Utilización del compost de orujo de vid como enmienda orgánica y fertilizante en una zona vulnerable

Villena Gordo, Raquel (2019). Utilización del compost de orujo de vid como enmienda orgánica y fertilizante en una zona vulnerable. Thesis (Doctoral), E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.57434.

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Title: Utilización del compost de orujo de vid como enmienda orgánica y fertilizante en una zona vulnerable
Author/s:
  • Villena Gordo, Raquel
Contributor/s:
  • Cartagena Causapé, Ma. Carmen
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2019
Subjects:
Faculty: E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM)
Department: Química y Tecnología de Alimentos
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La importancia de la industria vitivinícola en las regiones mediterráneas, está acompañada de la generación de grandes cantidades de residuos. La utilización del compost derivado de estos residuos para mejorar la producción y la calidad de los cultivos en el área donde se generan, podría ser una opción sostenible en la gestión agrícola. España es el principal productor europeo de melón con una producción total de 664.154 t (MAGRAMA, 2018). Las mayores áreas están localizadas en la mitad sur, especialmente en la región de Castilla La Mancha, con más de 6.000 ha dedicadas a este cultivo y con una producción de melón de 228.336t y donde además se encuentra concentrada la mitad de la producción de vino del país. En este trabajo se realizó un experimento en campo durante tres años en un cultivo de melón irrigado, que se cultiva tradicionalmente en esta área donde además, se generan estos residuos en condiciones de clima Mediterráneo. El área está declarada como “zona vulnerable” por la Directiva de nitratos (91/676/CEE). El objetivo, fue comparar el comportamiento de la fertilización orgánica frente a la fertirrigación desde el punto de vista ambiental y nutricional. Los tratamientos consistieron en tres dosis de compost: 6,6 tha-1 (D1), 13,2 tha-1 (D2) y 19,8 tha-1 (D3) y un control (C), para determinar la dosis óptima que asegure la demanda de nutrientes, maximizando el rendimiento y minimizando las pérdidas. El diseño estadístico fue en bloques al azar con cuatro repeticiones de cada tratamiento. La aplicación de compost, produjo un ligero aumento en la biomasa de la planta acompañado de cambios en la velocidad de crecimiento relativo (RGR) y en la tasa de asimilación neta (NAR), así como un incremento en la velocidad de crecimiento de las hojas (LGR), en la velocidad de crecimiento del cultivo (CGR) y en la velocidad de crecimiento del fruto (FGR). En consecuencia, se observó una mejora significativa del rendimiento de la fruta en las parcelas enmendadas. El mayor rendimiento, 56 t ha-1, se obtuvo en el año 2012 con la dosis D3, unido a una mejora en la calidad de la fruta reflejado en un incremento en los grados Brix. En general, la aplicación del compost de orujo disminuyó la cantidad de nitrógeno lixiviado entre un 20%-50% respecto al control, dependiendo de la dosis y el año. La cantidad de nitrógeno mineralizado (NM) en el suelo durante el cultivo, aumentó con la aplicación del compost de orujo de forma proporcional a la dosis, entre un 165% y un 310%. Del mismo modo, aumentó el índice de mineralización (NMI) entre un 233% y un 300%, dependiendo de la dosis y el año. El efecto de las diferentes dosis de compost sobre la movilización de fósforo no fue concluyente. En general, la aplicación de compost de orujo desalcoholizado procedente de la industria vitivinícola, produjo un aumento en el suelo de nutrientes que juegan un papel esencial en el crecimiento y desarrollo de la planta. Al comparar la aplicación de compost de orujo con la fertirrigación tradicional de la zona, se observó, que desde el punto de vista de la eficacia del uso del nitrógeno, es más importante la cantidad disponible que la fuente de la que procede. Sin embargo, se obtuvieron mayores valores de los índices relacionados con la eficacia del uso del agua y del sistema de riego (WUE e IRRWUE) con la aplicación del compost de orujo (17% y 29% respectivamente respecto a la fertirrigación), para el mismo valor de N disponible en el suelo (248 kg ha-1). El riesgo mediambiental establecido por los índices ambientales (II y EII), disminuyó con la aplicación de compost, produciéndose al mismo tiempo un aumento considerable del índice de manejo (ME). Posteriormente, para valorar el efecto residual del compost de orujo en el suelo, se cultivó trigo de ciclo largo (Triticum aestivum L. cv García) en las mismas parcelas experimentales, estudiando la variación espacial de la concentración de nitrógeno remanente en el suelo procedente de cada tratamiento. El estudio de los datos de la biomasa de trigo de las diferentes campañas mostró, que existe una fuerte relación, tanto en la producción de trigo como en la extracción de N por parte del mismo, con respecto a la línea ocupada por el cultivo