NUEVAS APLICACIONES DEL GLP PARA AGRICULTURA ECOLÓGICA

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1 NUEVAS APLICACIONES DEL GLP PARA AGRICULURA ECOLÓGICA JM Durán *, E Soblechero *, R Moratiel *, I Leiva **, C Fino ** * ESI Agrónomos - UPM, C. Universitaria, Madrid, josem.duran@upm.es ** Repsol YPF, A4 km 18, Móstoles (Madrid), ileiva@repsol-ypf.com RESUMEN Repsol YPF, en colaboración con la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), ha desarrollado y comercializa nuevos equipos que, mediante tratamientos térmicos, reducen de forma significativa el esfuerzo que actualmente realizan los productores de Agricultura Ecológica (AE). Los equipos disponibles para AE son: 1, ratamiento térmico para control de flora arvense y defoliación controlada; 2, generadores de aire caliente para control de plagas y enfermedades, mediante PC ( hermal Pest Control ) y 3, sistemas autopropulsados para aplicación vertical de vapor de agua, con fines de desinfección de suelos o sustratos. La escarda térmica de cultivos ha sido probada con éxito tanto por la UPM, en España, como en otros países en los que Repsol YPF tiene presencia, en distintos cultivos: Herbáceos extensivos (maíz y remolacha), hortalizas (lechuga) y frutales (viñedo, almendro, olivar y frutales de pepita y hueso). Los generadores de aire caliente que en Chile y Australia se utilizan para el control de plagas y enfermedades en viñedo, están siendo probados por Repsol YPF y la UPM en Argentina, España y Perú, con el fin de evaluar el efecto que el aire caliente produce sobre las plagas y enfermedades que afectan a cítricos, frutales de pepita y hueso, olivo y viñedo. Palabras clave: escarda térmica, malas hierbas, PC, vapor de agua. INRODUCCIÓN La Dirección de ecnología de Repsol YPF, en su Programa de Gas, tiene como una línea de actuación la contribución a la utilización del gas y en particular del GLP (Gas Licuado de Petróleo) en aparatos de consumo innovadores y con elevadas prestaciones y calidad. Dentro de estas actividades el consumo de GLP en maquinaria aplicable a labores agrícolas, lleva perfilándose, desde hace tiempo, como una de las más prometedoras, debido a que el GLP tiene muchas características que lo hacen idóneo para ello. A lo largo de los últimos años, las labores culturales que se realizan en la mayor parte de los cultivos se ven afectadas en una mayor o menor medida por el incremento del precio de la mano de obra y una reducción espectacular del número de materias activas utilizadas en Agricultura. Con GLP se puede actuar en diferentes campos de actuación dentro de las labores culturales que se realizan en Agricultura; entre las más importantes y prometedoras técnicas destacan: 1, Control de la flora arvense (malas hierbas); 2, control de plagas mediante la técnica de PC ( hermal Pest Control ) y 3, desinfección de suelos o sustratos mediante el empleo de vapor de agua. Estas tres aplicaciones tienen una característica común, la utilización del calor procedente de la combustión del GLP. Para controlar el crecimiento de malas hierbas se utiliza la elevada temperatura ( ºC) y el calor que se acumula en una cámara con el fin de desnaturalizar proteínas que resultan esenciales para el crecimiento y desarrollo de la flora que se desea controlar, hasta tal punto que provoca la deshidratación y muerte de la planta. En Agricultura Ecológica el principal problema que limita la producción es el control de la flora arvense (WULZ, 1999). El PC

