Capacidad de aportación de macronutrientes de un lodo de depuradora a un cultivo de ray-grass y calidad de los lixiviados

Transcripción

1 Estudios de l Zon No Sturd. Eds. R. Muñoz-Crpen, A Ritter, C. Tsón. ICIA 1999 ISBN Cpidd de portión de mronutrientes de un lodo de depurdor un ultivo de ry-grss y lidd de los lixividos M. A. Aguilr 1, R. Ordoñez 2 y P. González Dpto. de Agronomí, E.T.S.I.A.M., Universidd de Córdo (Espñ). 2. Dpto. Suelos y Riegos, D.G.I.E.A. Junt de Andluí (Espñ). RESUMEN. Se h relizdo un ensyo de fertilizión pr onoer l pidd del lodo de depurdor pr portr mronutrientes (N, P, K, C y Mg) ls plnts. El ry-grss ultivdo en olumns de suelo de un metro de longitud, rellens de un suelo frno renoso de l veg del Gudlquivir, fue enmenddo on tres dosis de lodo:,4 y 8 Tm/H. Los resultdos de oseh fueron fvorles los dos trtmientos on lodo. Pr determinr si es posile el uso de residuos en griultur, se reogieron los lixividos produidos durnte los ino meses de ultivo y se determinron los niveles de mronutrientes en los mismos. Los trtmientos on lodos no mostrron riesgos de ontminión de zons profunds del suelo. ABSTRACT. We hve tested the ility of sewge sludge to supply plnts with mronutrients (N, P, K, C nd Mg). Ry-grss ws grown in soil olumns, length 1 m, filled with lol sndy lom soil mended with three rtes of sludge:, 4 nd 8 Tm/H. The yield showed signifint positive effet over the ontrol in the two sludge pplition rtes used. In order to determine whether griulturl lnd n e used simultneously for rop prodution nd wste disposl, we olleted mronutrient lehing losses during the five months of rop growth. The results showed no solute onentrtion risk for sludge tretments. 1.- Introduión. Un de ls línes prioritris de l Unión Europe reltiv l proteión del medio y, en prtiulr, de ls gus onierne tnto l depurión de gus residules omo l reutilizión de ls misms un vez depurds (Diretiv 91/271/CEE, D.O.C.E. de 3 de Myo de 1991) y l ontrol de l pliión en suelos de los lodos sí generdos (Diretiv 86/278/CEE, D.O.C.E. de 4 de Julio de 1986). Un ml gestión de estos lodos podrí ser más imptnte sore el medio miente que l situión originl del gu sin trtr, y que el proeso de depurión impli un onentrión de ls sustnis ontminntes psndo ests del efluente l fngo. Correspondeni : Mnuel Angel Aguilr Torres. Dpto. de Suelos y Riegos D.G.I.E.A, C.I.F.A Almed del Oispo. Avd. Menéndez Pidl, s/n. 144 Córdo. E-mil: rfernndez@cifa.org Un de ls lterntivs doptds en diversos píses es l pliión de estos lodos de depurdor suelos gríols, provehndo l funión de filtro nturl del propio suelo. Este destino, deudmente diseñdo, no sólo permite eliminr un residuo sin ontminr el medio reeptor, sino que proveh quellos elementos enefiiosos desde el punto de vist gronómio, omo son el lto porentje de mteri orgáni y el ontenido en diversos nutrientes (Loehr et l., 1979). Pr segurr un uso orreto de est pliión de residuos suelos gríols es preiso onoer l respuest del ultivo en unto produión, germinión, toxiidd sí omo el posile movimiento de solutos hi horizontes más profundos del suelo. L nturlez fundmentlmente orgáni de los nutrientes ontenidos en los lodos he que los portes efetivos de estos dependn de l minerlizión de estos en el suelo (Torrey, 1979), y l frión lixivid del mismo estrá sujet l nturlez del suelo reeptor, l distriuión y volumen de ls preipitiones en l zon y ls extriones relizds por ls plnts. El presente trjo tiene un dole ojetivo: por un prte, estudir l pidd de esión de mronutrientes (N, P, K, C, Mg) de un lodo de depurdor deshidrtdo sore un ultivo de ry-grss lo lrgo del tiempo, provehndo l filidd de est espeie vegetl pr rotr después de ortes suesivos; y, por otr, estudir ls ntiddes de estos nutrientes que ndonn el sistem en los lixividos on el riesgo de ontminión de uíferos que ello onllev. 2.- Mteriles y métodos. Se dispusieron 9 tuos de PVC de 16 mm de diámetro y de un metro de longitud fijdos un estrutur metáli. Los tuos se llenron de suelo de textur frn proedente de l fin Almed del Oispo del Centro de Investigión y Formión Agrri de Córdo y uys rterístis priniples se presentn en l Tl 1. El suelo, on un humedd grvimétri iniil de 4.3 g/1 g, se omptó en el interior de los tuos on un vrill metáli hst lnzr un densidd prente de 1.1 gr/m 3, similr l del terreno inlterdo. Ls olumns se oloron el 2 de Noviemre de 1998 l interperie, pr que estuviern expuestos ls ondiiones limátis propis de l zon. El diseño experimentl ont on tres trtmientos y tres 139 -