de melón y con la dosis de compost a la que había sido expuesto el cultivo anterior. Como consecuencia de los resultados obtenidos en este estudio, el reciclaje de estos materiales, como fuente de materia orgánica y nutrientes en zonas vulnerables, es una buena opción de gestión y un claro ejemplo de Economía Circular. ----------ABSTRACT---------- The importance of the winery industry in Mediterranean regions is accompanied by the generation of big amounts of wastes. The utilization of compost derived from these wastes to improve the yield and quality of crops within the area where they are generated, could be a sustainable option of agricultural management. Spain is the main European producer of melon with a total production up to 664.154 t (MAGRAMA, 2018). The largest areas are located in the southern half, especially in Castilla-La Mancha region, with more than 6.000 ha dedicated to this crop and 228.336 t of melon production and where also more than the half of the total wine production of the country is concentrated. In this work a three years field experiment was carried out in a drip-irrigated melon crop, traditionally grown in the area where also, these wastes are generated in Mediterranean climatic conditions. The area is designated as “vulnerable zone” by the Nitrates Directive (91/676/CEE). The objective, was to compare the behavior of organic fertilization versus fertirrigation from both the environmental and nutritional point of view. The treatments consisting of three doses of compost: 6,6 t ha-1 (D1), 13,2 t ha-1 (D2) and 19,8 t ha- 1 (D3) and a control (C), in order to determine the optimum dose to ensure nutrient demand, maximizing yield and minimizing losses. A randomized complete block design was used and each treatment was replicated four times. The application of compost, produced a slight increase in the biomass of the plant accompanied by changes in the relative growth rate (RGR) and the net assimilation rate (NAR), as well as an increase in the leaves growth rate (LGR), the crop growth rate (CGR) and the fruit growth rate (FGR). As a result, a significant improvement in fruit yield was observed in the amended plots. The highest yield, 56 t ha-1, was obtained in 2012 with the D3 dose, together with an improvement in the quality of the fruit shown by an increase in the Brix degrees. In general, the application of the exhausted grape marc compost decreased the amount of nitrogen leached between 20%-50% depending on the dose and year. The amount of mineralized nitrogen (NM) in the soil during cultivation, increases with the application of the exhausted grape marc compost, proportional to the dose, between 165% and 310%. Likewise, the mineralization index (NMI) increased between 233% and 300%, depending on both the dose and year. The effect of the different doses of compost on the phosphorus mobilization was not conclusive. In general, the application of exhausted grape marc compost from winery and distillery waste, produced an increase in the soil of nutrients that play an essential role in the growth and development of the plant. When comparing the application of compost of exhausted grape marc with the traditional fertirrigation of the zone, it was observed that, from the point of view of the efficiency of the use of nitrogen, is more important the quantity available of it than the source it come from. However, higher values of the indexes related to the efficiency of the use of water and the irrigation system (WUE and IRRWUE) were obtained, through the application of the exhausted grape marc compost that with the fertirrigation (17% and 29%) respectively, for the same N available in the soil (248 kg ha-1). The environmental risk established by the environmental indexes (II and EII), decreased with the application of compost, while producing a considerable increase in the management index (ME). Then, to analyze the residual effect of the wine-destillery waste compost in the soil, a long-cycle wheat (Triticum aestivum L. cv García) was cultivated in the same experimental plots, studying the spatial variation of the remaining nitrogen concentration of each treatment in the soil. The study of wheat biomass data from the different campaigns showed, that there is a strong relationship, both in the production of wheat and in the extraction of N by it, between the position occupied by the melon crop and the dose of compost it had been exposed to. As a consequence of the results obtained in this study, the recycling of these materials, as a source of organic matter and nutrients in vulnerable areas, is a good management option and an example of Circular Economy.

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Item ID: 57434
DC Identifier: http://oa.upm.es/57434/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:57434
DOI: 10.20868/UPM.thesis.57434
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 10 Dec 2019 10:58
Last Modified: 10 Jun 2020 22:30
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