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.

Use of a pre-sidedress soil nitrate test (PSNT) to determine nitrogen fertilizer requirements for irrigated corn

In the present study, a 2-year N rate response experiment was conducted in different fields to monitor NO3-N soil profiles, N accumulation by the crop and final crop performance, in order to assess if soil NO3-N at pre-sidedressing (Pre-Sidedress Soil Nitrate Test, PSNT) is a reliable indicator for soil N availability for corn in the irrigated area served by canal d’Urgell (Lleida, Spain), and if the test can be used to separate responsive fields from non-responsive fields to sidedress N fertilizer applications. Preliminary soil N availability (N sidedress fertilizer rate + PSNT) critical levels to identify fields that need supplementary N fertilizer applications were established at ca. 300 and 210 kg NO3-N·ha–1, for PSNTrooting–zone and PSNT0–30 cm, respectively (for a yield goal of 14 t grain·ha–1).

Estudi dels impactes ambientals del cicle de vida del compost, de la producció a l'apliacació

La gran majoria d'hivernacles situats en clima mediterrani són de cost relativament baix i de tecnologia senzilla. El cultiu en hivernacle te com a objectiu principal incrementar la producció agrícola per unitat de superfície mitjançant l'aïllament de les condicions del medi. Aquest projecte presenta inventaris detallats i de qualitat del cicle de vida complet del compost amb aplicació en aire lliure i en hivernacle, aportant informació dels impactes ambientals i avaluant la viabilitat agronómica del compost com a fertilitzant quan s’aplica en cultius hortícoles. S’han considerat quatre opcions de cultiu, depenent del tipus de fertilitzant utilitzat (fertilitzans minerals o compost) i de si el cultiu és a l’aire lliure o en hivernacle. Les dades s’han obtingut experimentalment en parceles pilot i en una planta de compostatge industrial, ambdos localitzats prop de Barcelona, en una àrea mediterrànea. Per al cultiu en hivernacle, s’han obtingut produccions de tomàquet superiors a les d’aire lliure en el cas d’aplicar fertilitzants minerals, mentre l’ús de compani són de cost relativament baix i de tecnologia senzilla.

Evaluación de efectos de varios tipos de biochar en suelo y planta

El objetivo de este proyecto ha sido analizar los posibles efectos del biochar obtenido de restos de biomasa de resinosas, de caducifolios y de un lodo de depuradora por tres procedimientos de pirolisis (lenta, rápida y gasificación), sobre un suelo (Haploxerept típico) y una planta de interés agrícola (Hordeum vulgare). Adicionalmente, se han comparado los efectos del biochar con los producidos por la aplicación de los materiales originales, y la interacción del biochar sobre el fertilizante mineral incorporado al suelo. Por último, se ha completado el trabajo con la observación de la influencia del biochar en la formación de micorrizas. Para llevar a cabo este estudio se ha realizado un ensayo en invernadero y diferentes análisis en laboratorio que han permitido el estudio comparativo de la germinación y crecimiento de la cebada, y de diferentes parámetros fisicoquímicos del suelo que podrían explicar la respuesta de las plantas crecidas sobre los distintos tipos de biochar. A partir de la interpretación de los resultados se ha determinado que los diferentes tipos de biochar han provocado un mayor desarrollo de la cebada en comparación con la aplicación de sus respectivas materias primas, o bien se ha observado la desaparición de efectos inhibidores como en el caso de los lodos de depuradora. Por otro lado, ha destacado el biochar obtenido por pirólisis lenta del resto de los biochars puesto que se ha observado menor mineralización de su materia orgánica de los suelos y mayor eficiencia en el desarrollo de las plantas. Por último, el efecto de la enmienda orgánica en forma de biochar sobre el desarrollo de las plantas ha sido menor que el efecto provocado directamente por la fertilización mineral.

Impacte de l’aplicació de fangs de depuradora en un sòl agrícola

L'elevada quantitat d'aigües residuals generades per la societat actual i el posterior procés de depuració per tal d'eliminar els contaminants de l'aigua, provoca un gran volum de fangs que tradicionalment es duien en un abocador controlat o, pitjor encara, a les zones litorals on es dipositaven directament al mar. La reutilització dels fangs, obtinguts com a subproducte del tractament de les aigües residuals en les EDAR, com a adob biològic en camps agrícoles, és una de les opcions més utilitzades per a la seva gestió. Aquesta, pot ser una bona opció sempre i quan no suposi un risc per la salut, donat que el contingut al fang d'alguns contaminants pot ser elevat i l'acumulació excessiva per exemple d'elements potencialment tòxics (PTE) pot suposar un risc pels sòls i les plantes amb els problemes que això pot ocasionar. Encara que els fangs normalment presenten continguts en PTE inferiors als valors límit establerts per la normativa europea, la seva aplicació reiterada pot suposar un risc d'acumulació dels metalls en el sòl i, depenent de la seva mobilitat, també en les plantes. En aquest projecte, ens centrem en l'estudi de la mobilitat i biodisponibilitat dels metalls en els sòls on s'han cultivat cereals d'hivern, concretament ordi. Els fangs aportats en aquesta experiència són procedents de l'EDAR de Palamós, on reben un tractament de digestió anaeròbia. S'avalua tan el contingut pseudototal de PTE en el sòl, amb l'ajuda d'una digestió al microones, com el contingut de metall biodisponible. A continuació, es determinarà la concentració dels PTE en els extractes mitjançant l'ICP-AES o ICP-MS, depenent de la concentració d'aquests.El projecte es centra en l'avaluació del possible impacte de l'aplicació continuada de biosòlids en sòls agrícoles. Des d'un punt de vista operacional, l'estudi es portarà a terme en parcel•les experimentals situades a l'Estació Experimental Mas Badia, on es porten aplicant fangs de depuradora de manera reiterada durant 12 anys, amb l'objectiu de valorar l'interès agrícola i la incidència agronòmica de l’aplicació de fangs de depuradora en diferents cultius, a mig i a llarg termini

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.

Real-time tree-foliage surface estimation using a ground laser scanner

The optimization of most pesticide and fertilizer applications is based on overall grove conditions. In this work we measurements. Recently, Wei [9, 10] used a terrestrial propose a measurement system based on a ground laser scanner to LIDAR to measure tree height, width and volume developing estimate the volume of the trees and then extrapolate their foliage a set of experiments to evaluate the repeatability and surface in real-time. Tests with pear trees demonstrated that the accuracy of the measurements, obtaining a coefficient of relation between the volume and the foliage can be interpreted as variation of 5.4% and a relative error of 4.4% in the linear with a coefficient of correlation (R) of 0.81 and the foliar estimation of the volume but without real-time capabilities. surface can be estimated with an average error less than 5 %.

Effects of nitrogen supply on wheat and on soil nitrate

Field experiments were conducted at two locations during two growing seasons in the Ebro Valley (Spain), to evaluate the effects of N fertilization on yield and quality of Mediterranean-type wheat in irrigated conditions. Seven N treatments and a control were investigated. The average grain yields ranged from 2117 to 5551 kg ha-1 depending on the year and location. Grain protein ranged from 14.25 to 16.9%, and other quality parameters such as the dough strength (W) also varied with year and location, confirming the suitability of Mediterranean-type wheat and the climate for the production of good bread-making quality wheat. However, grain yields are normally low and both yields and quality can be greatly affected by the variability of this type of climate, even under irrigation. Under these conditions, grain yield increases were mainly due to an increase in the number of grains per m2 without a reduction in the N content per spike, suggesting that N in the grain was not source-limited, possibly due to the lower grain yields and relatively high soil nitrate concentrations. In soils with lower initial soil NO-3N contents, better grain yields could be achieved by applying a N fertilizer rate of about 100 kg N ha-1, whereas in soils with high initial NO-3N contents, no N or a maximum rate of 50 kg N ha-1 is needed to obtain a good grain quality, showing the possibility of producing high-quality wheat with a low amount of N fertilizer and thus increasing the sustainability of the cropping system.

