Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Tesis:
SYNTHETIC INHIBITORS, A WAY TOWARDS THE NITROGEN-NEUTRALITY IN MEDITERRANEAN AGROECOSYSTEMS
Año:2019
Áreas de investigación
  • Agricultura,
  • Ingenierías
Datos
Descripción
La agricultura del futuro se enfrenta al reto de satisfacer la demanda de alimentos de una población creciente, utilizando recursos cada vez más limitados y con la necesidad de reducir el impacto ambiental asociado a las emisiones de amoniaco (NH3), óxido nitroso (N2O) y óxido nítrico (NO). La tecnología de fertilizantes está promoviendo la utilización de inhibidores de la nitrificación (NIs) para reducir emisiones de óxidos de nitrógeno (N) en cultivos. Sin embargo, estos compuestos pueden aumentar las pérdidas de NH3 debido a la mayor persistencia de amonio en el suelo. En cualquier caso, hasta la fecha existe escasa información sobre el efecto en los flujos de estos gases del nuevo inhibidor de la nitrificación 2-(3,4-dimetil-1H-pirazol-1-yl) succinato en mezcla isomérica (DMPSA), tanto en cultivos de secano como de regadío. Por ello, esta tesis plantea como objetivo principal el explorar los diferentes aspectos que condicionan el uso de este nuevo inhibidor con el fin de mitigar perdidas de N reactivo al medio, particularmente NH3 y óxidos de N, manteniendo el rendimiento y calidad de cultivos. Para alcanzar este objetivo, se han realizado cuatro experimentos de campo en condiciones de Mediterráneo seco (Comunidad de Madrid, España). Los experimentos 1 y 2, realizados en maíz irrigado, evaluaron las emisiones de N2O y NH3 (utilizando la técnica micrometereológica IHF) durante el periodo de cultivo. Los resultados indicaron claramente que el uso de IN redujo las emisiones de N2O, sin aumentar significativamente las de NH3. A pesar de haber utilizado practicas recomendadas para mitigación de NH3, como es el riego tras la aplicación de los fertilizantes minerales o el enterrado de purín, el rango de pérdidas se mantuvo entre el 2,5 y 6 % del N aplicado. El empleo del doble inhibidor, que incluía DMPSA y el inhibidor de la ureasa (NBPT), redujo la volatilización por debajo del 1.7% del N aplicado. Un aspecto muy novedoso lo constituye las medidas de NH3 perdido desde la planta durante el periodo de senescencia del maíz. Las emisiones supusieron el 1.2% del N aplicado como fertilizante, por lo que deberá ser tenido en cuenta en la cuantificación de amoníaco volatilizado en el cultivo. En los experimentos 3 y 4 se evaluaron las emisiones de NO, NO2 y N2O (con o sin IN) en trigo (Experimento 3) y en maíz con riego por goteo (Experimento 4). Se colocaron cámaras automáticas por primera vez en cultivos de zonas mediterránea, obteniendo una alta resolución temporal de los flujos de NO y NO2. Para evaluar los datos almacenados para cada cámara, se desarrolló un software basado en lenguaje R (versión 3.2.1) (capítulo 4). Este software permite descargar los valores previos al ?steady-state?, obtener el valor medio de ?steady-state? por cámara y por ciclo, encontrar valores perdidos, calcular flujos y almacenar todos los valores correspondientes a un tratamiento en un matriz. En el cultivo de secano (trigo, Experimento 3), el DMPSA redujo la nitrificación y por tanto la producción de NO con respecto al tratamiento sin inhibidor, siendo muy novedoso el consumo neto de NO en el suelo (-61.72 g-N ha-1) observado para U+DMPSA en comparación con una producción neta (227.44 g-N ha-1) para U. La explicación de los mecanismos bióticos y abióticos implicados en la deposición de NO tras la aplicación del IN, supone un reto que necesita ser estudiado en el futuro. La adición de DMPSA redujo significativamente las emisiones de N2O un 71%. Para maíz con riego por goteo (Experimento 4), el DMPSA mitigó las emisiones totales de NO (0.21% del total de N) en comparación con U (0,81%), siendo además las emisiones de N2O similares a las del Control (sin fertilización). El doble inhibidor aumentó la eficiencia mitigadora para el NO con respecto al IN solo, pero no para la emisión de N2O. El IN no produjo un efecto significativo en el rendimiento o en la calidad del grano en los ensayos.
Internacional
No
ISBN
Tipo de Tesis
Doctoral
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
10/04/2019
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Autor: Jaime Recio Huetos (UPM)
  • Director: Jose Manuel Alvarez Alvarez (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Contaminación de agroecosistemas por las prácticas agrícolas
  • Centro o Instituto I+D+i: Centro de Estudios e Investigación para la Gestión de Riesgos Agrarios Medioambientales (CEIGRAM). Centro Mixto UPM-AGROMUTUA-ENESA
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