2 14 Aguilr et l.: Cpidd de portión de mronutrientes de un lodo de depurdor un ultivo de ry-grss repetiiones, enmendándose los primeros 5 m de suelo on dosis de, 4 y 8 T/H de lodo freso de l depurdor de gus residules de Córdo (L Golondrin), que ontení un 7% de humedd. Diez dís más trde se relizó l siemr de ry-grss (Lolium perenne, L. v. Trinov) rzón de 1 semills por olumn. Previmente l siemr se relizó un ensyo de germinión en gu que rrojó un 9% de semills viles. Tl 1. Crterístis del suelo usdo en el ensyo. ph en gu: 7.8 Arill: 15% Crontos: 2% Limo: 44% M.O.: 1.2% Aren: 41% C.I.C.: 9.33 meq/1g Textur: frn riego, lluvi, mm deens riego, mm lluvi, mm Fig. 1. Preipitiones y riegos durnte ls 17 deens del ensyo. Los riegos se efeturon en superfiie dependiendo de ls neesiddes del ultivo y de l ourreni de lluvi. En lguns épos se regó por exeso on el ojeto de provor lixividos. Ls rterístis del gu de riego empled y del lodo de depurdor utilizdo se presentn en l Tl 2. Tl 2. Crterístis del gu de riego y lodos de depurdor. Agu de riego Lodos de depurdor E.C. (ds/m).22 ph en gu 6.7 Nitrtos (ppm) 1.87 N (%) 3 P (ppm).3 P (%) 1.3 C (mg/l) C (%) 4 Mg (mg/l) 1.8 Mg (%).35 N (mg/l) 1.92 N /%).7 K (mg/l) 3.91 K (%).15 Ls preipitiones y los riegos durnte l durión del ensyo se representn en l Fig. 1, sumndo un totl de 1123 mm, ntidd muy superior ls preipitiones medis en l zon. Durnte los ino meses y medio del ensyo se relizron 5 ortes del ry-grss y en d uno de ellos se ontroló el peso seo del vegetl produido en d trtmiento, sí omo su ontenido en mronutrientes (N, P, K, C, Mg). El porentje de N en hoj se relizó por el método Kjedhl, el P se determinó por l formión de un omplejo oloredo y posterior medid de su intensidd en un espetrofotómetro de Uv-visile. L medid de mronutrientes se efetuó en un espetrofotómetro de dsorión y emisión tómi previ minerlizión de l muestr por vi húmed. Se reogieron y nlizron los lixividos de d olumn de suelo medid que estos se genern. Al finl de l experieni se reogieron muestrs 5 profundiddes de d un de ls olumns de suelo midiendo l humedd grvimétri en el perfil on el ojeto de relizr el lne de gu del sistem. Pr el nálisis estdístio se empleó el nálisis generl de l vrinz (prue F). L difereni de medis se relizó on l prue de Dunn. 3.- Resultdos y disusión. En l Tl 3 se muestrn los resultdos de oseh se de ry-grss otenids en los distintos trtmientos y durnte los suesivos ortes. Podemos oservr omo hst el terer orte, l produión en grmos de mteri se de todos los trtmientos fue en umento no oteniéndose diferenis signifitivs (p<.5) hst el segundo orte. Est tendeni de l produión on un máximo en el terer orte no se semej l enontrd por Gllrdo-Lr et l. (1979) en un suelo trtdo on residuos sólidos urnos, uys produiones de ry-grss en inverndero lo lrgo de 7 osehs presentron un lr tendeni l j y desde el primer orte. Ls esss produiones otenids en el primer y segundo orte se podrín triuir ls js temperturs registrds durnte el invierno. Durnte el urto y quinto orte ls diferenis entre el testigo y los dos trtmientos on enmiends de lodo fueron ortándose. Est disminuión, deid prolemente l suesiv deselerión del proeso de minerlizión del lodo y l gotmiento del mismo, tmién se puede oservr en vrios trjos on ry-grss (Grí et l., 1994; Nogles et l., 1984). Es interesnte resltr que no huo señles de inhiiión o retrso de l germinión de ls semills de ry-grss. Ls diferenis gloles de produión fueron fvorles l trtmiento de 8 T/H de lodo de depurdor seguido de l dosis de 4 T/H. Amos trtmientos se mostrron muy superiores l que tuó omo ontrol. En ls Fig. 2 y 3 podemos oservr ls onentriones de N, P, K,C y Mg en los distintos ortes de ry-grss, sí omo ls extriones totles de estos elementos en d oseh.

