segons la bibliografia oscil·la entre (60/120-30/50-100/150). La substitució del cultiu de bledes per un d’enciams va complicar les estimacions de mineralització i possibles balanços a realitzar . Per una part, les necessitats de l’enciam eren inferiors, i per altre, era difícil estimar l’evolució dels residus en el sòl en el temps que va desde la seva aplicació fins a l’época de més demanda de nutrients per part del cultiu d’enciams. Es van prendre decissions sobre la marxa per intentar treure el màxim profit de la situació, per això, al detectar diferències molt importants de creixement en IV Congrés de la ICEA. Les noves tecnologies en l’Àmbit Agrari. Tarragona, Octubre 2000 3 els primers dos mesos de desenvolupament dels enciams, es va decidir no aplicar el fertilitzant de cobertera a les dosis baixes. Es pretenia posar de manifest les diferències entre el comportament en el sòl dels materials ja que en tots els tractaments el nitrògen aprofitat procediria dels residus orgànics o de la mineralització de la matèria orgànica del propi sòl. El tractament mineral restà així, pràcticament convertit en un testimoni ja que gairabé tot el nitrògen mineral aportat en sementera s’hauria perdut. MATERIALS A la taula 1 es troba l’analítica dels residus orgànics utilitzats. Els fems procedeixen de l’explotació de vaques de llet de la finca experimental de la E.S.A.B. a Caldes de Montbuí, el fang de depuradora d’aigües residuals urbanes de la ciutat de Gavà, i el compost de la planta de compostatge de Torrelles de Llobregat que tracta fracció orgànica de residus sòlids urbans procedent de recollida selectiva (cultius d’espinac i enciam); el compost utilitzat en el cultiu de la col provenia de la planta de compostatge de Mataró a on es tractàven R.S.U. procedents de recollida no selectiva. Taula 1 : Caracterització dels residus empreats a la rotació. PARÀMETRES FEM VAQUÍ (Caldes) COMPOST RSU (Torrelles) COMPOST RSU (Mataró) FANG (Gavà-Viladecans) pH CE (dS/m) %H 8,75 5,02 71,41 8,23 5,97 25,33 7,50 6,12 49,77 8,07 1,94 76,08 ppm N-NH4 3458 346 2869 5098 % MOT %Norg C/N %MOR %GE (MOR/MOT) %NnH (N resistent) %NnH/Norg 50,58 2,11 12 25,26 50,00 1,10 52,1 53,79 2,61 11 27,04 50,44 1,52 58,2 46,72 1,83 12 17,68 37,85 0,92 50,3 62,03 4,54 7 25,25 41,12 1,03 22,7 % P % K % Ca % Mg % Na % Fe 0,97 2,80 4,92 1,01 0,67 0,68 0,90 1,56 7,50 0,84 0,68 0,96 0,33 0,48 5,22 1,97 0,56 0,79 2,56 0,21 6,21 2,68 0,25 0,98 ppm Zn ppm Mn ppm Cu ppm Ni ppm Cr ppm Pb ppm Cd 219 330 59 46 50 8 0,24 188 152 73 48 40 52 0,39 330 147 165 91 235 130 0,83 1388 141 544 333 571 143 1,71 Les quantitats de residus aplicats (taula 2), així com les de materia orgànica, resulten molt diferents entre tractaments; això es degut al fet de dossificar en funció del nitrógen ja que la quantitat de residu i de materia orgànica aportada dependrà de les IV Congrés de la ICEA. Les noves tecnologies en l’Àmbit Agrari. Tarragona, Octubre 2000 4 característiques analítiques de cada residu. A la figura 1 es representa l’aportació total a la rotació. Taula 2: Quantitats de residu aplicades als diferents cultius de la rotació, (en kg de matèria humida, matèria seca i matèria orgànica per ha). COL ESPINACS ENCIAMS Tractament Aportació kg m.h./ha Aportació kg m.s./ha Aportació kg m.o./ha Aportació Kg m.h./ha Aportació kg m.s./ha Aportació kg m.o./ha Aportació kg m.h./ha Aportació kg m.s./ha Aportació kg m.o./ha CDA CDB FDA FDB LDB 59423 29741 68148 34074 19703 29848 14939 17023 8512 4520 13945 6979 9237 4618 2950 2253 1127 12009 6004 3328 1597 799 3256 1628 809 899 450 1515 757 509 54812 27403 65182 32589 26686 43000 21498 21960 10979 6407 22046 11022 11193 5596 3710 Figura 1. Aportació total de residus a la rotació. En canvi les aportacions de nitrògen haurien de ser molt semblants en tots els tractaments i no és així (taula 3 i figura 2). Això es degut no tan sols al fet de no haver aplicat el fertilitzant mineral en el cas de les dosis baixes (cultiu d’enciam), sino també a problemes en la composició dels residus. En general es calculen les dosis a partir de l’última composició disponible del residu. En aquest cas, el compost va resultar molt més sec de l’esperat. 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 Kg/ha CDA CDB FDA FDB LDB Matèria fresca Matèria seca Matèria orgànica IV Congrés de la ICEA. Les noves tecnologies en l’Àmbit Agrari. Tarragona, Octubre 2000 5 Taula 3. Aports de nitrògen orgànic i mineral (d’orígen residual + fertilitzants inorgànics), en kg N/ha. COL ESPINACS ENCIAMS N mineral N mineral Tractament N orgànic RO FM N orgànic RO FM N orgànic N mineral (*) CDA CDB FDA FDB LDB 546 273 366 183 209 86 43 129 65 25 0 115 0 115 115 46 23 69 35 37 0,4 0,2 7,2 3,6 4 0 45 0 45 45 1006 503 450 225 283 19 9 13 7 31 (*) En aquest cas tot el N mineral ha estat aportat pels residus. RO: Residu orgànic. FM: Fertilitzant mineral. Figura 2. Aportació total de nitrògen a la rotació. A la taula 4 es dona una relació entre metalls i nitrògen aportat. S’observa clarament que el fang i el compost de Mataró són els materials que aporten més grams de metall per kg de N aplicat. Taula 4: Grams de metalls aportats per kg de Norg i ha amb els residus utilitzats en la rotació. gr Zn/kg Norg gr Cu/kg Norg gr Pb/kg Norg gr Cd/kg Norg Fem de vaquí 10,38 2,80 0,38 0,01 Compost (Mataró) 18,03 9,02 7,10 0,05 Compost (Torrelles) 7,20 2,80 1,99 0,01 Fang (Gavà) 30,57 11,98 3,15 0,04 RESULTATS A la taula 5 es dona la producció obtinguda en cada tractament dels tres cultius. La producció mitjana dels enciams i les cols cultivades a la provincia de Barcelona és 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 kg N/ha CDA CDB FDA FDB LDB Tractaments N orgànic N mineral residual N mineral fert.in. IV Congrés de la ICEA. Les noves tecnologies en l’Àmbit Agrari. Tarragona, Octubre 2000 6 gairabé idéntica i de 31000 kg/ha. Per tant les produccions obtingudes d’aquests dos cultius ha estat molt per sobre de la teóricament esperada. Aquest fet també es podria atribuir a una durada superior del cultiu. Pel que fa als espinacs, la producció ha estat molt més baixa, donant-se la curiositat d’obtenir produccions més elevades en els tractaments amb dosi baixa que en els de dosi alta. El fet de tenir en compte els efectes residuals de l’adobat orgànic aplicat en els cultius anteriors va fer que s’aportés poca quantitat de residus orgànics al cultiu dels espinacs (taula 2 i 3), donant-se un déficit de N en els tractaments als que no es va aplicar fertilització mineral en cobertera. Taula 5. Produccions dels tres cultius inclossos en la rotació hortícola, en kg de materia fresca per ha. COL ESPINACS ENCIAM Tractament Producció de cogollo Producció total Producció total CDA CDB FDA FDB LDB M T 58616 a 48459 b 53050 ab 49960 b 53309 ab 50933 b 43626 c 9879 abc 13321 a 8854 bc 12992 a 11213 ab 11779 ab 7367 c 76042 a 67197 a 76325 a 60504 a 70987 a 41175 b 39176 b En el cultiu de col s’ha obtingut la producció més elevada en el tractament de compost dosi alta amb diferència estadísticament significativa respecte la resta de tractaments adobats amb residus orgànics i el tractament mineral; i amb una producció més reduida està el testimoni. En canvi en el cas del cultiu d’enciams no s’han trobat diferencies significatives entre els tractaments amb residus, encara que destaquen les produccions dels tractaments de compost i fem dosi alta seguits pel tractament amb fang. Taula 6. Contingut en macroelements del teixit vegetal de la col. Tractaments P (%) K (%) Ca (ppm) Mg (ppm) Na (ppm) Fe (ppm) Mn (ppm) CDA CDB FDA FDB LDB M T 0,29 0,31 0,30 0,30 0,28 0,28 0,29 1,98 2,08 2,06 2,05 1,94 1,96 2,03 3200 3800 3500 3000 3300 3200 3300 808 865 845 787 778 770 805 244 291 259 268 265 242 243 23 26 24 22 24 21 23 9,7 10,3 10,5 10,0 9,2 9,2 10,2 * No es van trobar diferencies significatives entre tractaments. IV Congrés de la ICEA. Les noves tecnologies en l’Àmbit Agrari. Tarragona, Octubre 2000 7 Taula 7. Contingut en macroelements del teixit vegetal dels espinacs. Tractaments P (%) K (%) Ca (ppm) Mg (ppm) Na (ppm) Fe (ppm) Mn (ppm) CDA CDB FDA FDB LDB M T 0,64 a 0,43 b 0,71 a 0,41 b 0,41 b 0,45 b 0,61 a 5,30 a 4,80 a 5,10 a 4,70 a 4,80 a 5,00 a 5,33 a 6288 ab 5521 b 6184 ab 5862 ab 5858 ab 6310 ab 6963 a 3705 a 3721 a 3675 a 3843 a 4057 a 3919 a 4172 a 366 a 468 a 425 a 492 a 508 a 446 a 366 a 458 a 381 a 382 a 296 a 338 a 401 a 436 a 45,7 b 35,0 c 47,2 b 37,5 c 35,0 c 40,0 bc 54,3 a Taula 8. Contingut en macroelements del teixit vegetal de l’enciam. Tractaments P (%) K (%) Ca (ppm) Mg (ppm) Na (ppm) Fe (ppm) Mn (ppm) CDA CDB FDA FDB LDB M T 0,59 0,57 0,67 0,60 0,50 0,54 0,50 5,64 4,86 5,82 5,70 5,34 5,58 5,20 5809 4755 6223 5235 5761 5249 5484 1632 1387 1663 1626 1604 1729 1736 954 917 1109 925 885 1144 864 133 138 163 150 151 200 177 32 29 34 34 30 37 35 * No es van trobar diferencies significatives entre tractaments. Respecte el contingut en macroelements (taules 6,7 i 8) tan sols s’han trobat lleugeres diferències entre tractaments en el cultiu dels espinacs, concretament pel P, Ca i Mn. Taula 9. Contingut en metalls pesats del teixit vegetal de la col. Tractaments Cu (ppm) Zn (ppm) Cr (ppb) Cd (ppb) Ni (ppb) Pb (ppb) CDA CDB FDA FDB LDB M T 2,5 1,7 2,2 1,7 2,5 2,2 2,2 11 12 11 12 11 12 11 570 625 573 457 601 399 527 100 100 100 100 100 100 100 177 183 169 180 188 190 202 201 100 148 156 292 208 147 * No es van trobar diferencies significatives entre tractaments. Taula 10. Contingut en metalls pesats del teixit vegetal dels espinacs. Tractaments Cu (ppm) Zn (ppm) Cr (ppb) Cd (ppb) Ni (ppb) Pb (ppb) CDA CDB FDA FDB LDB M T 10,5 a 10,0 a 10,0 a 9,0 a 9,7 a 10,5 a 11,3 a 60 a 36 b 55 a 34 b 34 b 36 b 54 a 2100 a 1900 a 1600 a 1300 a 2600 a 2500 a 1900 a 101 a 79 a 74 a 46 a 80 a 48 a 111 a 930 a 640 ab 720 ab 520 b 760 ab 700 ab 730 ab 1600 a 1800 a 1800 a 1900 a 1300 a 1600 a 2400 a Taula 11. Contingut en metalls pesats del teixit vegetal dels enciams. Tractaments Cu (ppm) Zn (ppm) Cr (ppb) Cd (ppb) Ni (ppb) Pb (ppb) Mercat 3 - 8 16 – 80 500-700 100-546 500-2000 500-3000 CDA CDB FDA FDB LDB M T 5,0 4,3 4,5 4,8 4,3 4,8 5,3 35 37 33 32 35 32 35 1000 1500 1750 1250 1250 2000 1670 150 119 138 110 100 155 105 500 500 630 580 630 520 - 1000 510 1130 880 500 1130 - * No es van trobar diferencies significatives entre tractaments. IV Congrés de la ICEA. Les noves tecnologies en l’Àmbit Agrari. Tarragona, Octubre 2000 8 Pel que fa al contingut en metalls, només s’han trobat diferències en el cultiu dels espinacs, encara que petites en el cas del Zn i el Ni. Per a l’estudi dels enciams es van analitzar 7 mostres de mercat de la mateixa varietat (taula 11), tots els valors es troben en el mateix rang, excepte en el cas del Cr, que van donar més baixes que als enciams dels tractaments. Taula 12. Contingut en nitrats al teixit vegetal dels espinacs i els enciams Tractaments Espinacs ppm NO3s.m.h. Enciams ppm NO3s.m.h. Mercat --- 1542 ( 632 – 3276) CDA CDB FDA FDB LDB M T 39 318 96 287 238 164 75 466 473 743 594 697 758 728 *No es van trobar diferencies significatives entre tractaments. Per a estudiar la qualitat es va considerar important la determinació del contingut en nitrats (taula 12). Degut a la dispersió dels resultats no es troben diferencies significatives, però en el cas dels espinacs destaquen els nivells més alts en els tractaments que es va aplicar fertilitzant mineral en cobertera (CDB, FDB, LDB i M). Pel que fa als enciams, els valors són, en general més baixos que en els enciams de mercat analitzats. Es van detectar molta relació entre el contingut en nitrats i l’estadi de creixement. Taula 13. Continguts en vitamina C (àcid ascòrbic) al teixit vegetal dels enciams Tractaments Pes (gr) Vit C mg/100gr m.h. Mostres d’enciams de diferents mercats Pes (gr) Vit C mg/100gr m.h. CDA CDB FDA FDB LDB M T 1333 1178 1337 1060 1244 722 686 4,16 4,12 4,02 5,36 4,91 8,55 8,24 Mostra 1 Mostra 2 Mostra 3 Mostra 4 Mostra 5 Mostra 6 Mostra 7 1008 846 984 1040 750 1091 945 4,73 5,56 3,40 2,96 2,80 4,40 4,81 *No es van trobar diferencies significatives entre tractaments. En l’enciam també es va analitzar el contingut en vitamina C (taula 13). Les diferències trobades no sòn estadísticament significatives i també estan relacionades amb l’estadi de creixement, al augmentar el pes disminueix el contingut en vitamina C, (els tractaments M i T anaven més retrasats i per això tenen valors més elevats). IV Congrés de la ICEA. Les noves tecnologies en l’Àmbit Agrari. Tarragona, Octubre 2000 9 CONCLUSIONS  La composició del residu respecte a contingut en humitat i nitrògen té una gran influència sobre la quantitat de residu a aplicar i la matèria orgànica aportada.  Els continguts en metalls dels residus emprats estan dins dels nivells permesos per la legislació, tot i que el fang utilitzat en els tres conreus i el compost aplicat a la col en presenten nivells relativament alts.  La utilització de compost de RSU de recollida selectiva als cultius d’espinac i enciam fa disminuir significativament els aports de metalls per kg de nitrògen orgànic aplicat.  Les diferències trobades en les produccions es poden relacionar amb la disponibilitat de nitrògen.  Amb les dades obtingudes es confirma que la velocitat de mineralització del fang és superior a la dels altres dos residus utilitzats a l’experiència. El compost de Torrelles allibera menys N de l’esperat.  No s’han trobat diferències en el contingut en metalls dels conreus. BIBLIOGRAFIA  DE LAS HERAS, M; MARTINEZ, L. (1998). Efectos de la aplicación de subproductos de orígen agrícola (estiércol vacuno) y urbano (compost de RSU y lodo de depuradora) sobre el suelo y tejido vegetal en una rotación de col-espinaca. TFC ESAB.  CASTRO,O.; TURRÓ, J. (1999). Producció, contingut en vitamina C i components minerals de Lactuca sativa segons tamany i tipus d’adobat. TFC ESAB.  ALCOLEA,M.; GARCIA,A. (1999). Efectes de l’aplicació de residus orgànics d’orígen agrícola (fem de vaquí) i urbà (compost RSU i fang de depuradora) en un cultiu d’enciam inclós en una rotació hortícola (col-espinac-enciam). TFC ESAB.  SOLIVA, M. et al. (2000). “Aspectos a tener en cuenta en la aplicación agrícola del compost de la fracción orgànica de RSU” (pag.26-40). Publicación de las “Jornadas de Compostaje-Reciclaje agrícola organizadas por ATEGRUS en Valencia el 14 de abril de 2000. Ed. ATEGRUS 2000.