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- 77 - EFECTO RESIDUAL DE LA APLICACIÓN DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES SOBRE UN CULTIVO DE REMOLACHA P ManiD-Olmedo, J M MuÓllo, F Cahrera y R López Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, CS.LC Apanado 1052. 4 !O80 Sevilla RESUMEN Se estudia en campo el efecto residual de UD compost de alpechín (CA) y de una vin.,a de melaza de remolacha (V) sobre la producción y contenido nutricional de un cultivo de remolachi. Se estudiaron asi mismo los principales parámetros determinantes de la calidad tecnológica de la remolacha, y la evolución del contenido de nitratos en el perfil del suelo a lo largo del período de cultivo (Noviembre~Junio). Los resultados obtenidos fueron comparados con los correspondientes a un tratamiento mineral (AM) y un control (e, sin fenilización alguna). Debido a la mayor mineralización del N orgánico residual. se producen mayores exponaciones radiculares de N en los tratamientos CA. V, Y AM, dando lugar a UD OS porcentajes de óqueza en azúcares significativameDte infeóores al del control. Los parámetros que afectan negativamente a la calidad tecnológica ole la remolacha se incrememaron en los tratamientos CA, V, AM. El N orgánico aponado durante sucesivos años con el CA y la V, constituye una fueDte impoITante de N residual para los cultivos que se libera progresivamente en el tiempo. INTRODUCCIÓN La aplicación agrícola de residuos orgánicos representa una interesante vía de recuperación de nuestros suelos. así como una fuente de nutrientes esenciales para las plantasl. Los efluentes deóvados de la molruración de la aceilUna (ALPECHÍN), así como los deó·tado, de la fermentación alcohólica de melazas de remolacha (VINAZA), constituyen dos impon.antes residuos agroindusuiales en nuestro país. El posible uso agronómico de ambos residuos, basado fundamentalmente en su alto contenido en materia orgánica2, está siendo estudiado actualmenle por - 78 - diversos autores3,4,5,6,7, La mayona de tales estudios han sido enfocados a evaluar posibles consecuencias sobre diferentes aspectos del binomio suelo-planta tras una aplicación directa de alpechín o vinaza. No obstante, es conocido como el incremento de las reservas de N orgánico de los suelos, producido tras una aplicación continuada de productos de naturaleza orgánica, constituye una importante fuente de N residual para los cultivos8, siendo pues su efecto benefioso más patente a largo plazo9. Este trabajo ha sido desarrollado para determinar el efecto residual en campo de un compost de alpechín y de una vinaza concentrada y despotasificada de melaza de remolacha, sobre la producción y contenido nutricional de un cultivo de remolacha. MATERIALES Y MÉTODOS El trabajo experimental se desarrolló en campo. sobre un suelo caracterizado como Typic Xerofluvent (arena gruesa 34%, arena fina 16,3%, limo 26,3%, arcilla 22,8%), en parcelas de 16 m2 separadas entre sí y del terreno exterior un metro. Las características del suelo se muestran en la Tabla 1. Tabla 1: Características del suelo al inicio de la expen'encia, y /Tas cinco años de tratamiento en la zona de desarrollo del cultivo (0·60 cm). Inicial Tras cinco años de tratamiento e eA v AM' pH 7,95 7,84 7,90 7,95 7,87 Materia orgánica % 1,35 1,44 1,44 1,48 1,47 e/N 10,30 8,97 8,18 8,82 9,05 N-Kjeldahl mg kg'! 760 925 1050 975 925 P·Olsen mg kg'! 21,8 17,1 19,1 22,5 25,6 K·disponible mg kg'! 396 343 341 328 305 Durante cinco años 0989-1993) se ensayaron cuatro tratamientos de fertilización según un diseño de bloques al azar con cuatrO replicados por tratamiento: un compost de alpechín (CA); una vinaza de melaza de remolacha, concentrada y despotasif1cada (V), un fertilizante mineral IS· IS·15 (AM), y un control (C, sin fertilización alguna). La Tabla 2 recoge las propiedades más destacadas de ambos residuos orgánicos (compost y vinaza). Durante dicho tiempo se cultivó cebada (primer año) y maíz (cuatro años siguientes). Las cantidades totales de fertilizantes aportadas en cada caso desde 1989 a 1993 fueron: 69.000 kg ha'! de CA; 11.800 kg ha'! de