2 requiere del aire caliente ( ºC) procedente de la combustión del GLP en una cámara; este aire, al ser proyectado sobre la plantación, limita el crecimiento y la expansión de algunas plagas. Para la desinfección de suelos y sustratos, mediante inyección de vapor de agua, se utiliza una caldera con un quemador de GLP; el vapor de agua (seco) a ºC, aplicado durante un tiempo suficiente (20-30 min) provoca la destrucción de la mayor parte de los microorganismos no deseables del suelo. No cabe duda que la combustión es conocida desde muy antiguo; no obstante, ha sido recientemente cuando alguna de sus aplicaciones empieza a ser considerada como alternativa frente a prácticas agrícolas tradicionales (LAGUE et al., 1997). La Agricultura Ecológica, definida como sistema agrario cuyo objetivo fundamental es la obtención de alimentos de máxima calidad, respetando el medio ambiente y conservando la fertilidad de la tierra, mediante la utilización óptima de los recursos naturales, excluyendo el empleo de productos químicos de síntesis y procurando un desarrollo agrario y ganadero sostenibles, puede verse claramente favorecida pro el empleo de las técnicas que ahora presentamos. Una de las ventajas del GLP, respecto a otros combustibles, radica en una combustión limpia ; es decir, los productos obtenidos del proceso de combustión son únicamente CO 2,H 2 O y energía, mientras que la combustión de otros combustibles puede generar compuestos azufrados, óxidos de nitrógeno (NOx) y otras sustancias que pueden provocar efectos negativos en el medioambiente. Con el objetivo de desarrollar, optimizar y estimar la eficacia de las máquinas existentes en el mercado, la Universidad Politécnica de Madrid en colaboración con Repsol YPF ha planteado, a lo largo de varios puntos del territorio nacional, unos ensayos preliminares tendentes a conocer su eficacia y adaptación a diversos cultivos y en especial en el ámbito de la Agricultura Ecológica. MAERIAL Y MÉODOS Los ensayos realizados se dividen en tres aplicaciones: 1, Control de flora arvense, 2, PC ( hermal Pest Control ) y 3, desinfección mediante vapor de agua. Cada uno de estos ensayos se realiza con las máquinas que aparecen en la Fig. 1. Fig. 1. Quemador suspendido de GLP con ocho boquillas para el control de la flora arvense. Máquina PC ( hermal Pest Control ) para control de plagas y enfermedades. Distribuidor de vapor de agua para desinfección de suelos.

3 El prototipo utilizado para los ensayos de control de flora arvense va suspendido sobre el tercer punto del tractor y tiene una anchura de 1 m, está compuesto por ocho quemadores que inciden sobre la superficie del suelo. La temperatura que se alcanza en la cámara ( ºC) provoca la inmediata deshidratación de cualquier material vegetal que se encuentre a su paso. La máquina PC está compuesta por un cilindro hueco por el que entra aire a temperatura ambiente, gracias a una turbina situada en uno de sus extremos. El aire absorbido, al pasar por dos quemadores concéntricos alcanza ºC y es expulsado a través de dos toberas situadas a diferentes alturas. En una pared lateral se encuentra el armario de gas y el cuadro de control de temperatura y encendido. En la parte central del distribuidor de vapor (MovilVap ) se aprecia la barra para el enganche del cable de arrastre que sirve para el avance del apero; también se aprecian catorce rejas de 30 cm de altura por las que se difunde el vapor de agua ( ºC). En la parte central del apero se aprecia un tubo hueco en forma de L invertida por la que llega el vapor de agua generado en una caldera. La profundidad de las rejas se regula mediante dos ruedas situadas a ambos lados del apero. En la parte posterior lleva enganchada una lona de 30 m de longitud, preparada para soportar altas temperaturas, cuya función es evitar las pérdidas rápidas de calor y mantener una temperatura elevada durante el tiempo necesario (20 30 min). La regulación de la velocidad viene definida por medio del elemento tractor que arrastra el apero. 1. Control de flora arvense. Los ensayos se realizan en los Campos de Prácticas de la Escuela écnica Superior de Ingenieros Agrónomos de Madrid. La parcela de ensayos tiene m 2. Se trabaja con dos especies de malas hierbas, típicas de los cultivos de verano, bien diferenciadas en lo que a morfología y multiplicación se refiere: Verdolaga (Portulaca oleracea) y juncia (Cyperus sp.). El riego y las labores realizadas facilitan el establecimiento de las citadas especies. La parcela experimental (36 x 36 m 2 ) se ha dividido en seis calles de 6 m de anchura. Cada tratamiento se realiza en la mitad de una calle, dejando la otra mitad como testigo (Fig. 2). Se considera un tratamiento la velocidad de avance del tractor: 0.8, 1.0, 1.2, 1.4 y 5 km/h. A partir de ensayos preliminares se sabe que velocidades superiores a 6 km/h no son recomendables; por esta razón, se ha trabajado con dos bloques de velocidades: Próximas a 1 km/h y 5 km/h. El diseño de las calles con sus respectivos tratamientos adopta la forma que indica la Fig. 2. Dentro de cada tratamiento se realizan tres conteos, sobre una superficie de 1 m 2, observando en cada uno de ellos los individuos presentes de juncia y verdolaga. Con el fin de optimizar la estimación se establecen dos estados fenológicos: Para verdolaga (Portulaca oleracea), el estado 19 (BBCH, 2001), previo a la formación de los brotes laterales y para juncia (Cyperus sp.), el estado 15 (BBCH, 2001), anterior a la aparición de la sexta hoja verdadera. Con estas premisas se realizan los tres conteos anteriormente citados, tomando una foto antes y después de cada tratamiento. En total se realizan 18 muestreos (6 tratamientos x tres repeticiones).

