INTA - Distribución de efluentes líquidos y sólidos
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Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Aprovechamiento de residuos orgánicos
de origen ganadero en agricultura
Distribución de Efluentes líquidos y sólidos
Ing. Agr. Nicolás Sosa
INTA EEA Rafaela
Incremento de producciones ganaderas Interés económico y social
Intensivas
Concentradas
Desligadas de base territorial
Concentración de efluentes en zonas
específicas del territorio
Las alternativas enfocadas al
tratamiento de efluentes presentan
inconvenientes de viabilidad
Económica
Medioambiental
Aplicación de efluentes al suelo
Método más económico
Reciclaje de nutrientes
Mejora de la fertilidad del suelos
Lo más IMPORTANTE
es que los
NUTRIENTES sean
RECICLADOS
DENTRO
del CAMPO Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Aplicación de efluentes al suelo
Desconocimiento Composición en nutrientes
La eficiencia de nutrientes del efluente
El efecto residual de sus nutrientes
Efectos medioambientales
Aplicación adecuada de efluentes
Dado que el comportamiento del nitrógeno procedente de los efluentes en el
suelo depende de las características edafoclimáticas, se hace necesario el estudio
de las diferentes estrategias de manejo del efluente en las condiciones locales.
Caracterización de enmiendas orgánicas como fertilizantes
• Es importante optimizar dentro de las explotaciones la gestión de los fertilizantes orgánicos e inorgánicos.
• Los residuos ganaderos, estiércoles y efluentes presentan una enorme variabilidad en su composición y por lo tanto en el contenido de elementos fertilizantes.
• Importantes pérdidas por VOLATILIZACIÓN (20-70%).
• Se ha estimado que más del 50% del NH3 que se volatiliza lo
hace en las primeras 24 horas (Pinto et al., 2001).
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Zonas vulnerables de contaminación
Mapa de zonas vulnerables de Cataluña, año 2009. Fuente: GESFER 2010.
Cantidad máxima de nitrógeno (kg N/ha y año) aplicable en zonas vulnerables. Fuente:
Decreto 136/2009.
Cultivo
Secano / Regadío N total N en fertilizantes
orgánicos
N en fertilizantes minerales o en agua de riego
Trigo
Secano 170 170 120
Regadío 210 170 150
Cebada
Secano 170 170 120
Regadío 210 170 150
Maíz Secano 210 170 150
Regadío 300 170 200
Sorgo
Secano 200 170 150
Regadío 250 170 170
Girasol Secano 150 150 100
Regadío 170 170 120
Arroz Regadío 170 170 150
Alfalfa
Secano 100 100 30
Regadío 170 170 50
Heces y Orina
El síntoma más típico de la degradación química de los suelos
SALIDAS
Composición de los efluentes
Desde el punto de vista químico, los residuos ganaderos presentan una gran complejidad. A pesar de tener una composición cualitativa similar (agua, materia orgánica, macroelementos, elementos secundarios y microelementos), su composición cuantitativa es muy heterogénea.
Depende de diversos factores:
- Edad y tipo de animal
- Sistema de manejo
- Tipo de alimentación
- Época del año
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
El Nitrógeno (N) de los residuos ganaderos se
encuentra en 3 formas:
Mineral Orgánico
Generalmente en forma
amoniacal o uréica. Fracción orgánica
mineralizable al año
siguiente de la aplicación.
Las 2 primeras fracciones tienen un efecto directo, similar al
Nitrógeno aportado por un abono mineral. La tercera tiene un efecto
a medio y largo plazo como aporte al suelo de materia orgánica.
Orgánico-mineral
Esta fracción enriquecerá la
materia orgánica del suelo y
será liberada
mediante mineralización
progresiva durante los años
siguientes a la aplicación.
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
El Fósforo de las deyecciones animales está
contenido esencialmente en las partes sólidas
de las heces y se presenta bajo 2 formas:
Forma mineral Forma orgánica
Fosfatos solubles en agua. Supone
alrededor del 80% del Fósforo
total, muy rápidamente utilizable
por las plantas
Partes no digeridas de los alimentos.