V (suplementada con 762 kg ha·! totales de superfosfato 3S%), y 1.8S0 kg ha'! de AM. Los tratamientos CA, V Y AM recibieron asi mismo dos coberteras de 200 kg ha'! de urea (46% de N) en los años de cultivo de maíz. En un sexlO año CJ9941 (experiencia correspondiente al presente trabajo) no se llevó a cabo fertilización alguna de las parcelas. Se mantiene no obstante la nomenclatura antes mencionada para hacer referencia a los distintos tratamientos. El efecto residual fue evaluado sobre un cultivo de remolacha (Beta vulgaris varo Sacharifera). - 79 - Tabla 2: Análisis del Compost de Alpechín y de la Vinaza. Campos! de Alpechín' Vinaza Materia seca 'ir 82 54 Materia orgánica total 'ir 21 40 pH (agua 1 :5) 7,6 5 N-Kjeldahl O/, 0,8 3,3 p- total 9é 0,2 0,02 K-total O/, 1,8 3,5 Ca 'ir 8,7 0,3 Mg 'ir 0,8 1,0 Na 9é 0,3 2,0 ProcedencUz Fern'!izantes Orgánicos Ebro- Agrícolas S.A. M amaño S.A . >1< Valores medios correspondientes a panidas de composr de cinco años. Se realizó un seguimiento del cultivo mediante sucesivos muestreos foliares a los 99, 130 Y 163 día'i desde la siembra. con determinación del comcnido de nitratos en el peciolo 10. En el material vegetal obtenido tras la cosecha (200 día/;) desde la siembra) se determinó: biomasa fresca, materia seca. p, K, Na, Ca, Mg y N Kjeldahl según Jones et a],l J. A lo largo del período de cultivo (Noviembre-Junio) se estudió la evolución del contenido de nitralOS en el suelo. con sucesivos muestreos mensuales a O-20, 20-40 Y 40-100 cm de profundidad. La determinación analítica se efectuó sobre suelo húmedo mediante el uso de electrodos selecti'los 1.2. Los resultados fueron corregidos con el contenido de humedad (determinada por diferencia de pesada en estufa a 11 Qo C) y referidos a suelo seco. Mediante el uso de los valores de dellsidad aparente a cada profundidad (1,35 gcm-3 de O-20 cm; 1,52 gcm-3 de 20-40 cm y 1,65 gcm-¡ ), los datos de concentración de nitralOs fueron transfonnados en contenido total de nitralOs en kg ha·] en el perfil del suelo. Los principales parámetros determinantes de la calidad tecnológica de la remolacha (polarización, a-N, Na y K solubles en acetato de plomo) fueron efectuados en los laboratotiof de la empresa Ebro Agrícolas S.A. Los resultados fueron estudiados mediante ANOV A comparándose los valores medios por el test de Tuckey (p<0,05). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Ensayos de campo desarrollados con antetiotidadJ3 a cerca del efecto directo del CA l' de la V sobre cultivos de cebada y de maíz, no proporcionaron resultados muy diferenteS de aquellos correspondientes a los tratamientos AM y C debido a la gran fertilidad intrínseca de este suelo (fablal). La remolacha puede ser considerada como un cultivo capaz de realizar un uso intensi 'o del N ya presente en el suelo. Así, para un rendimiento óptimo, U1tich e HillsJ4 comprobaron como tan - 80 - sólo el 47% del N lomado por el cultivo provenfa de la fertilización aportada, mientras que el resto era extraído por la planta de las reservas de N del propio suelo. La elección de este tipo de cultivo Fuede servir como test indirecto para poner de manifiesto el efecto residual del CA y de la V. En la Figura 1 se representa gráficamente el contenido de nitratos en el peciolo de la hoja en tres fases del desarrollo de la planta para los distintos tratamientos. Diferentes estudios comparativos recogidos por UIrich e Hills 14 establecen que para que se alcancen producciones de azúcar máximas, el contenido de nitratos en el peciolo de la hoja, a ocho semanas de la cosecha, debe ser inferior a F)()O rng kg~l de nitratos. Únicamente en el tratamiento e disminuye significativamente este parámetro hasta alcanzar, a cinco semanas de la recolección (10/5/94», los niveles recomendados. El r~'Sto de los tratamientos, CA, V Y Alvf, presentan un comportamiento muy similar entre sÍ, con unpico a los 130 días desde la siembra y una disminución posterior. manteniéndose. no obstante, en un intervalo de concentraciones muy por encima de lo aconsejado. en o u ., en (f¡ o -' o Ü ., o. '" " "- '" E z J " o z 12000 10000 6000 4000 2000 .,.~ Nivel critico " .,. C O CA • V 'VAM Siembr / __ ~ Co",o" -------------.,.--- t O~ ____ J_ ____ ~ ____ ~ __ ~L-- 29 NOV 7 MARZO 7 ABRil 10 MAYO 16 JUNIO FECHAS DE MUESTREO FOLlAR Figura 1: Contenido de nitratos en el peciolo de la hoja a lo largo del periodo de cultivo. En la Figura 2 se muestra la evolución del contenido tolal de nitratos en el peñu del suelo a lo largo del período de cultivo junto con las precipitaciones y riegos que tuvieron lugar durante dicho período. Desde el levantamiento del último cultivo (19/8/93) hasta el primer muestreo de suelos (16/11/93), las precipitaciones totales producidas en la zona fueron de 142 mm. Este volumen de agua, junIo a la ausencia de cultivo (la remolacha se sembró el 29/11/93), pueden haber motivado el lavado de nitratos hacia capas más profundas, registrándose al inicio dI.! la experiencia uno de (os valores más bajos de contenido en nitratos. El laboreo dado al suelo anterior a la siembra, conlleva la alteración de los agregados del suelo y la movilización de las reservas de N orgánico favoreciendo su I I I I ¡ I I , I I i , I I I , - 81 - mineralización 15. Este hecho, junto a la carencia de lluvias. indujo un notable incremento en el contenido de nirratos en el segundo muestreo en los tratamientos CA, V Y AM, Y leve aumento en el rratamiemo C. Las inflexiones en sucesivos muestreos pueden venir determinadas por precipitaciones próximas a las fechas de muestreo, y por la extracción de N por el cultivo. '" o " '" o: >- '" '" z o u < .... o: u '" o: o. E E o " '" CIl 3 "' ::> '" ., • .<: "" -" " o z I z O 5 10 15 20 25 600 525 450 375 300 225 150 75 O 3' ocr ~.~----------- O 50 150 I I l' \ , : : Riego Riego . -- ". " ,""'" / \, ... :V, .. , / 0, '-. ,/ '~Cl--........ 200 • C " CA .. V o A},! J / ". " ,..,.-- ... T ... JI \\ y.-' O "', o~ J ¡ ',.,/ 'Q'. " /¡/ 0 __ / ... ''>:'::'~'''' Ji T. " - - - I ~- , I e_. ___ e-. ---....~ , ....--: ~ Cosecha ./.--- \ e./ • \ _e - ~ 16 NaV 16 Die 17 EN 16 FEB 21 YAR 26 ABR 20 !UN FECHAS DE MUESTREO Figura 2: a) Precipitaciones y riegos y, b) evolución del contenido en nitratos, a lo largo del periodo de cultivo. a) b) Las diferencias entre los tratamientos con historial de fertilización y el control, vienen condicionadas por diferencias en la naruraleza de la materia orgánica yen las reservas de N orgánico existente entre ellos. Pane del fertilizante minera! aponado en años anteriores pudo haber quedado temporalmente fijado a la fracción arcilla de los suelos o asociada a la materia orgánica de los mismos, siendo liberado ahora de una manera imponante16, Las mayores extracciones de N por el cultivo (fabla 3), asi como los mayores contenidos finales de nitrato en el perfu del suelo (Figura 2) corresponden al tratamiento AM. - 82 - Tabla 3: Respuesta de la remolacha a los distintos tratanu"entos y extracción de N. BiollUZSa (peso fresco) Extracción de N TRATAMIENTO P A.ltTE AÉlU!tl iWz TOTA.!. PARTE tlÉREA. iWz TOTAL Mglur1 kg lurl C 19,7 a 60,2 a 79,9 a 51,7 a 81,6 a 133,3 a CA 37,6 a 71,3 a 108,9 a 135,6 ah 140,3 b 275,9 b V 39,5a 71,8 a ¡¡ 1,3 a 148,7 ab /27,5 b 276,2 b AM 48,6 a 66,4 a //5,0 a 2/4,2 b 140,2 b 354,4 b La materia orgánica aportada con la V y el CA, es una materia orgánica bastante estabilizada que libera lentamente el N residual, con un posible efecto indirecto añadido sobre la mineralización9: rr ejora de las propiedades físicas del suelo, incremento de la biomasa microbina, etc. En los tratamientos CA, V Y AM las plantaS muestran un mayor desarrollo foliar y un mayor crecimiento en peso de la raiz (Tabla 3), aunque sin diferencias estadísticas, como consecuencia de la liberaci6n continuada de N mineral antes mencionada. Paralelamente disminuye. en este caso de modo significativo, el contenido en azúcares o polarización (Figura 3). La producción total de azúcar (Figura 3) sigue la secuencia e > CA > V > AM. sin diferencias significativas. Esta relación inversa existente entre riqueza en sacarosa y materia seca, asociada a un abonado nitrogenado excesivo en etapas tardías del desarrollo del cultivo, ha sido constatado por numerosos autores I4 ,17,18. 