Emisiones de amoníaco en suelos de tipo andosol del sur de Chile por adición de fertilizantes minerales y orgánicos

Abstract

El amoniaco (NH3) es un gas incoloro de olor característico. A nivel mundial se estima que la agricultura es la mayor fuente de emisión de NH3, ya que genera más del 50% de las emisiones globales. Las fuentes de emisión son variadas, sin embargo la fertilización nitrogenada de praderas es una de las principales actividades emisoras en sistemas productivos agropecuarios. Las emisiones atmosféricas de NH3 son un problema mundial, cuya influencia ha sido vinculada a numerosos impactos negativos sobre el medio ambiente, como por ejemplo la acidificación de suelos, lluvia ácida, daños a bosques y cultivos, impactos en la salud humana, eutrofización de cuerpos de agua, material particulado ácido e indirectamente como precursor emisiones de óxido nitroso (N2O). Las emisiones amoniacales también constituyen un problema local, regional, nacional e internacional ya que las moléculas del gas pueden ser transportadas a largas distancias desde su fuente de emisión. Las emisiones de NH3 son importantes ya que implican la pérdida del N aplicado a la pradera, lo que puede traducirse en una pérdida económica para el productor y en la disminución del aporte fertilizante del producto aplicado. A nivel mundial se han establecido políticas y acciones de manejo para regular y reducir las emisiones amoniacales desde fuentes agropecuarias. Las medidas de control adoptadas se han basado en la cuantificación de las emisiones amoniacales, que a la vez constituyen la base para la determinación de los factores de emisión de este gas. Estos últimos son claves para la construcción de inventarios de emisión, tanto a nivel nacional como regional. A pesar de la importancia que las emisiones amoniacales tienen a nivel ecosistémico y agropecuario, en Chile existe limitada información respecto a la emisión de NH3 por la aplicación de fertilizantes nitrogenados a praderas. En este contexto el objetivo general de esta tesis doctoral fue evaluar las emisiones de NH3 generadas por adición de fertilizante nitrogenado de origen mineral y orgánico en praderas permanentes establecidas en suelos de tipo Andosol del Sur de Chile. En esta memoria se responden las siguientes preguntas de investigación: ¿la aplicación de fertilizante nitrogenado mineral y orgánico a un Andosol del sur de Chile genera pérdidas de N en forma de NH3?, ¿a cuánto ascienden?, ¿cuáles son los factores claves que influyen en la generación de las emisiones? y ¿existe alguna alternativa para mitigar las emisiones amoniacales?. Para dar respuesta a estas interrogantes, se diseñó y desarrolló una serie de experimentos de campo, donde se empleó un sistema micrometeorológico de masas y un sistema de túneles de viento, para cuantificar las emisiones de NH3 generadas por la aplicación superficial de urea, purín bovino lechero y urea más un inhibidor de la ureasa (como alternativa al uso tradicional de la urea). Las aplicaciones se realizaron en una dosis equivalente a 100 kg N ha-1 en distintas épocas del año en praderas permanentes establecidas en suelo del tipo Andosol Silándico y Hapludand típico medio, mésico del sur de Chile. Los resultados obtenidos indican que posterior a la aplicación de las fuentes nitrogenadas mencionadas a las praderas se generaron emisiones de NH3, cuya magnitud estuvo influenciada principalmente por condiciones climáticas. Las condiciones del suelo también pudieron haber influido en las emisiones de NH3 registradas. Con los resultados obtenidos se estimaron factores preliminares de emisión de acuerdo al tipo de fertilizante y a la época de aplicación. Estos factores de emisión (FE) indican que para las condiciones experimentales y en base al N total aportado a la pradera, la volatilización de NH3 es mayor al utilizar urea como fuente nitrogenada en época de primavera (p<0,05), otoño (p<0,05) e invierno (p>0,05). Sin embargo considerar el aporte de nitrógeno amoniacal total (NAT) al aplicar purín bovino lechero, que es la fracción del N más fácilmente aprovechable por las plantas, las pérdidas fueron cercanas o mayores a las registradas al aplicar urea, sobretodo en época de verano en donde las emisiones fueron mayores (p<0,05), determinándose hasta un 82% de pérdida del NAT. Las pérdidas de N total promedio anuales para el tipo de suelo estudiado fueron estimadas en 18±4,2% para urea y 12±3,4% para purín (48±15,2% del NAT). El uso de urea con inhibidor de la ureasa, como alternativa al uso tradicional de la urea, mostró buenos resultados ya que redujo las pérdidas de N por volatilización de NH3 de manera importante, registrando solamente un 6±0,9% de pérdida promedio anual. Los valores obtenidos en los distintos ensayos se encuentran en el rango de pérdidas de N por volatilización de NH3 reportadas por otros países con condiciones climáticas similares (e.g. Reino Unido e Irlanda) para las fuentes nitrogenadas mencionadas. Los resultados presentados en esta tesis doctoral constituyen los primeros datos publicados derivados de evaluaciones realizadas en campo cuantificando la volatilización de NH3 por adición de fertilizantes minerales y orgánicos a praderas permanentes en Chile, siendo de gran relevancia y utilidad para el desarrollo de futuros inventarios de emisión a nivel local, regional y/o nacional. El uso de urea con un inhibidor de la ureasa demostró ser una medida eficaz para mitigar las pérdidas de N por volatilización de NH3. Sin embargo para el establecimiento de un plan con medidas permanentes de mitigación de las emisiones amoniacales en el territorio es necesario: profundizar los conocimientos respecto a los mecanismos de emisión de NH3; mejorar la calidad de los datos en cuanto a su resolución espacial y temporal; potenciar la capacidad de análisis e integración de datos de otras vías de pérdida del N; e implementar el uso de modelos de emisión de NH3 apropiados para las condiciones locales. Además, es importante considerar la respuesta del suelo y pradera a la aplicación de otros tipos de fertilizantes nitrogenados, así como la dosis y forma de aplicación ya que estas pueden tener repercusiones en otras vías de pérdida del N en el sistema.