Frecuentemente constituidos de
fitina, proteína de reserva de los
granos, que será mineralizada muy
lentamente en el suelo.
Su valor fertilizante o coeficiente de equivalencia inmediato es de
0,85 en relación con el superfosfato (Ziegler et Héduit, 1991).
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
El potasio (K) está contenido principalmente en la orina,
encontrándose en forma se sales minerales, por lo que su
disponibilidad para las plantas es similar a la de un abono mineral
El magnesio (Mg) tiene un comportamiento similar al del K,
considerándose que, en general, su disponibilidad es equivalente a la
de los abonos magnésicos minerales
La acción fertilizante de los estiércoles en elementos como el P, K y
micronutrientes resulta afectada en gran medida por la capacidad
tampón (reguladora) del suelo, por lo que el impacto ambiental de
estos elementos es mucho más reducido que en el caso del N.
Composición media de los efluentes de cerdo
Fase MS
(%)
MO
(%MS)
N total
(Kg/m3)
N amon.
(Kg/m3)
P2O5
(Kg/m3)
K2O
(Kg/m3)
Engorde 9,6 75,8 7,3 3,8 5,6 4,1
Gestación 3,2 66,3 3,8 2,5 3,3 2,2
Lactación 3,4 2,1 2,1
Transición 5,3 4 2,8
Ciclo cerrado 5,8 66,1 4,9 2,9 4,1 2,7
(Babot et al., 2004)
Composición variable !!!!
Estratificación en fosas
Irañeta et al, 2002
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
MS
(%)
MO
(Kg/10m3)
N total
(Kg/10m3)
P2O5
(Kg/10m3)
K2O
(Kg/10m3)
0,6 20,4 1,9 4,59 4,34
Residuos de la producción de leche
Efluentes de tambo
Valores orientativos de Materia orgánica, Nitrógeno, Fósforo y Potasio, por aportaciones de 10 m3 de
efluente de tambo.
•Un trabajo de Fontanetto et al, (2009) concluye que hay una tendencia a mejorar
el contenido de MO, P y Ca y a mejorar algunas propiedades físicas del suelo
regado con efluentes de tambo.
•Se recomiendan aplicaciones entre 30-60 m3/ha de efluentes.
• El análisis de suelo y del efluente son los instrumentos básicos para fijar la dosis
adecuada de enmienda orgánica, de acuerdo a las necesidades del cultivo.
(Garcia, et al, 2008)
MS
(%)
MO
(kg/10 t)
N total
(Kg/10 t)
P2O5
(Kg/10 t)
K2O
(Kg/10 t)
13,82 1200 35 29 38
Residuos de la producción de leche
Residuos sólidos de tambo
Valores orientativos de Materia orgánica, Nitrógeno, Fósforo y Potasio, por aportaciones de 10 t de
estiércol de tambo.
Otros parámetros a destacar en la composición de estiércoles son:
•Contribución importante de calcio (62 kg de Ca por cada 10 t de muestra
fresca.
Los valores de pH son básicos (7,5 a 8).
Se recomiendan aplicaciones orientativas de 25 a 50 t/ha, según el contenido
de nutrientes del suelo, cultivo a implantar, objetivo de rendimiento y
composición de estiércol.
(Charlón, et al, 2010)
MS
(%)
MO
(kg/10 t)
N total
(Kg/10 t)
P2O5
(Kg/10 t)
K2O
(Kg/10 t)
14,7 1245 59 37 43
Estiércol de Feedlot
Valores orientativos de Materia orgánica, Nitrógeno, Fósforo y Potasio, por aportaciones de 10 t de
estiércol de Feedlot.
Otros parámetros a destacar son:
•Los valores de pH son básicos (7,5 a 8). Las heces frescas presentan un pH
cercano a 7, y que con el tiempo de almacenamiento el pH aumenta.
•Contribución de calcio y magnesio (24 kg de Ca y 8 kg de Mg por cada 10 t
de muestra fresca).
•Relación C/N muy variable según el grado de madurez del estiércol.
Se recomiendan aplicaciones orientativas de 25 a 50 t/ha.