1 6000 ,..,--,--r-,-,-,--¡-,--n 18 14000 12000 \, , , . ..----. . .---.. A 10000 8000 6000 C CA V AM TRATAMIENTOS 16 14 ~ ü "" N 12 ~ 10 8 6 o a. Figura 3: Polarización en la raiz de remolacha (puntos) y produccion total de azucar (barras) segun los distintos tratamientos. . . - 83 - Dentro de los parámetros determinantes de la calidad tecnológica de la remolacha. son las sustancias denominadas como "no azúcares" las que más incidencia tienen en la degradación de la pureza de jugo denso, )' por tanto, los que causan la mayoría de los problemas en la extracción del azúcar18. Dentro de ellas destacan los compuestos nitrogenados (o.wN), y sales de Na y K. Los valores medios correspondientes a estos parámetros para cada tratamiento se recogen en la Tabla 4. Tabla 4: Parámerras determinantes de la calidad tecnológica de la remolacha. TRATAMIENTOS POURíZAC/ÓN % C 16,5 b CA 13,4 a V 13,2 a AM 13.Ia (J.·N 1,28 a 3,56 b 3,74 b 3,95 b Na+ meq/lOOg 1.98 a 6,00b 6,64 b 6,80b K+ 6,18 a 7.36 c 7,06 cb 6,75 b Todos los parámetros presentan valores significativamente superiores para Jos tratamientos CA. V Y AM respecto a los correspondientes al tratamiento C. Al seguir suministrándole nuoición nitrogenada a la planta con Jos tratamientos CA, V Y AM, incluso en fa<;e,.1i tardías del desarrollo, tiene lugar un consumo imponante de sacarosa y un incremento del (X-N nocivo en la raiz14.18, Los valores de (J.-N y K son sensiblemente inferiores a los registrados en la bibliografía para remolacha de siembra otoñal en Andalucía 18, mientras los valores de Na son algo más altos. En la Tabla 5 se recogen los datos correspondientes al contenido nuuicional en raiz en el momento de la recplección para los distintos tratamientos. Al no disponerse en la bibliografía de datos sobre la evolución de nutrientes en la remolacha de siembra otoñal, seguiremos el mismo criterio adoptado por Cantos 18, quien hace referencia a contenido nuuicional en remolacha de siembra primaveral en recolección (fabla 5). En cuanto a los contenidos de N, únicamente el tratamiento e presenta cierra deficiencia. lógico si tenemos en cuenta la menor mineralización de N orgánico correspondiente a este tratamiento, antes mencionada (Figura 2). Tabla 5: Comen ido nutricional en la pulpa de la remolacha en función de los distintos tratanu'enros, N P K Na Ca Mg % NTVEILSADECUADOS EN RAIZ (CANTOS, 1988) 0,60 0,13 0,5 0,10 0.30 TRATAMTEI\TO RAIZ C 0.47 a 0,13 b 0,67 a 0,10 a 0,19a 0,15 a CA 0,67 ah 0,10a O,79b 0,40b 0.14 a 0,13 a V 0,61 ah 0,10a 0,74 ah 0,47 b 0,15 a 0,13 a AM 0,73 b 0,10a. 0,74 ah 0,51 b 0,15 a 0,14 a - 84 - La translocaci6n radicular de mayores cantidades de N en el tratamiento AM. conducen a [os mayores extracciones de N con un efecto nocivo (mayor porcentaje de ex-N, Tabla 4). Los tratamientos CA y V presentan unoS contenidos adecuados o ligeramt!nte altos de N. El contenido en P para los tratamientos CA, V Y AM se encuentra en el límite del nivel crítico, posiblemente debido a un factor de dilución por la mayor biomasa producida 19. Los contenidos más altos de K, Na y Mg Y más bajos de Ca respecto a los niveles recomendados son efectos característicos de una fenilización nitrogenada excesiva en fases tardía~ del desarrollo del cultivo 18. AGRADECIMIENTOS: El presente trabajo se ha realizado en elmarco del proyecto AGR91-0600 del Plan Nacional de Ciencias Agrarias (CICYT). P. Martín-Olmedo agradece la beca recibida por el Ministerio de Educación y Ciencias de España. BIBLIOGRAFíA AVNIMELECH, Y., 1986. Organic residues in modem agriculture. En uThe role 01' organic maner in modem agriculture" (CI-lEN, y Y AVNIMELECH, Y, Eds.), 1-10. 2. CABRERA, F., MORENO F., NACCt, S. Y DE ARAMBARRI, P., 1987. Utilization of wastes from olive and sugar beet processing industries in fertirrigation. Proceedings, 4 th Intemational CIEC Symposium: Braunschweig, 475-483. 3. ALGVR, O.F. Y KADIOGLU, A., 1992. The effeclS 01' vinasse on growth. biomass, and primary produclivity in Pea (Pisum sativum) and sunflower (Helianrhus annlls). 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