3 Aguilr et l.: Cpidd de portión de mronutrientes de un lodo de depurdor un ultivo de ry-grss 141 Tl 3. Produión en grmos de mteri se de los suesivos ortes de ry-grss. Letrs diferentes indin diferenis signifitivs (p<.5). Testigo 4 T/H 8 T/H 1º orte º orte º orte ª orte º orte Sum L onentrión de nitrógeno en plnt present un lr tendeni desendente lo lrgo del tiempo y un grn homogeneidd en unto los trtmientos, lo que d ide de l existeni de un prte del nitrógeno en los lodos fáilmente disponile pr l plnt. L no existeni de diferenis en l onentrión de nitrógeno en el vegetl podrí deerse un efeto de diluión de este nutriente deido ls enormes vriiones de produión de los distintos trtmientos. Es urioso oservr omo en el primer orte, donde se otuvieron osehs muy preids, se prein diferenis signifitivs en l onentrión de nitrógeno fvor de ls olumns enmendds on lodo. El efeto de diluión de los nutrientes en el vegetl deido ls vriiones de produión qued ptente en el so de l onentrión del fósforo donde el trtmiento on 8 T/H presentó ls onentriones más lts en el primer orte y ls más js en el terero, oinidiendo on los myores inrementos de produión de mteri se de los trtmientos on lodo respeto l testigo. Ls onentriones de potsio en ry-grss umentn hst el terer orte y prtir de quí desiende rusmente. L preseni de un máximo de onentrión en el segundo o terer mes fue oservd por Grí et l. (1994). Podemos ver omo tnto el lio omo el mgnesio presentn onentriones que vn umentndo on los suesivos ortes. En l gráfi orrespondiente ls extriones totles de mronutrientes en d orte (Fig. 3) se oservn lrs diferenis fvorles siempre los trtmientos on lodos de depurdor. Ests extriones evoluionndo de mner muy preid l produión de mteri se. Los elementos extrídos en myor ntidd fueron el potsio seguido del nitrógeno, lio, fósforo y mgnesio. Los elementos limitntes en nuestro ensyo preen ser el nitrógeno y el potsio, el primero por l extrordinri respuest del ry-grss l disponiilidd de este elemento (Ayuso et l., 1992) y el segundo por ls grndes ntiddes neesris pr l plnt. Curiosmente son los únios elementos que presentn un disminuión en los últimos dos ortes oinidiendo on un disminuión en l produión. P (% ) N (%) K (% ) C (%) Mg (% ) CORTES 4 T/H T 8 T/H Fig. 2. Conentriones en % de N, P, K, C y Mg en hojs de ry-grss. Letrs diferentes indin diferenis signifitivs (p<.5).

4 142 Aguilr et l.: Cpidd de portión de mronutrientes de un lodo de depurdor un ultivo de ry-grss N (mg) P (mg) K (m g) C (mg) Mg (mg) CORTES 4 T/H T 8 T/H Fig. 3. Extriones totles por orte en mg den, P, K, C y Mg en el rygrss. Letrs diferentes indin diferenis signifitivs (p<.5) El lne de humedd (Tl 4) nos permitió onoer l ntidd de gu evpotrnspird por l plnt en los distintos trtmientos según l euión: ET = Riego + Lluvi - Lixividos - (Humedd finl del suelo - Humedd iniil) Tl 4. Blne de gu en ls olumns de suelo l finlizr el ensyo. riego, mm lluvi, mm Lixiv., mm θ suelo, mm ET, mm 4 T/H Testigo T/H L menor ET del trtmiento enmenddo on 8 T/H on respeto l dosis de 4 T/H no se orresponde on l menor produión de este último. Este heho puede deerse l existeni de un estrés hídrio más usdo en ls plnts onds on 8 T/H de lodos por su myor produión y por tnto myor demnd de gu. El myor volumen de lixividos reogidos en el trtmiento de 8 T/H respeto l de 4 T/H podrí tener su expliión en l formión de minos prefereniles pr l infiltrión de gu en ls olumns de suelo. L vriilidd en l generión de lixividos entre los distintos trtmientos hizo que l ntidd de gu de riego portd resultse ligermente diferente. L menor extrión rdiulr de gu en el trtmiento testigo provo que en este trtmiento se genere un volumen myor de lixividos. En l Fig. 4 podemos ver l distriuión temporl y volumen de los lixividos produidos. LIXIVIADOS, mm DECENAS 4 T/H T 8 T/H Fig. 4. Volumen de lixividos generdos. En l Fig. 5 se puede preir ls ntiddes de los distintos mronutrientes en los lixividos produidos en los diferentes trtmientos. Podemos ompror omo en ls olumns testigo se hn perdido por perolión myor ntidd de nutrientes (exepto de sodio) que en los trtmientos on lodos. Esto puede ser deido que l myor ntidd de lixividos generdos en el trtmiento ontrol h lvdo nutrientes.

5 Aguilr et l.: Cpidd de portión de mronutrientes de un lodo de depurdor un ultivo de ry-grss 143 mg TOTALES LIXIVIADOS Fig. 5. Mronutrientes presentes en lixividos. L ess movilidd de los iones fosfto en el suelo y omprod por nuestro equipo pr residuos de nturlez orgáni (Ordóñez et l., 1996) podrí ser l us de l useni de fósforo en los lixividos, por lo que este elemento no pree en l Fig. 6. El heho de que los lodos de depurdor puedn onsiderrse omo un fertiliznte de lierión lent (Bigeriego, 1996) demuestr tener ventjs en unto un menor lixiviión de nutrientes, y que los elementos nutritivos ontenidos en el lodo en forms orgánis priniplmente se vn minerlizndo lentmente siendo en su myor prte provehdos por el ultivo. 4.- Conlusiones. N-NO3 C Mg N K 4 T/H T 8 T/H - Ls produiones de ry-grss otenids en ls olumns onds on lodos de depurdor fueron muy superiores ls testigo no presentndo prolems de fitotoxiidd. - Ls onentriones de los distintos mronutrientes en el vegetl presentron un efeto de diluión por l grn difereni de produión entre trtmientos por lo que en generl no huo mios importntes. Ests diferenis si se enontrron en ls ntiddes de estos elementos extríds por l plnt siendo myores en ls olumns enmendds on lodos. - Los lodos de depurdor no preen presentr prolems de ontminión de gus profunds por lixiviión orto plzo en suelos on uierts vegetles exigentes en nutrientes y pes de explorr on su sitem rdiulr un importnte volumen de suelo, un undo el gu portd l suelo sorepse mplimente ls preipitiones medis en l zon. El lvdo de nutrientes fue muho más intenso en el trtmiento testigo, donde tmién se generó un myor volumen de lixividos deido l menor onsumo del ry-grss. Agrdeimientos. A Isel Ordóñez, Crmen del Morl, Ctlin Lr, Areli Grí y Mnolo Armenteros, por su inestimle olorión tnto en l reogid de muestrs omo en el nálisis de los mismos. Este trjo se englo dentro del proyeto de utilizión de lodos de depurdors en l onservión del suelo de olivr y omo enmiend orgáni (CA C5). Referenis. Ayuso, M., Hernández, T., Cost, F., Grí, C., Psul, J.A., Influeni del grdo de mdurez de un residuo urno sore l germinión y disponiilidd de nitrógeno. Suelo y Plnt 2: Bigeriego, M Disposiión finl de fngos II. Apliión en griultur y sistems de ompostje. XIV Curso sore trtmiento de gus residules y explotión de estiones depurdors. Ministerio de Fomento (CEDEX) y Ministerio de Medio Amiente, Mdrid. Consejo de ls Comuniddes Europes Diretiv del Consejo 86/278/CEE de 12 de Junio de 1986, reltiv l proteión del medio miente y, en prtiulr, de los suelos, en l utilizión de los lodos de depurdor en griultur. Dirio Ofiil de ls Comuniddes Europes de 4 de Julio de Consejo de ls Comuniddes Europes Diretiv del Consejo 91/271/CEE de 21 de Myo de 1991, sore el trtmiento de ls gus residules urns. Dirio Ofiil de ls Comuniddes Europes de 3 de Myo de Grí, D., Bernl, M.P., Moreno, J.F., Roig, A., Cegrr, J., Utilizión de ompost y áidos húmios en el ultivo de ry-grss. Ats del III Congreso Internionl de l ANQUE. Volumen I, pp Puerto de l Cruz, Tenerife. Gllrdo-Lr, F., Azón, M., Gómez, M., Esten, E., Poder fertiliznte de un ompost de sur urn. I. Cpidd de suministro de mronutrientes. Anles de Edfologí y Agroiologí 38: Loehr, R.C., Jewell, W.J., Novk, J.D., Clrkson, W.W., Friedmn, G.S., Lnd pplition of wstes. Vn Nostrnd Reinhold, New York. Nogles, R., Zmor, M.A., Gómez, M., Gllrdo-Lr, Evluión del potenil fertiliznte de un ompost de sur urn. Efeto sore germinión y rendimientos seueniles en oseh. Anles de Edfologí y Agroiologí XLIII (1-2): Ordoñez, R., González, P., Giráldez, J.V. y Beltrán, G.,1996. Evoluión temporl de determindos prámetros químios en un suelo ultivdo regdo on lpehín. Ingenierí del Agu. Vol. 3, 1, Torrey, S., Sludge disposl y lndspreding tehniques. Noyes Dt Co. New Jersey.