(ASAE, 2003)
MS
(%)
MO
(kg/10 t)
N total
(Kg/10 t)
P2O5
(Kg/10 t)
K2O
(Kg/10 t)
60 3900 200 230 210
Residuos de la producción avícola
Valores orientativos de Materia orgánica, Nitrógeno, Fósforo y Potasio, por aportaciones de 10 t de
estiércol de ponedora o gallinaza.
Otros parámetros a destacar en la composición de gallinaza son:
•Los valores de pH varían entre neutros a básicos, de 7 a 8,6.
El contenido de humedad del estiércol de ponedora presenta valores más alto
en galpón automático.
Se recomiendan aplicaciones orientativas de 5 a 12 t/ha.
La concentración de nutrientes en estiércol de pollos parrilleros o cama de
pollo es aproximadamente la mitad del presente en el estiércol de
ponedora. Esto se debe a la presencia de cáscara de arroz y girasol en la
cama de pollos parrilleros.
(LAF, 1999)
Para una correcta aplicación de los
efluentes como abono agrícola es
necesario considerar la composición del
mismo, especialmente el contenido en
macronutrientes y las necesidades del
cultivo al que se va a aplicar.
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Métodos de aplicación de enmiendas orgánicas
• Maquinaria para distribución de
efluentes líquidos
• Maquinaria para distribución de
estiércol sólido
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Maquinaria para distribución de
efluentes líquidos
En toda la superficie:
•Método de boquilla única de aspersión en abanico
•Sistema de barra de distribución con multiboquilla
De manera localizada:
•Método de barras con tubos colgantes
• Método de enterrado o inyección
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Método de aplicación sobre toda la superficie
•Boquilla única de aspersión en abanico
- Boquilla de salida de gran diámetro.
- El efluente impacta sobre una chapa (plato) y
se proyecta formando un abanico.
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Método de aplicación sobre toda la superficie
•Boquilla única de aspersión en abanico
Método tradicional de abanico Método abanico invertido
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Método de aplicación sobre toda la superficie
•Boquilla única de aspersión en abanico
Ventajas e inconvenientes de la aplicación de efluentes con el método de abanico
Ventajas Inconvenientes
Precio de adquisición económico. El reparto es muy sensible al viento.
No presenta problemas con efluentes
espesos por obturación.
El reparto es heterogéneo.
No precisa de gran potencia. La regulación del plato es difícil, sobretodo a dosis bajas.
La dispersión de olores y volatilización de nitrógeno son importantes.
Riesgo de escorrentía, si hay pendiente en el terreno a dosis altas.
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Método de aplicación sobre toda la superficie
•Sistema de barra de distribución con multiboquilla
-Consiste en una tubería (pleg. trans.) de un diámetro de 15-20 cm.
-Alimentada por mangueras centrales que salen del tanque
-Contiene de 2 a 16 boquillas que distan del suelo entre 30 y 50 cm.
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Método de aplicación sobre toda la superficie
•Sistema de barra de distribución con multiboquilla
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Método de aplicación sobre toda la superficie
•Sistema de barra de distribución con multiboquilla
Ventajas e inconvenientes de la aplicación de efluentes con el método de multiboquillas
Ventajas Inconvenientes
Ancho de trabajo aceptable (8-12 m). Cuando el número de boquillas es alto (poco diámetro) se
suelen producir problemas de obsturaciones, por lo que se
aconseja disponer de 4 a 8 boquillas.
La uniformidad de reparto es mejor que la del
método tradicional de abanico.
El costo es algo más elevado que el del método de
abanico.
Los olores y pérdida de nitrógeno por
volatilización se reducen con respecto al método
de abanico, aunque de forma poco notable.
Riesgo de escorrentía, si hay pendiente en el terreno, a
dosis altas.
No precisa de gran potencia.
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Método de aplicación localizada de efluentes
•Método de barras con tubos colgantes
- Constituido por una estructura de la que cuelgan de 20 a 80 tubos flexibles, con un ancho de 6 a 24 m y una distancia entre salidas de 25 a 30 cm.
-Este método supone la asociación de un triturador-distribuidor con cuchillas circulares para evitar las obstrucciones en las salidas individuales.