4 9 m 6m V V V V V H Fig. 2. ratamientos:, estigo; V1, 0,8 km/h; V2, 1,2 km/h; V3, 5,0 km/h; V4, 1,0 km/h V5, a 1,4 km/h; H, ratamiento comparativo con herbicida (glifosato). Los números indican las zonas de muestreo. Para la valoración del daño sobre verdolaga (Portulaca oleracea) y juncia (Cyperus sp.) se ha establecido una escala con seis puntos: 0, Sin daño y 5, daño máximo. La Fig. 3 muestra la escala considerada para verdolaga (Portulaca oleracea) dentro del estado fenológico superior a 19 (BBCH, 2001) Fig. 3. Escala de daños para verdolaga (Portulaca oleracea). Las observaciones se realizan tras la realización de la escarda térmica con GLP. Los números indican la puntación asignada: 0, Sin daño y 5 daño máximo.

5 Para la cuantificación de los daños producidos por la escarda térmica se ha utilizado el análisis de imagen. Al color natural de la planta se le asocia una capa de color verde y se calcula el número de píxel que contiene. La comparación del número de píxel correspondientes a la capa verde antes y después de un tratamiento permite valorar el porcentaje de superficie foliar afectada, como consecuencia del tratamiento térmico. A modo de ejemplo, la Fig. 4 muestra la correspondencia que existe para una planta de verdolaga antes (0) y después del tratamiento (5). Píxel: 5139 Valoración: 0 Píxel: 200 Valoración: 5 Fig. 4. Valoración de la eficacia de un tratamiento de escarda térmica sobre verdolaga (Portulaca oleracea), mediante análisis de imagen. 2. PC ( hermal Pest Control ). Se realizan aplicaciones de aire caliente ( ºC) sobre diferentes cultivos, con objeto de valorar la eficacia de la temperatura y del tiempo de exposición sobre el control de determinadas plagas: En Bellpuig (Lérida), para control de psila (Cacopsylla pyri) en peral; en Córdoba, para control de prays (Prays oleae) en olivo y en Valladolid, para control de la polilla del racimo (Lobesia botrana). El dispositivo experimental adoptado se muestra en la Fig Aplicaciones con vapor de agua para desinfección. La aplicación de vapor de agua con fines de desinfección de suelos o sustratos se lleva a cabo con el equipo denominado MovilVap (Fig. 1), sobre un suelo suelto, finamente preparado, a razón de 0,5-1,0 m/min. Las sondas de temperatura se localizan a +50, 0, -10, -20 y -30 cm, respecto al nivel del suelo. La presión de trabajo es de 2 bar ( ºC). Comparando los valores de temperatura que se alcanzan y tiempo a los que quedan sometidos los posibles agentes patógenos del suelo o sustrato, con los valores de referencia indicados en la abla 1, podemos conocer la eficacia del tratamiento.

