Efecto residual de la aplicación de subproductos agroindustriales como fuente de fósforo en girasol

Abstract

El fósforo (P) es el segundo elemento más importante en la nutrición mineral de las plantas, siendo el responsable de muchos procesos metabólicos implicados en su crecimiento y desarrollo. Sin embargo, la roca fosfórica, mineral del que se extrae el P como fertilizante, es un recurso no renovable sometido a tensiones económicas internacionales. Por este motivo, se buscan alternativas al uso de fertilizantes químicos de P, como la recuperación del P presente en residuos agroindustriales. La aplicación de estas estrategias en un contexto de auge demográfico y cambio climático son fundamentales para alcanzar una producción agrícola sostenible, que permita incrementar la producción de alimentos y la salud del suelo, en línea con el Pacto Verde Europeo y la Estrategia de la Granja a la Mesa. El objetivo principal de este TFM fue evaluar el efecto residual de la aplicación de 4 fertilizantes de base orgánica (harina de sangre-HAS, alperujo compostado-ALP, residuo sólido urbano compostado-RSU y vermicompost-VER) y un fertilizante inorgánico (Super 18-S18) como fuente de P en girasol, como segundo cultivo de una rotación (trigo-girasol). Además, se pretendió estudiar la dinámica de estos subproductos en 4 suelos con distintas propiedades físico-químicas (Rabanales-RAB, arenoso y no calcáreo, y Tomejil-TOM, Sancho Miranda-SAN y Encineño-ENC, arcillosos y calcáreos), analizar el efecto de la dosis de aplicación (25 y 50 mg P kg-1) y realizar una comparación del efecto en el suelo (pH, conductividad eléctrica, fosfatasa ácida y básica) y en la planta (rendimiento y contenido de P, Fe, Cu y Zn). Los resultados obtenidos al finalizar el ensayo de cultivo de girasol bajo condiciones controladas (temperatura, humedad relativa y fotoperíodo) determinaron que, generalmente, la aplicación de estos subproductos incrementó el nivel de P disponible para los cultivos en el suelo hasta niveles similares o superiores a los obtenidos con el fertilizante inorgánico. También, los fertilizantes orgánicos modificaron la actividad enzimática en el suelo al final del ciclo de cultivo, tanto en la fosfatasa ácida, como básica (menor en RAB, de pH ácido), sobre todo con el tratamiento de HAS, que también incrementó notablemente la conductividad eléctrica de los suelos calcáreos. El aporte de P por los fertilizantes de base orgánica y el incremento del nivel de materia orgánica en el suelo, permitieron el correcto desarrollo del cultivo de girasol en todos los suelos, que solo se redujo con el uso del tratamiento HAS, de forma más acusada en el suelo SAN. Sin embargo, no se mostraron diferencias en la mayoría de las variables respecto a la dosis de P. Finalmente, se determinó que el efecto de los fertilizantes de base orgánica sobre la dinámica de los nutrientes depende de las características del fertilizante y del suelo sobre el que se aplica. Además, su aplicación aumentó el nivel de P y de materia orgánica, mejorando la salud del suelo y obteniendo rendimientos en girasol comparables a cuando se utilizó el fertilizante químico S18.

Phosphorus (P) is the second most important element in plant mineral nutrition. This element is the responsible for some metabolic processes involved in the plant growth and development. However, phosphate rock, the mineral from which P is extracted as fertilizer, is a non-renewable resource subjected to international economic pressures. For that reason, alternatives to the use of chemical P fertilizers are under research, such as the recovery of P from agro-industrial residues. The application of these strategies under increasing population and climate change scenarios is essential to achieve a sustainable agricultural production, which promotes food production and soil health, according to the European Green Deal and the Farm to Fork Strategy. The main aim of this Final Master Project was to evaluate the residual effect of the application of 4 organic-based fertilizers (blood meal-HAS, composted alperujo-ALP, composted urban solid waste-RSU and vermicompost-VER) and an inorganic fertilizer (Super 18 -S18) as a P source in sunflower plants, as the second crop of a crop-rotation (wheat-sunflower). In addition, it was intended to study the dynamics of these by-products in 4 soils with different physicochemical properties (Rabanales-RAB, sandy and non-calcareous soil and Tomejil-TOM, Sancho Miranda-SAN and Encineño-ENC, clayey and calcareous soils), to analyze the effect of the application dose of the by-products (25 and 50 mg P kg-1) and make a comparison of the effect on the soil (pH, electrical conductivity, acid and alkaline phosphatase) and on the plant (yield and content of P, Fe, Cu and Zn). Sunflower plants were grown under controlled conditions (temperature, relative humidity and photoperiod) until the crop cycle was over. The results obtained at harvest showed that, in general, the application of these by-products increased the level of P available for crops in the soils to similar or higher levels than those obtained with inorganic fertilizer. Also, organic fertilizers modified the enzymatic activity in the soils analyzed at the end of the crop cycle, both in acid and alkaline phosphatase (lower in RAB, with acid pH), especially with the HAS treatment, which also significantly increased the electrical conductivity of calcareous soils. However, there was no visible effect of de P dose in most of the analyzed variables. Finally, the effect of organic-based fertilizers on nutrient dynamics will depend on the properties of the fertilizer and the soil on which it is applied. In addition, the application of these fertilizers resulted in an increase of P and organic matter levels, improving soil health and leading to sunflower yields similar to those obtained with the chemical fertilizer S18.