-Deposita el efluente directamente sobre el suelo.
-Diámetro de mangueras: 4–6 cm.
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Método de aplicación localizada de efluentes
•Método de barras con tubos colgantes
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Método de aplicación localizada de efluentes
•Método de barras con tubos colgantes
Ventajas e inconvenientes de la aplicación de efluentes con el método de tubos colgantes
Ventajas Inconvenientes
La uniformidad de distribución no está afectada por el
viento al depositar el efluente directamente sobre el suelo.
Necesita de un triturador-distribuidor para evitar
problemas de obsturación de los tubos.
La disminución de olores y volatilización de nitrógeno es
notable respecto a los métodos anteriores.
Riesgo de escorrentía, si hay pendiente en el
terreno, a dosis altas.
Ancho de trabajo variable (9-16 m). El costo es mayor que en los métodos anteriores.
Permite aplicaciones ajustadas a dosis bajas.
La uniformidad de aplicación es muy buena.
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Método de aplicación localizada de efluentes
•Método de enterrado o inyección
-En los métodos de aplicación en profundidad, el efluente no queda en la superficie del suelo sino que es incorporado al mismo.
-Los enterradores de disco incorporan el efluente a profundidades entre 3-5 cm, y los enterradores de rejas a profundidades de 10-15 cm
-La separación de los enterradores (discos o rejas) debe estar como máximo a una distancia de 40 cm.
-Estos equipos precisan de un tractor con una potencia de media-alta
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Método de aplicación localizada de efluentes
•Método de enterrado o inyección
Aplicación mediante enterrador de rejas
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Método de aplicación localizada de efluentes
•Método de enterrado o inyección
Aplicación mediante inyección
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Método de aplicación localizada de efluentes
•Método de enterrado o inyección
Ventajas e inconvenientes de la aplicación de efluentes con el método de enterrado o
inyección
Ventajas Inconvenientes
La uniformidad de distribución es muy buena. Las obsturaciones son difíciles de detectar. Necesita
de un triturador-repartidor, si los tubos son de poco
diámetro (inyectores).
No necesita labor de enterrado posterior Ancho de trabajo 4-5 m.
Reducción importante de volatilización de nitrógeno
respecto a los métodos anteriores.
Necesita de un tractor mas potente que los métodos
anteriores.
Prácticamente no hay emisión de olores, lo que permite
aplicar en zonas próximas a núcleos urbanos.
Mayor consumo energético en la aplicación que los
métodos anteriores.
No impregna la parte aérea de las plantas El costo del apero es elevado.
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Criterios para la elección del equipo a utilizar
Calidad del trabajo realizado por los equipos de aplicación de fertilizantes orgánicos.
EQUIPO DE APLICACIÓN Homogeneidad
de la distribución
Pérdidas por volatilización
Emisión de
olores
Esparcidor de estiércol sólido M E M
Cisterna con platos de choque B E E
Cisterna de barras con tubos colgantes E M B
Cisterna con inyectores de reja o disco E MB MB
E: elevada. M: media. B: baja; MB: Muy baja.
Fuente: García Ramos y Boné Garasa, 2009
Incorporación de herramientas de agricultura de
precisión en la aplicación de enmiendas orgánicas
Otros equipos de aplicación de efluentes
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Maquinaria para distribución de estiércol sólido
• Se construyen sobre una estructura de remolque sin sistema de suspensión, con un solo eje (simple o doble), neumáticos de alta flotación y baja presión de inflado.
• El vaciado se realiza por desplazamiento de una parte del fondo de la caja del remolque o por una compuerta móvil, que arrastra el estiércol hasta el dispositivo de esparcido.
• Los dispositivos de esparcido suelen ser de tambores cilíndricos, con dientes en la periferia que giran según su eje situado en posición horizontal (de uno o dos cilindros) o vertical de hasta 4 ejes.
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Recomendaciones para una correcta
carga del remolque:
• Cargar por delante en los equipos de fondo
móvil y por detrás en los de compuerta móvil.
• Cargar en capas regulables y homogéneas.
• No superar con la carga el nivel del travesaño superior del sistema esparcidor.
• Evitar el ingreso de objetos contundentes con el estiércol.