6 Fig. 5. Esquema de la distribución de los tratamientos PC para control de plagas en frutales. RESULADOS Seguidamente mostramos los resultados obtenidos con los tres equipos que hemos utilizado para el control de flora arvense (ablas 1 y 2), plagas (Fig. 6) y desinfección de suelos (ablas 3 y 4 y Fig. 7). abla 1. Estimación de la pérdida de masa vegetativa (media ± error estándar) para verdolaga (Portulaca oleracea) y juncia (Cyperus sp.) en un estado fenológico (BBCH, 2001) superior a 19 y 15, respectivamente, a las 12 h de haber realizado los tratamientos. Escala de daño: 0, Sin daño y 5, daño máximo. RAAMIENO DESCRIPCIÓN JUNCIA VERDOLAGA 0 estigo 0 ± 0 0 ± 0 1 Quemador a 0,8 km/h 4,3 ± 0,2 4,8 ± 0,1 2 Quemador a 1,2 km/h 4,2 ± 0,2 2,3 ± 0,4 3 Quemador a 5,0 km/h 1,8 ± 0,2 0,5 ± 0 4 Quemador a 1,0 km/h 4,2 ± 0,3 4,2 ± 0,2 5 Quemador a 1,4 km/h 4,2 ± 0,2 3,5 ± 0,3 6 Herbicida (glifosato) 0 ± 0 0 ± 0 abla 2. Estimación de la pérdida de masa vegetativa (media ± error estándar) para verdolaga (Portulaca oleracea) y juncia (Cyperus sp.) en un estado fenológico (BBCH, 2001) inferior a 19 y 15, respectivamente, a las 12 h de haber realizado los tratamientos. Escala de daño: 0, Sin daño y 5, daño máximo. RAAMIENO DESCRIPCIÓN JUNCIA PORULACA 0 estigo 0 ± 0 0 ± 0 1 Quemador a 0,8 km/h 4,6 ± 0,1 5 ± 0 2 Quemador a 1,2 km/h 4,3 ± 0,2 5 ± 0 3 Quemador a 5,0 km/h 2,5 ± 0,3 2,2 ± 0,2 4 Quemador a 1,0 km/h 4,4 ± 0,2 5 ± 0 5 Quemador a 1,4 km/h 4,3 ± 0,2 4,8 ± 0,2 6 Herbicida (glifosato) 0 ± 0 0 ± 0

7 En el momento de presentar esta comunicación se hallan pendientes de evaluar los efectos que el PC puede haber producido sobre las plagas que intentamos controlar. No obstante, mostramos seguidamente (Fig. 6) la evolución de la temperatura y el déficit de presión de vapor (DPV) del aire, calculado a partir de la temperatura y la humedad relativa, registrados mediante mini-datalogger Hobo, durante una aplicación típica de PC. A la vista de los resultados obtenidos, tan importante como la temperatura que alcanza el aire que circunda la vegetación puede ser el DPV que se produce como consecuencia del tratamiento EMPERAURA (ºC) DÉFICÍ DE PRESIÓN DE VAPOR (kpa) :00:00 19:05:00 19:10:00 19:15: :00:00 19:05:00 19:10:00 19:15:00 Fig. 6. Evolución de la temperatura y el déficit de presión de vapor (DPV) del aire que rodea el volumen de acción del tratamiento PC. De acuerdo con De Cara (2004), la abla 3 muestra de forma comparativa las ventajas e inconvenientes que presentan los sistemas de desinfección del suelo o sustrato más comúnmente empleados en Agricultura. abla 3. Eficacia y situación en 1995 de los desinfectantes de suelo no químicos. Adaptado por De Cara et al. (2004) a partir de Stirling (1995). RAAMIENO EFECIVIDAD (1) H N F SIUACIÓN EN 1995 Vapor / Agua Muy empleado en semilleros. 4-3 caliente Coste muy elevado. Solarización Eficaz en algunas situaciones. Limitado por el clima y la estación. Mecánico Aplicación limitada. Incrementa la fertilidad del suelo. Biofumigación y Limitado por el costo. 3 - abonos verdes Poca reproductibilidad. Escasa disponibilidad de biofumigantes. Control biológico Para problemas muy específicos. Escasa experimentación en campo. Irradiación Limitada por coste y reproductibilidad. Enmiendas orgánicas Razones de éxito poco claras. Quema de rastrojos (1) Efectividad contra: H, Hongos; N, nematodos y F, flora arvense (malas hierbas).

