Response of wheat to additional nitrogen fertilizer application after pig slurry on over-fertilized soils

Pig slurry is a valuable nutrient resource but constitutes a waste disposal problem in areas of high animal density. In the semiarid area of Pla d’Urgell, in the Ebro Valley, North-East Spain, irrigated crops receive large amounts of nutrients in the form of manure and mineral fertilizers. We studied the effect of pig slurry and additional side-dress mineral fertilizers on irrigated wheat, Triticum aestivum L., on a coarse loam soil, with high soil P and K levels. Yields increased by 62.3% when using pig slurry. The application of ammonium sulfate nitrate sidedress did not significantly increase wheat production. The average apparent recoveries were higher for potassium (88.7%) than for nitrogen (51.3%) and phosphorus (36.3%). Greater amounts of soil NO3-N were measured over the four growing seasons, which was consistent with the amount of N applied. Macronutrient and micronutrient uptake was significant higher for pig slurry treatments, but only small differences were found between the pig slurry and pig slurry plus ammonium sulfate nitrate treatments. The unfertilized treatment showed significantly lower soil P, K, Cu and Zn content than pig slurry treatments; 34%, 21%, 34%, and 26% respectively. These findings could be used to develop a nutrient management plan based on knowledge of soil test results and crop nutrient removal. This could help to improve the use of pig slurry and mineral fertilizers on limited available land areas and prevent the accumulation of potentially toxic elements in soils and the export of nutrients through agricultural drainage.

Yield in double cropping system as affected by N fertilization rate with pig slurry in a Catalonia dryland region

Intensive swine production is an important agricultural and economical activity in Europe. The high availability of pig slurry (PS) lead to attractive fertilization strategy to reduce costs, therefore is mainly applied as fertilizer in agricultural systems. The optimization N fertilization in these areas should be taken in into to avoid nitrates losses by lixiviation and to achieve maximum efficiency in crop nutrition. Many studies have shown that PS applications can achieve satisfactory yields in different crops by partially or completely replacing synthetic fertilizers. In addition, for the last years, in Northeast Spain (Catalonia) has been widely extended the double-cropping forage system.

Alternativas tecnológicas para la recuperación y valorización del nitrógeno presente en los residuos orgánicos

La conciencia de los problemas asociados a la gestión de los residuos orgánicos y el interés por las oportunidades de su recuperación y valorización han ido tomando importancia en los últimos años, tanto en el campo de las deyecciones ganaderas como en el sector de las aguas residuales. Consecuentemente, las combinaciones tecnológicas que permitan cerrar los ciclos de los nutrientes y la recuperación energética han adquirido mayor importancia en la investigación así como en las nuevas normativas sectoriales. En este contexto se sitúa el trabajo realizado durante el periodo becado (octubre 2010 - noviembre 2011). En una primera etapa de estudio bibliográfico se identificaron i) el aumento de la eficiencia en el uso del nitrógeno en la agricultura y en la ganadería, ii) la reutilización del nitrógeno en los mismos ecosistemas agrícolas y iii) el tratamiento de las deyecciones para redistribuir el nitrógeno a zonas con poca disponibilidad, como las tres direcciones principales hacia las cuales se está focalizando el interés del sector agrícola. Se puso en marcha una planta piloto de stripping y absorción para estudiar la posibilidad de recuperar y valorizar el amoniaco presente en los purines en forma de solución amoniacal para la industria de fertilizantes. Los resultados obtenidos evidenciaron el rol fundamental de las características iníciales del substrato en el rendimiento global del proceso. En particular, elevados contenidos en materia orgánica resultaron en bajas eficiencias y en elevadas contaminaciones del producto obtenido. Finalmente, considerando sus potenciales ventajas tanto en la gestión de los residuos ganaderos como de las aguas residuales y focalizándose en las perdidas de nitrógeno se estudió un sistema descentralizado de separación de orina instalado en un centro de investigación. Los resultados preliminares permitieron caracterizar los principales procesos que ocurren en el sistema e identificar las posibles líneas futuras de investigación.

La cascarilla cerámica y su uso innovador

The ceramic shell is a material mainly used for making foundry molds. This research demonstrates that ceramic shell can be used for making sculptures with exceptional definition in its finish. The research has identified a number of advantages of the material to meet the challenges of an artist during the making of a sculpture. The research has been developed in six stages: In the first stage data were collected from the chaff as the process material. This was the starting point for research. In the second stage, we have set the appropriate composition of the slurry, both in percentage and type of binder, and firing curve. To this end, we evaluated the application characteristics, thickness, drying, mechanical strength, the reduction coefficient and porosity. In the third stage it was observed that the husk is suitable for all types of materials acting as support. It was also found that the slurry can be used with various sculptural processes: modeling, molding using silicone or plaster mold, shuttering, with internal metal frame, and so on. In addition, we have established methods to repair and modify the husk by hand and power tools. In the fourth stage we have found ways to modify the surface of the husk with other minerals that affect the structure: introduction of filing of copper, bronze and iron in the slurry ceramics, different staining procedure in hot or cold, by enamel slip, and so on. In the fifth stage sculptures were made using the methods established in the previous stages, to verify this hypothesis. The sixth stage, which is annexed, contains a new method to process the ceramic shell as a mold in casting that emerged from the proven methods in the investigation.

Obtenció d'estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purins de vaca

Actualment a Catalunya existeixen zones amb importants limitacions per l’aplicació de purins al sòl, pel que és imprescindible trobar alternatives de gestió i tractament que permetin l’aprofitament adequat dels recursos continguts a les dejeccions ramaderes sense afectar el medi. La digestió anaeròbia és una de les tècniques utilitzades en el tractament de les dejeccions ramaderes. L’efluent líquid que s’obté d’aquest tractament no modifica el contingut de nitrogen i fòsfor i per tant ha de ser gestionat correctament. L’objectiu general d’aquest projecte és avaluar la precipitació d’estruvita (sal de magnesi, amoni i fosfat) com una alternativa de gestió de l’efluent líquid d’una planta de digestió anaeròbia i compostatge que tracta dejeccions ramaderes conjuntament amb altres residus orgànics. S’han avaluat els efectes dels diferents paràmetres operacionals en la formació d’estruvita (pH, temperatura, velocitat d’agitació, alcalinitat), mitjançant assaigs en discontinu amb solució sintètica. A continuació s’ha procedit a obtenir estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purí (FLD), en assaigs en discontinu per estudiar l’efecte del contingut de matèria orgànica i sòlids Totals (ST), així com el contingut en fosfats i el pH de reacció. Finalment, s’han optimitzat els paràmetres de procés en continu, mitjançant la posada en marxa d’un reactor a escala de laboratori i estudi de l’efecte de la velocitat d’agitació i de la introducció del stripping de CO2, tant amb solució sintètica com amb la fracció líquida digerida del purí. Dels resultats obtinguts es pot concloure que els factors que tenen una major influència en el procés d’obtenció d’estruvita són el pH (el pH òptim es situa al voltant de 9), i la presència de matèria orgànica i sòlids ens suspensió, que interfereix de forma quantitativa i qualitativa en la formació de l’estruvita. En el procés en continu s’ha aconseguit reduccions d’un 84% i 98% d’amoni i fòsfor respectivament, obtenintse estruvita que pot ser utilitzada com a fertilitzant d’alliberació lenta. Es pot concloure que la precipitació d’estruvita és una bona alternativa per millorar la gestió de les dejeccions ramaderes alhora que permet recuperar nutrients i tancar cicles. La combinació amb un tractament previ que elimini la matèria orgànica, com podria ser la digestió anaeròbia, i una separació de fases, per eliminar els sòlids en suspensió, es presenta com una configuració amb molts avantatges.

Nucleation of diamond on silicon, SiAlON, and graphite substrates coated with an a-C:H layer

We investigated the influence of a hydrogenated disordered carbon (a-C:H) layer on the nucleation of diamond. Substrates c-Si<100>, SiAlON, and highly oriented pyrolytic graphite {0001} were used in this study. The substrate surfaces were characterized with Auger electron spectroscopy (AES) while diamond growth was followed with Raman spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). It was found that on silicon and SiAlON substrates the presence of the a-C:H layer enabled diamond to grow readily without any polishing treatment. Moreover, more continuous diamond films could be grown when the substrate was polished with diamond powder prior to the deposition of the a-C:H layer. This important result suggests that the nucleation of diamond occurs readily on disordered carbon surfaces, and that the formation of this type of layer is indeed one step in the diamond nucleation mechanism. Altogether, the data refute the argument that silicon defects play a direct role in the nucleation process. Auger spectra revealed that for short deposition times and untreated silicon surfaces, the deposited layer corresponds to an amorphous carbon layer. In these cases, the subsequent diamond nucleation was found to be limited. However, when the diamond nucleation density was found to be high; i.e., after lengthy deposits of a¿C:H or after diamond polishing, the Auger spectra suggested diamondlike carbon layers.

Effects of DMPP on the growth and chemical composition of ryegrass (Lolium perenne L.) raised on calcareous soil

Se llevó a cabo un experimento de 406 días en macetas para evaluar el nuevo inhibidor de la nitrificación, 3,4-dimetilpirazol fosfato (DMPP), añadido a purines de cerdo. Se utilizaron macetas que contenían tierra franca calcárea que fueron sujetas a los siguientes tratamientos: sin purín, 73,7; 147,3 y 221 cm3 de purín por maceta, todas con o sin tratamiento de DMPP. A los 18 días las macetas fueron sembradas con Lolium perenne L. El mayor rendimiento (36,3 g maceta-1) se obtuvo para el tratamiento con la dosis superior de purín y DMPP, siendo un 7,4% superior al mismo tratamiento sin inhibidor y un 46,1% superior al tratamiento control. Las plantas tratadas con dosis alta y mediana, más el DMPP, absorbieron el 70% del total del N durante la primera fase del experimento (104 días) mientras que sin inhibidor absorbieron el 55,3 y el 62% respectivamente. Se observó una reducción significativa del 17% en el N lixiviado en los tratamientos sin cultivo al aplicar DMPP. El inhibidor aumentó significativamente la eficiencia agronómica del purín (g materia seca g-1 N aplicado).

Revegetació de talussos d'una explotació carbonífera mitjançant materials de rebuig

En aquest treball s'avalua la rehabilitació dels talussos d'una explotació minera carbonífera utilitzant materials de rebuig de la pròpia explotació i provinents d'activitats ramaderes (purins de porc) o urbanes (llots de depuradora), en un ambient àrid del Baix Segre. Les variables analitzades foren el tipus i recobriment vegetals, la penetromia i la salinitat del substrat, i la salinitat, els nitrats i els sediments dels efluents. Els resultats indiquen que és possible rehabilitar els runams en aquests medis, assolint recobriments vegetals fins al 50 % sense que se'n derivin efectes ambientals negatius importants. Taxes altes puntuals d'erosió poden controlar-se amb un disseny adient dels talussos. L'aplicació superficial de purí no té efectes antiencrostants. La moderada salinitat dels substrats condiciona l'establiment de vegetació halòfila.

Use of nitrification inhibitor DMPP to improve nitrogen recovery in irrigated wheat on a calcareous soil

The 3,4-dimethyilpyirazole phosphate (DMPP), commercialized as Entec, is a nitrification inhibitor developed by BASF (Germany) that may help to minimize N losses and to obtain a higher profit from N fertilizers. A two-year field trial was established in 2001 in the Northeast of Spain to assess the effects of DMPP on N use efficiency (NUE) and to determine the economic returns. Seven treatments have been carried out comparing the effect of DMPP on pig slurry and on mineral fertilizers. The application of DMPP resulted in better efficiency indexes on mineral fertilizers. An apparent nitrogen recovery of 0.465 kg kg-1, on average, was obtained for the Entec treatment. A net benefit of € 809 ha-1, on average, was obtained for the Entec treatment compared with € 607 ha-1 for the control treatment. The results of this study suggest that the nitrification inhibitor could improve farmer profit in irrigated wheat on a calcareous soil.

Estudi tècnic-econòmic de l'adaptació a la Llei de Benestar Animal d'una explotació porcina de la comarca d'Osona i posterior valoració de la seva implementació

Des de la publicació de la Llei de Benestar Animal RD 1135/ 2002, de 31 d’octubre que regula els tres aspectes clau de la producció porcina‐ sistemes d’estabulació i construccions permeses; formació obligatòria dels ramaders i maneig dels animals‐ totes les granges de nova construcció han estat projectades seguint els seus preceptes. Mentre que les granges existents han hagut d’adaptar‐hi les seves instal∙lacions sota amenaça de tancament si no es complien els requisits. L’objectiu d’aquest treball ha estat l’elaboració de l’estudi tècnic‐ econòmic per a l’adaptació a la Llei de Benestar Animal d’una explotació porcina de la comarca d’Osona. Després d’avaluar la situació inicial de les instal∙lacions, establir les línies de previsió de creixement i analitzar els avantatges i inconvenients de cada sistema i model, s’opta pel sistema d’alimentació electrònic model Nedap en grup dinàmic de truges sobre sòl amb jaç de palla. Una decisió no massa extesa en granges del sud d’Europa on se sol preferir l’slat de formigó i/o superfície pavimentada, però imprescindible perquè aquesta explotació pogués aconseguir una millor gestió de les dejeccions ramaderes i assegurar una millora agronòmica de les terres de conreu. El treball conclou amb el seguiment del desenvolupament de l’alternativa escollida i una valoració dels canvis derivats de l’adaptació al Benestar Animal després del primer any i mig en ús. Les millores obtingudes en termes de maneig, funcionament de la granja, salut dels animals i índex productius són remarcables. D’una banda, cal destacar el fet de tenir un nombre de coixeres molt menor respecte les granges amb superfície dura, així com la facilitat i rapidesa en els parts degut al benestar. De l’altra,la reducció del volum de purí, l’increment de la fracció sòlida i la disponibilitat de compost per al camp. Per això, no és exagerat observar el jaç amb palla com una de les solucions més adequades i equilibrades per aquesta explotació que combina boví, porcí i terra per a la producció de cultius.

Obtenció d'estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purins de vaca

Actualment a Catalunya existeixen zones amb importants limitacions per l’aplicació de purins al sòl, pel que és imprescindible trobar alternatives de gestió i tractament que permetin l’aprofitament adequat dels recursos continguts a les dejeccions ramaderes sense afectar el medi. La digestió anaeròbia és una de les tècniques utilitzades en el tractament de les dejeccions ramaderes. L’efluent líquid que s’obté d’aquest tractament no modifica el contingut de nitrogen i fòsfor i per tant ha de ser gestionat correctament. L’objectiu general d’aquest projecte és avaluar la precipitació d’estruvita (sal de magnesi, amoni i fosfat) com una alternativa de gestió de l’efluent líquid d’una planta de digestió anaeròbia i compostatge que tracta dejeccions ramaderes conjuntament amb altres residus orgànics. S’han avaluat els efectes dels diferents paràmetres operacionals en la formació d’estruvita (pH, temperatura, velocitat d’agitació, alcalinitat), mitjançant assaigs en discontinu amb solució sintètica. A continuació s’ha procedit a obtenir estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purí (FLD), en assaigs en discontinu per estudiar l’efecte del contingut de matèria orgànica i sòlids Totals (ST), així com el contingut en fosfats i el pH de reacció. Finalment, s’han optimitzat els paràmetres de procés en continu, mitjançant la posada en marxa d’un reactor a escala de laboratori i estudi de l’efecte de la velocitat d’agitació i de la introducció del stripping de CO2, tant amb solució sintètica com amb la fracció líquida digerida del purí. Dels resultats obtinguts es pot concloure que els factors que tenen una major influència en el procés d’obtenció d’estruvita són el pH (el pH òptim es situa al voltant de 9), i la presència de matèria orgànica i sòlids ens suspensió, que interfereix de forma quantitativa i qualitativa en la formació de l’estruvita. En el procés en continu s’ha aconseguit reduccions d’un 84% i 98% d’amoni i fòsfor respectivament, obtenintse estruvita que pot ser utilitzada com a fertilitzant d’alliberació lenta. Es pot concloure que la precipitació d’estruvita és una bona alternativa per millorar la gestió de les dejeccions ramaderes alhora que permet recuperar nutrients i tancar cicles. La combinació amb un tractament previ que elimini la matèria orgànica, com podria ser la digestió anaeròbia, i una separació de fases, per eliminar els sòlids en suspensió, es presenta com una configuració amb molts avantatges.