• Igualar la superficie del estiércol en la caja.
Maquinaria para distribución de estiércol sólido
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Resultado de ensayos de
aplicación de efluentes
como enmienda
orgánica
Zona: Rafaela
Fuente: Fontanetto, H. ; Gambaudo, S. y Sosa, N (2007)
Uso de EFLUENTES del Tambo en MAIZ para SILO
46500
38120
42500
36780
29560
25000
30000
35000
40000
45000
50000
Tes
tigo
Efl.
600
0 l/h
a
Efl.
120
00 l/
ha
Ure
a 10
0 kg/
ha
Ure
a 20
0 kg/
ha
Tratamientos (Efluentes y Urea)
Ma
teri
a V
erd
e (
kg
/ha
)
Fuente: Fontanetto, H. ; Gambaudo, S. y Sosa, N (2009)
Aplicación de Efluentes en Maíz para Silo 2008/09 (INTA Rafaela)
Aplicación de Efluentes sólidos (INTA Rafaela)
TRIGO/SOJA 2ª: Rendimientos(campaña 2007/08)
con y sin aplicación de estiércol de tambo (EEA Rafaela).
Fuente: Gambaudo, S ; Fontanetto, H. y Sosa, N (2008)
3992
4461
4708
3539
3769
4048
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 4 8
Dosis de estiércol aplicadas (t/ha)
Ren
dim
ien
to d
e g
ran
os (
kg
/ha)
Trigo Soja 2a
Efluentes en ALFALFA: Materia Seca Total 11 cortes (Pujato Norte, 2009)
Fuente: Fontanetto, H. ; Gambaudo, S. y Sosa, N (2009)
9232
11056
12531
10253
13225
8000
9000
10000
11000
12000
13000
14000
Testigo 4000 l/ha 8000 l/ha 16000 l/ha 32000 l/ha
Dosis de Efluente (litros/ha)
Mate
ria S
eca T
ota
l d
e 1
1 c
ort
es (
kg
/ha)
Establecimiento “El Lirio” (Remigio y Danilo Nagel) – Humboldt (Santa Fe)
Foto: Ing. Edith Weder
Foto: Ing. Edith Weder
Foto: Ing. Edith Weder
“Para nosotros lo más importante es que sabemos qué hacer con los efluentes”,
reconoce Danilo.
Los resultados son sorprendentes:
En un campo que se “regó” con 71.428 litros de efluentes/ha (en dos aplicaciones):
1- Se triplicó la cantidad de P (llegó a 34 ppm): 250 kg/ha de SFT.
2- Creció la cantidad de Nt (de 0,11 a 0,15 %): 900 kg/ha de Urea.
3- Aumentó el C (de 1,32 a 1,71 %)
4- Se incrementó la M. O. (testigo: 2,27 % y el tratado: 2,94 %).
Aplicación de Efluentes: Campo Experimental de AFA Humboldt
Foto: Ing. Edith Weder
Con Efluentes
Testigo
Foto: Ing. Edith Weder
Con Efluentes
Testigo
Fertilizante
Foto: Ing. Edith Weder
Con Efluentes Testigo
Fertilizante
Foto: Ing. Edith Weder
Fertilizantes y Efluentes en ALFALFA (INTA Rafaela-AFA Humboldt, 2009)
Fuente: Gambaudo, S. ; Fontanetto, H. y Sosa, N. (2009)
Suma 8 Cortes (01/10/2008 al 08/07/2009)
12104
15456
14221
15492
14815 14703
11000
12000
13000
14000
15000
16000
Testig
o
SFT-400
1500
(70%
-30%
)
SFT400+10
00(7
0%-3
0%)
SFT400+10
00(5
0%-5
0%)
Efluen
tes
Productos
M. S
. (k
g/h
a)
Ensayo mostrado en la Jornada de Productores del INTA Rafaela (30/03/2010)
MAIZ - Campaña 2009-2010
Fuente: Sosa, N. ; Gambaudo, S. y Fontanetto, H. (2009-2010)
40.000 lt/ha
Efluente de
Cerdo
12m
80.000 lt/ha
Efluente de
Cerdo
12m
testigo
12m
60.000 lt/ha
Efluente de
tambo
12m
13.000 kg/ha
Estiércol
sólido
de
tambo
24m
10.988 kg/ha 10.801 kg/ha 14.857 kg/ha 12.572 kg/ha 11.055 kg/ha
Ensayo mostrado en
Jornada de Productores
del INTA Rafaela (30/03/2010)
Fuente: Sosa, N. ; Gambaudo, S. y Fontanetto, H. (2009-2010)
Ambientes determinados con Sonda
Características químicas del suelo
Caract.