8 Comparando las temperaturas alcanzadas a distintas profundidades del suelo (Fig. 7) con los valores de referencia descritos por Jarvis (1998), según muestra la abla 4, podemos observar que, una aplicación vertical de vapor de agua, correctamente realizada (0,5-1,0 m/min), permite controlar de forma satisfactoria la mayor parte de los microorganismos patógenos que podemos encontrar en un suelo. Fig. 7. Evolución de la temperatura alcanzada en el suelo tras la aplicación de vapor de agua (seco) mediante MovilVap, trabajando a 2 bar de presión ( ºC), sobre un suelo mullido, finamente preparado, con una velocidad de avance de 0.6 m/min: A, emperatura ambiente; i, temperatura a 0, 10, 20 y 30 cm de profundidad.

9 abla 4. emperatura y tiempo de exposición al que deben ser sometidos los agentes causantes de algunas plagas y enfermedades presentes en los suelos o sustratos de interés agrícola para que sean eliminados. Según Jarvis (1998). AGENE EMPERAURA IEMPO (ºC) (min) La mayor parte de las bacterias Bacterias termotolerantes Botrytis cinerea Cylindrocarpon destructans Didymella lycopersici Fusarium oxysporum f. sp. dianthi Fusarium oxysporum f. sp. gladioli Phialophora cinerescens Phytophthora cryptogena Pyhtium sp Pythium irregulare Pythium ultimum Rhizoctonia sp Rhizoctonia solani Sclerotinia sclerotiorum Sclerotium rolfsii hielaviopsis basicola Verticillium albo-atrum Verticillium dahliae La mayor parte de los hongos patógenos La mayor parte de los actinomicetos Nematodos foliares Anguilulina dipsaci Heterodera marioni Meloidogyne incognita Pratylenchus penetrans La mayor parte de los virus Insectos y ácaros Gusanos, babosas y ciempiés La mayor parte de las malas hierbas

10 CONCLUSIONES Los ensayos preliminares realizados por Repsol YPF y la Universidad Politécnica de Madrid ponen de manifiesto que, las aplicaciones de calor seco o vapor de agua, correctamente realizadas, constituyen una técnica alternativa a los tratamientos químicos para control de plagas en el sentido que establece la moderna Ley de Sanidad Vegetal española. El control de la flora arvense (malas hierbas) mediante la denominada escarda térmica presenta las siguientes ventajas frente a los tratamientos convencionales: 1, No deja residuos; 2, no favorece la aparición de formas resistentes y 3, reduce el riesgo de erosión. La aplicación de aire caliente ( ºC) mediante la técnica denominada PC ( hermal Pest Control ) constituye una herramienta que, tras los primeros ensayos realizados en España, ha sido bien acogida por todos los agricultores, técnicos o empresarios agrícolas que han tenido ocasión de conocerla y en especial aquellos que se dedican a la Agricultura Ecológica. La aplicación de vapor de agua como agente desinfectante de suelos o sustratos, realizada mediante inyección de vapor de agua (seco) en profundidad, de forma similar a como se ha realizado por la UPM, constituye una nueva modalidad de desinfección de suelos o sustratos que, además de ser considerada como una alternativa al bromuro de metilo, puede ser de gran interés en Agricultura Ecológica. BIBLIOGRAFÍA BBCH (2001). Estadio de las plantas mono y dicotiledoneas. Monografía BBCH (Bilogische Bundesansalt Bundessortenamt and Chemical Industry). Centro Federal de Investigaciones Biológicas para la Agricultura y Silvicultura (Alemania). De Cara, M. (2004). Desinfección de suelo agrícola mediante procedimientos no químicos. erralia, 45: Jarvis, W.R. (1998). Eliminación de Inóculos. In: Control de Enfermedades en Cultivos de Invernadero. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid. pp ISBN: Lague, C.; Gill, J.; Lehoux, N.; Peloquin, G. (1997). Engineering performances of propane flamers used for weed, insect pest, and plant disease control. Appl. Eng. Agric., 13, Walz, E. (1999). 3 rd Biennial National Organic Farmers Survey (1997 Survey). Organic Farming Research Foundation, Santa Cruz, USA.