Impacto de la producci ón vegetal sostenible sobre la gestión medioambiental

1. Impacto de la producción vegetal sostenible sobre la gestión medioambiental Programa Precac 2003 • Universidad Agraria de La Habana • Universidad Autónoma Chapingo • Institut National Polytechnique de Lorraine - ENSAIA • Michel Kaemmerer • E-mail : kaemmerer@ensat.fr • Institut National Polytechnique de Toulouse – ENSAT • Guillaume Echevarria • E-mail : guillaume.echevarria@ensaia.inpl-nancy.fr

2. Los biosólidos como fuente: • de materia orgánica del suelo, • de fertilizantes, • de sustratos, • de contaminantes ?

3.    Ensayo de vivero con pino, eucalipto, lechuga y tomate , para determinar el porcentaje máximo de biosólidos en sustratos de viveristas

4. 6.Objetivo general De Determinar la posibilidad de estructurar un substrato para la producción de plantines de especies forestales y hortícolas, sobre la base de una mezcla de un material inerte, como perlita y materiales orgánicos, como turba y biosólidos

5. §Evaluar el comportamiento de cuatro substratos con dosis crecientes de lodo (10, 15, 20 y 25%), sobre la producción de plantines de tomate, lechuga, pino y eucalipto, en variables como: §índice de velocidad de emergencia, §longitud de plántulas (raíces y follaje), §producción de materia seca de las plántulas, §precocidad en la obtención de las plántulas. R

6. Material PH CE (dS m-1) MO (%) N (ppm) P (ppm) K (ppm) Perlita 6,9 0,1 0,2 1 1 6 Turba 6,8 1,3 77,8 4950 283 1.520 Características de los materiales empleados para la conformación de substratos

7. Mezclas Lodo–Perlita-Turba pH MO % CE dS m-1 N ppm P ppm K ppm 10% - 30% – 60% 7,1 36,9 3,7 2.950 261 560 15% - 30% - 55% 7,0 37,6 4,1 3.120 421 600 20% - 30% - 50% 6,8 37,6 4,3 3.640 370 560 25% - 30% - 45% 6,8 33,2 5,0 4.000 334 580 Caracterización nutricional de las mezclas de substratos. Nota: El pH y la Conductividad Eléctrica (CE), están medidos en extracto de saturación

8. Efecto de cuatro substratos a base de lodo, sobre el Indice de Velocidad de Emergencia en tomate, lechuga, pino y eucalipto. Indice de Velocidad de Emergencia (IVE) Tomate Lechuga Pino Eucalipto 10% - 30% - 60% 1,53 a 3,46 a 1,19 a 1,60 a 15% - 30% - 55% 1,32 a 2,71 b 1,13 a 1,24 b Tratamiento 20% - 30% - 50% 1,26 ab 2,47 b 0,88 b 1,15 b Lodo-Perlita-Turba 25% - 30% - 45% 0,68 b 2,63 b 0,69 b 0,63 c Nota: Letras diferentes al interior de cada especie, indican diferencias significativas al 5% de probabilidad para el test de Duncan.

9. Longitud de Plántulas al Transplante (cm) Tomate Lechuga Pino Eucalipto 10% - 30% - 60% 23,30 a 16,27 a 15,46 a 21,78 a 15% - 30% - 55% 22,06 a 12,94 b 15,90 a 17,66 b Tratamiento 20% - 30% - 50% 20,94 a 13,22 b 9,93 b 0,00 c Lodo-Perlita-Turba 25% - 30% - 45% 13,71 b 12,15 b 8,36 b 0,00 c Efecto de cuatro substratos a base de lodo, sobre la longitud de plántulas de tomate, lechuga, pino y eucalipto, al momento de transplante.

10. Efecto de cuatro substratos en base a lodo, sobre plántulas de eucalipto

11. Efecto de la salinidad, sobre la longitud de plántulas de eucalipto

13. Los biosólidos como fuente: • de materia orgánica del suelo, • de fertilizantes, • de sustratos, • de contaminantes ?

14. ETM Cu Zn Cd Pb Cantidad total 5300 t/año 3700 t/año 68 t/año 8300 t/año Desechos urbanos 5 % 25 % 7 % 3 % Desechos agrícolas 19 % 61 % Fertilizantes y fitósanitarios 76 % 12 % 89 % Aportes por el atmósfero 2 % 4 % 97 % Estimación de los aportes al suelo de ETM por fuentes de origen

18. Movilidad de los ETM según el pH y el potencial redox del suelo

19. Contenido en ETM del biosólido

22. Los resultados analíticos disponibles, en valores promedios, están indicando que cada tonelada de lodo (en base seca) está aportando las siguientes cargas metálicas: ·ETMs mayores: 220 g de cromo, 397 g de cobre y 1.627 g de cinc, ·ETMs medianos: 57,4 g de plomo y 60,4 g de níquel, y ·ETMs menores: 11,4 g de arsénico, 2,4 g de cadmio, 1,7 g de mercurio, 13 g de molibdeno y 6 g de selenio.

24. Conclusiones

25. Aspectos económicos

26. Costos y economías ligados al esparcido de los biosólidos • Para el productor de biosólidos • Ejemplos con dos estaciones: • -         una estación depuradora de 3000 EH, produciendo biosólidos líquidos (3 % MS). (Producción: 27 t MS, o 900 m3/año). • -         una estación depuradora de 50000 EH produciendo biosólidos encalados a 25 % MS. (Producción: 613 t MS antes de la encaladura ; 800 t MS después de la encaladura, o 3200 t frescas/año) • Los costos presentados aqui incluyen los costos de inversión (incluyendo 9 meses de almacenamiento) y de explotación.

27. Utilización agricola Estacíon de 3000 EH Estacíon de 50000 EH F HT / t MS F HT / t fresca % F HT / t MS F HT / t fresca % Encaladura 400 100 31 Almacenamiento 1674 50 47 225 56 17 Transporte y esparcimiento 1156 35 33 471 118 36 Etudios, seguimientos y análisis 744 22 20 204 51 16 TOTAL (3574) 544 E (107) 16,3 E 100 (1300) 198 E (325) 49,51 E 100 Total gastos/año (96000 F) 14624 E (800 000 F) 121867 E Costo por EH (32 F/EH) 4,90 E/EH (16 F/EH) 2,44 E/EH Costo por m3 de agua potable distribuida (0,90 F/m3) 0,14 E/m3 (0,45 F/m3) 0,07 E/m3

28. Para el agricultor. Ejemplo con biosólidos líquidos (6 % MS) Totalkg/m3 % coeficiente disponibilidad Masa disponiblekg/m3 PrecioF/kg ValorF/m3 N 4,2 40 1,7 3,0 5,1 P2O5 3,5 70 2,5 3,3 8,2 K2O 0,5 100 0,5 2,0 1,0 CaO 3,0 80 2,4 0,6 1,4 MgO 0,5 100 0,5 5,0 2,5 Total valor equivalente-fertilizante : 18,2 F / m3 (2,77 E) si todos los elementos estan tomados en cuenta. Si dosis de esparcimiento es de 37 m3/ha, entonces valor equivalente-fertilizante = 673 F/ha (102 E) El ahoro en fertilizantes, volviendo al ejemplo con maíz irrigado, es de 673 F/ha, o sea una rebaja de un 45% de los gastos de fertilización. Esto representa un ahoro de 234 F/ha/año.

29. Para los biosólidos encalados, hay un aporte de 70 kg CaO y se precisan 1600 kg de CaO en 4 años para suelos ácidos: economía = de 106 € a 122 € por año. En resumen, el valor fertilizante de los biosólidos, traducido en t MS: -         valor MS de lodos con 3 % MS = 26 € /t MS (0,8 € /m3) -         valor MS de lodos con 6 % MS = 46 € /t MS (2,8 € / m3) -         valor MS de biosólidos con 25 % MS = 49 € /t MS (12,2 € / m3).

30. En conclusión Una fertilización sostenible Es conocer las potencialidades del suelo y del clima, y adaptar los aportes en fertilizantes con las necesidades de los cultivos, el rendimiente esperado y realista, y los aportes en elementos del suelo mismo. Los aportes en biosólidos se basan sobre: 1.Un análisis completo de suelo, 2.Un cálculo de fertilización, 3.Un análisis de los biosólidos 4.Un cálculo de las dosis de biosólidos a esparcir 5.Si es necesario, un complemento de fertilizantes puede ser añadido.

31. Ejemplo de sustrato transformado: Los composts

32. Greens C/N Alfalfa hay 12:1 Grass clippings 20:1 Rotted manure 25:1 Good Compost 25 to 35:1 Browns C/N Corn stalks 60:1 Leaves 40 to 80:1 Straw 80:1 Paper 170:1 Sawdust 500:1 Relación C/N de distintos sustratos entrando como materia prima

33. El Mini-reactor

34. El sistema de Mini-reactor

35. Producción de CO2 (MO Alamo) en los MR

36. Producción de CO2 (MO E. globulus) en los MR

37. Producción de CO2 ( MO E. gundal) en los MR

38. Evolución de los compuestos lignoceluloliticos en los MR

39. Tasa de degradación en los MR

40. Evolución de la humedad en los MR

41. Evolución de la relación C/N en los MR

42. Evolución del pH en los MR

43. El reactor piloto

44. Esquema del reactor piloto

45. Consumo de O2 y temperatura producida durante la fase de estabilización

46. Tasa de degradación

47. Tipo de mezcla y sus características

48. Tipo de mezcla y sus características

49. pH H2O% MB C% MS N% MS C/N Ca++ Mg++ Na+ K+ compost 6,05 35 26,62 1,75 15,2 9,54 2,30 0,64 2,53 Características químicas de un compost a base de biosólidos

50. Extracciones Rendimientos (en %) % AH * % AF * CE3.Py 6,5 59,4 40,6 CE3.Na 11,7 76,3 23,7 Extracciones de las sustancias húmicas de un compost a base de biosólidos