Nitrogen replacement value of alfalfa to corn and wheat under irrigated Mediterranean conditions

In crop rotations that include alfalfa (Medicago sativa L.), agronomic and environmental concerns mean that it is important to determine the N fertilizer contribution of this legume for subsequent crops in order to help to increase the sustainability of cropping systems. To determine the N fertilizer replacement value (FRV) of a 2-yr alfalfa crop on subsequent crops of corn (Zea mays L.) followed by wheat (Triticum aestivum L.) under irrigated Mediterranean conditions, two 4-yr rotations (alfalfa-corn-wheat and corn-corn-corn-wheat) were conducted from 2001 to 2004 in a Typic Xerofluvent soil. Corn yields were compared after two years of alfalfa and a third year of corn under monoculture and wheat yields were also compared after both rotations. Corn production after alfalfa outyielded monoculture corn at all four rates of N fertilizer application analyzed (0, 100, 200 and 300 kg N/ha). The FRV of 2-yr alfalfa for corn was about 160 kg N/ha. Wheat grown after the alfalfa-corn rotation outyielded that grown after corn under monoculture at both the rates of N studied (0 and 100 kg N/ha). The FRV of alfalfa for wheat following alfalfa-corn was about 76 kg N/ha. Soil NO3 -N content after alfalfa was greater than with the corn monoculture at all rates of N fertilizer application and this higher value persisted during the second crop after alfalfa. This was probably one of the reasons for the better yields associated with the alfalfa rotation. These results make a valuable contribution to irrigated agriculture under mediterranean conditions, show reasons for interest in rotating alfalfa with corn, and explain how it is possible to make savings when applying N fertilizer.

"Las cosechas se calcularon en dólares y la tierra se valoraba en capital más interés". Una interpretación crítica desde la Economía Ecológica de la evaluación monetaria de la degradación del suelo

El objetivo de este trabajo es discutir las principales aproximaciones utilizadas en la literatura para la evaluación monetaria de la degradación de los suelos: el método del coste de reposición y el método del cambio en la productividad. El método del coste de reposición ha sido aplicado principalmente a procesos de erosión, y representa a los suelos como simples "stocks" de nutrientes para las plantas. Este método es erróneo, además, por considerar que una unidad de nutriente en el suelo erosionado es equivalente a una unidad del mismo nutriente en un fertilizante sintético, ya que la concentración del nutriente en éste es muy superior a la concentración en aquél. Por su parte, el método del cambio en la productividad asigna al suelo lo que es, en realidad, un resultado del sistema de uso del territorio. Además, sólo considera la función de producción agraria del suelo, sobre la base de una definición por otro lado simplista de la productividad. En cualquier caso, estas aproximaciones no permiten resolver la valoración de los procesos irreversibles en la dinámica de los suelos ya que no disponemos de sustitutos renovables del suelo. Por ello, estos métodos no pueden considerarse sino complementarios de los métodos de valoración física de la dinámica de los suelos.

Private micro-irrigation costs using reclaimed water

The cost of reusing water in micro-irrigation at the field level has not been studied in depth although the use of effluents in agriculture is a viable alternative in areas where water is scarce or there is intense competition for its use. The aim of the present study is to analyse the private costs of water reuse in micro-irrigation in an experimental plot. This analysis is intended to provide information about the decision a farmer would make when the choice to use conventional or reclaimed water is guided by cost criteria. The components of the total costs of different combinations of four types of filters and five emitters that can be installed in micro-irrigation systems using reclaimed water have been studied with the data obtained from an experimental plot in conditions similar to those of fruit orchards. Different scenarios that compared the costs of using conventional or reclaimed water in terms of water price and nutrient content were also studied. The results show that a proper combination of filters and emitters can save up to 33% in irrigation costs. Capital costs and maintenance costs were the most variable among the different combinations. Scenario analysis showed that the greater price of reclaimed water could be compensated by high nutrient contents, which would reduce fertilizer costs

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.

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.