química
Ambiente
Rojo Amarillo Verde
Mat. Orgánica (%) 3,81 3,27 2,89
Nitrógeno total (%) 0,191 0,164 0,145
Fósforo (ppm) 68,7 51,8 34,6
pH 5,62 5,73 5,82
CIC (meq/100g) 16,63 14,67 12,66
26.824 (kg/ha)
23.368 (kg/ha)
19.697 (kg/ha) Producción de materia seca de
sorgo forrajero por ambiente.
Lote 4 INTA EEA Rafaela.
Campaña 2010-2011.
Efecto del abonado mineral y
orgánico en cultivo de maíz
Nicolás Sosa / Junio 2012
Máster en Gestión de Suelos y Aguas
UNIVERSIDAD DE LLEIDA
Carretera
Cam
ino
Residuo
Incorporado
B1
Residuo
Exportado
N0
N200
PB
N100
PR
N300
N300
PR
PB
N200
N0
N100
Residuo
Incorporado
B2
Residuo
Exportado
N100
N0
300
PR
PB
N200
N200
N300
N0
N100
PB
PR
Residuo
Incorporado
B3
Residuo
Exportado
PB
N100
N200
PR
N300
N0
PB
N200
PR
N100
N0
N300
Croquis del ensayo
N0: 0 kg N ha-1
N100: 100 kg N ha-1
N200: 200 kg N ha-1
N300: 300 kg N ha-1
PB: Purín abanico
PR: Purín reja
Producción de grano (kg ha-1)
Dosis N
(kg N ha-1)
Residuo
incorporado
Residuo
Exportado
Rendimiento
0 14152 17455 15804 C
100 15110 18579 16845 BC
200 18849 18816 18833 AB
300 18617 18831 18724 AB
Purín abanico 19176 20269 19722 A
Purín reja 18802 17868 18335 AB
Residuo 17451 18636
ANOVA
Factor de variación Significación
Bloque Ns
Residuo Ns
Error A
Dosis de N 0,0025
Residuo x Dosis de N Ns
Contenido de N en el suelo (kg/ha) antes de la
siembra, en el perfil de 0 a 90 cm.
Dosis N
(kg N ha-1)
Residuo
incorporado
Residuo
Exportado
N inicial en el
suelo
0 348 529 439 C
100 470 637 553 BC
200 683 782 732 AB
300 858 787 823 A
Purín abanico 558 645 601 BC
Purín reja 731 613 672 AB
Residuo 608 665
ANOVA
Factor de variación Significación
Bloque Ns
Residuo Ns
Error A
Dosis de N 0,0112
Residuo x Dosis de N Ns
Contenido de N residual en el suelo (kg N-
NO3- ha-1), en el perfil de 0 a 90 cm.
Dosis N
(kg N ha-1)
Residuo
incorporado
Residuo
Exportado
N residual en el
suelo
0 154 280 217 B
100 228 451 339 B
200 601 521 561 A
300 752 648 700 A
Purín abanico 276 272 274 B
Purín reja 238 362 300 B
Residuo 375 422
ANOVA
Factor de variación Significación
Bloque Ns
Residuo Ns
Error A
Dosis de N <0,0001
Residuo x Dosis de N Ns
Ensayo de aplicación de efluentes de tambo
en maíz para silo (Zona rural Lehmann, 2012/13).
Producción de biomasa en maíz (kg/ha)
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
0 30 m3/ha 60 m3/ha 90 m3/ha
Dosi de efluente
Pro
d.
bio
masa (
kg
/ha)
18,5% 18% 26%
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria