{"id":101884,"date":"2018-03-11T10:23:52","date_gmt":"2018-03-11T10:23:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/ammonia-emissions-from-fertiliser-applicationcuantification-techniques-and-mitigation-strategies\/"},"modified":"2018-03-11T10:23:52","modified_gmt":"2018-03-11T10:23:52","slug":"ammonia-emissions-from-fertiliser-applicationcuantification-techniques-and-mitigation-strategies","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/utilizacion-de-fertilizantes\/ammonia-emissions-from-fertiliser-applicationcuantification-techniques-and-mitigation-strategies\/","title":{"rendered":"Ammonia emissions from fertiliser application:cuantification techniques and mitigation strategies"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Alberto Sanz Cobe\u00f1a <\/strong><\/h2>\n<p>La conjunci\u00f3n de la necesidad creciente de satisfacer los requerimientos alimenticios y energ\u00e9ticos de una poblaci\u00f3n mundial en continuo crecimiento, y las limitaciones que ata\u00f1en al aumento de la superficie agr\u00edcola, parece hacer necesaria, si no se limitan la producci\u00f3n y consumo de recursos hoy imperantes, una intensificaci\u00f3n de los sistemas agr\u00edcolas. Proceso que, en la mayor\u00eda de los casos estar\u00eda fundamentado en un incremento en el uso de fertilizantes sint\u00e9ticos.  a nivel global, las p\u00e9rdidas de nitr\u00f3geno (n) por volatilizaci\u00f3n de amoniaco (nh3) pueden llegar a alcanzar el 70% del n aplicado en al \u00e1mbito agr\u00edcola, variando en funci\u00f3n de las condiciones de manejo del cultivo, clim\u00e1ticas y del suelo. Este hecho, adem\u00e1s de una p\u00e9rdida notable en la efectividad del fertilizante aplicado, es responsable de un impacto medioambiental negativo asociado a la acidificaci\u00f3n y el enriquecimiento en nutrientes de ecosistemas naturales, as\u00ed como problemas de salud p\u00fablica ligados a la formaci\u00f3n de part\u00edculas en suspensi\u00f3n. Para dar respuesta a esta situaci\u00f3n, las naciones unidas y la uni\u00f3n europea han impulsado iniciativas legales tendentes a controlar y reducir las emisiones de nh3 debidas a la fertilizaci\u00f3n nitrogenada. En este sentido, especial atenci\u00f3n ha recibido la urea, debido a las importantes p\u00e9rdidas de nh3 asociadas a su generalizado uso, y al subsiguiente mayor potencial mitigador de las medidas dirigidas a este tipo de fertilizante.  entre las estrategias de mitigaci\u00f3n propuestas, que habr\u00e1n de implementarse teniendo siempre en consideraci\u00f3n las caracter\u00edsticas clim\u00e1ticas y ed\u00e1ficas espec\u00edficas de cada caso, as\u00ed como las sinergias que puedan existir entre la mitigaci\u00f3n de las emisiones de nh3 y otros componentes del ciclo del n, destacan aquellas tendentes a aumentar el contacto entre el amonio (nh4+) procedente de la hidr\u00f3lisis de la urea y el coloide del suelo, as\u00ed como, m\u00e1s recientemente, el uso de inhibidores de la actividad ureasa, compuestos que ralentizan el proceso de hidr\u00f3lisis, limitando as\u00ed la proporci\u00f3n de nh4+ en la soluci\u00f3n del suelo cercana a la superficie y susceptible de ser transformado en nh3.  en todo caso, un paso previo e indispensable a la propuesta de cualquier estrategia de mitigaci\u00f3n de las emisiones de nh3 debidas a la fertilizaci\u00f3n nitrogenada es la cuantificaci\u00f3n efectiva de las mismas. En este sentido, se han desarrollado numerosas t\u00e9cnicas de cuantificaci\u00f3n de las emisiones del nh3 volatilizado tras la fertilizaci\u00f3n. Estas t\u00e9cnicas se clasifican en dos grupos diferenciados en funci\u00f3n del tipo de estudio al que est\u00e9 destinado su uso. Mientras que los llamados m\u00e9todos de c\u00e1maras cerradas (est\u00e1ticos y de difusi\u00f3n) se dirigen a estudios comparativos realizados en parcelas de peque\u00f1o tama\u00f1o, los m\u00e9todos micrometeorol\u00f3gicos, que no afectan a las condiciones medioambientales de la zona de estudio y son sensibles a las variaciones meteorol\u00f3gicas, son ideales para realizar estudios en \u00e1reas experimentales de grandes dimensiones (p. Ej. 1 ha). en este contexto, el objetivo general de esta tesis ha sido la propuesta de t\u00e9cnicas efectivas para la mitigaci\u00f3n de emisiones de nh3, debidas a la fertilizaci\u00f3n en superficie con urea, basadas en medidas realizadas bajo condiciones reales de campo, utilizando m\u00e9todos micrometeorol\u00f3gicos de bajo coste. Para conseguir este objetivo,  se han desarrollado cinco estudios experimentales, tanto en campo (4) como en el laboratorio (1). As\u00ed mismo, en base a estos resultados experimentales, se cre\u00f3 un modelo conceptual con el objetivo de definir y describir los principales factores que determinan las emisiones de nh3 debidas a la fertilizaci\u00f3n con urea en un suelo semi\u00e1rido; as\u00ed como el efecto de distintas estrategias de mitigaci\u00f3n sobre dichas emisiones en estas condiciones. en el primer estudio de campo, realizado en un suelo desnudo y arado de la provincia de segovia, se procedi\u00f3 a la cuantificaci\u00f3n de las emisiones de nh3 producidas en el proceso de volatilizaci\u00f3n, ocurrido tras la fertilizaci\u00f3n en superficie con pur\u00edn de cerdo digerido (110 kg n ha-1) de una parcela rectangular de grandes dimensiones, utilizando para ello el m\u00e9todo micrometeorol\u00f3gico ihf, considerado por varios autores como el m\u00e9todo micrometeorol\u00f3gico de referencia. Los resultados obtenidos fueron comparados con aquellos estimados mediante la t\u00e9cnica de dispersi\u00f3n inversa bls (backward lagrangian stochastic, en sus siglas en ingl\u00e9s). Con los resultados obtenidos, se pudo afirmar que el uso de este m\u00e9todo de dispersi\u00f3n inversa resulta una alternativa fiable, de requerimientos t\u00e9cnicos y bajo coste, en la estimaci\u00f3n de las emisiones de nh3 procedente de grandes parcelas (1 ha), a\u00fan cuando se utilizan largos intervalos de muestreo (p. Ej. 24 h).  en un posterior estudio, realizado en condiciones de laboratorio, se procedi\u00f3 a la evaluaci\u00f3n de dos inhibidores de la actividad ureasa como mecanismos de reducci\u00f3n de las emisiones de nh3 asociadas a la fertilizaci\u00f3n con urea en superficie. De este modo, la efectividad del n-(n-butyl) thiophosphoric triamide (nbpt) y el phenil phosphorodiamidate (ppda) para reducir las p\u00e9rdidas de nh3 debidas a la fertilizaci\u00f3n con urea fue evaluada. Los resultados de este estudio mostraron que ambos inhibidores se mostraron efectivos, mitigando las emisiones de nh3 en un 57.5 y 48.5%, respectivamente. Un segundo objetivo de este experimento fue la cuantificaci\u00f3n de las emisiones de gases de efecto invernadero, con especial atenci\u00f3n a las emisiones de \u00f3xido nitroso (n2o), debidas a la fertilizaci\u00f3n con urea y al posible efecto mitigador asociado al uso de los inhibidores mencionados. En este sentido, el nbpt y el ppda redujeron significativamente las emisiones de n2o en un 75 y 29%, respectivamente. Hecho que se consider\u00f3 debido a la predominancia de la nitrificaci\u00f3n sobre la desnitrificaci\u00f3n en la producci\u00f3n de n2o durante el periodo de muestreo, unido al efecto de ambos compuestos sobre la hidr\u00f3lisis de la urea, ralentiz\u00e1ndola, y la consiguiente menor presencia de nh4+, susceptible de ser nitrificado, en la soluci\u00f3n del suelo. en base a los resultados obtenidos en los dos estudios descritos anteriormente, se plantearon dos ensayos de campo bajo condiciones diferenciadas, uno en primavera (cultivo de girasol) y el segundo en condiciones propias del invierno (cultivo de cebada), en los que, se evalu\u00f3 la capacidad mitigadora del nbpt sobre las emisiones de nh3, medidas con el m\u00e9todo ihf, asociadas a la fertilizaci\u00f3n con urea en superficie. Los resultados obtenidos mostraron que el nbpt redujo la actividad ureasa del suelo durante los 9 d\u00edas siguientes a su aplicaci\u00f3n en ambos cultivos. La reducci\u00f3n de la actividad ureasa ralentiz\u00f3 la hidr\u00f3lisis de la urea, hecho que dio lugar a una mitigaci\u00f3n efectiva de las emisiones de nh3 en un 42 y 57.5 % respecto a la urea, en los cultivos de girasol y cebada, respectivamente.  en todo caso, las emisiones de nh3 debidas a la aplicaci\u00f3n de urea fueron m\u00e1s bajas de lo esperado (17.3 \u00c2\u00b1 0.5 kg nh3-n ha-1 y 8 \u00c2\u00b1 0.96 kg nh3-n ha-1, en primavera e invierno, respectivamente. Este hecho se asoci\u00f3 a la conjunci\u00f3n de factores relativos al manejo, las condiciones medioambientales y del suelo. As\u00ed mismo, en este estudio, descrito en el cap\u00edtulo 5, se observ\u00f3 la importancia que un riego de 10 mm, aplicado inmediatamente despu\u00e9s de la fertilizaci\u00f3n del cultivo de girasol, podr\u00eda tener reduciendo emisiones de nh3.  finalmente, y fundamentado en las conclusiones anteriores, se determin\u00f3 realizar un nuevo estudio de campo en el que la efectividad en la mitigaci\u00f3n de las emisiones de nh3 asociada al uso de nbpt fue comparada con aquella relativa a la aplicaci\u00f3n de distintas dosis de riego inmediatamente despu\u00e9s de la fertilizaci\u00f3n con urea. Este estudio de campo, de car\u00e1cter comparativo, se realiz\u00f3 en peque\u00f1as parcelas experimentales del centro de investigaci\u00f3n brit\u00e1nico north wyke research, utilizando el m\u00e9todo de t\u00faneles de viento para la cuantificaci\u00f3n de nh3. Los resultados obtenidos mostraron que la adici\u00f3n de agua inmediatamente despu\u00e9s de la fertilizaci\u00f3n con urea en superficie produjo, en funci\u00f3n de la dosis y frecuencia de aplicaci\u00f3n, efectos contrarios sobre la volatilizaci\u00f3n de nh3. As\u00ed, mientras que la aplicaci\u00f3n de dos riegos de 3 mm, uno tras la fertilizaci\u00f3n y el segundo una semana despu\u00e9s de la misma, aument\u00f3 en un 8% las emisiones de nh3, la aplicaci\u00f3n de un \u00fanico riego de 7 mm, inmediatamente despu\u00e9s de la aplicaci\u00f3n de la urea, fue tan efectiva en la mitigaci\u00f3n como el uso del inhibidor de la actividad ureasa nbpt, con un 77% de reducci\u00f3n de las emisiones de nh3 en ambos casos. finalmente, y en base a los resultados de volatilizaci\u00f3n de nh3 y evoluci\u00f3n del n mineral del suelo mostrados en la presente tesis, se desarroll\u00f3 un modelo conceptual con el objetivo de determinar y describir visualmente la influencia de los principales factores que afectan a las emisiones de nh3 procedentes de un suelo semi\u00e1rido fertilizado con urea en superficie. Este modelo permiti\u00f3 entender mejor las transformaciones simultaneas y los movimientos de la urea y pools de n asociados a su hidr\u00f3lisis (p. Ej. Nh4+, no3-, n2o and nh3), acerc\u00e1ndonos a un mayor conocimiento a cerca de los procesos y factores que determinan las emisiones de nh3 permitir\u00e1 implementar, en base a resultados experimentales obtenidos en condiciones reales, estrategias de mitigaci\u00f3n efectivas que permitan alcanzar los objetivos de emisi\u00f3n de nh3 en el \u00e1mbito agr\u00edcola. En este sentido, se concibieron cuatro escenarios distintos para el modelo que, junto al mencionado de fertilizaci\u00f3n ureica en superficie, pretend\u00edan considerar los procesos y factores que intervienen en el proceso de volatilizaci\u00f3n de nh3 cuando se implementan estrategias de mitigaci\u00f3n de emisiones como la adicci\u00f3n de agua, el uso de inhibidores de la actividad ureasa o la conjunci\u00f3n de ambas medidas. considerando los resultados de esta tesis se puede concluir que la mitigaci\u00f3n efectiva de las emisiones de nh3 debidas a la fertilizaci\u00f3n con urea es posible, en las condiciones de los estudios de campo realizados, mediante el uso de inhibidores de la actividad ureasa y de la adicci\u00f3n de un riego de 7 mm tras la fertilizaci\u00f3n. As\u00ed mismo, la evaluaci\u00f3n de la capacidad del inhibidor de la actividad ureasa nbpt, como mecanismo mitigador de las emisiones de nh3, se realiz\u00f3 por vez primera en un pa\u00eds de clima mediterr\u00e1neo y una vez que las p\u00e9rdidas del nh3 volatilizado fueron cuantificadas en condiciones reales de campo mediante el m\u00e9todo micrometeorol\u00f3gico ihf, de uso pionero en nuestro pa\u00eds. Esto \u00faltimo ha permitido dotar a la escasa base de datos existente en espa\u00f1a, relativa a las emisiones de nh3 debidas a pr\u00e1cticas agr\u00edcolas como la fertilizaci\u00f3n con pur\u00edn y urea en superficie, de datos de emisi\u00f3n medidos en condiciones reales de campo. En el caso de las emisiones estimadas debidas a la fertilizaci\u00f3n con pur\u00edn en superficie fueron del orden de 20 kg n ha-1, emisi\u00f3n similar a la propuesta en el inventario corinair para las condiciones del estudio. En el caso de la urea, las emisiones medidas han sido menores de lo esperado (factor de emisi\u00f3n de 0.2 seg\u00fan corinair), probablemente debido a la conjunci\u00f3n de variables ed\u00e1ficas, clim\u00e1ticas y de manejo. A nivel global, la implementaci\u00f3n de m\u00e9todos de mitigaci\u00f3n de emisiones de nh3 procedentes del sector agr\u00edcola ha sido considerada recientemente, junto con la reducci\u00f3n del contenido prote\u00ednico de los piensos del ganado y de una fertilizaci\u00f3n balanceada, como las tres v\u00edas m\u00e1s importantes para lograr una reducci\u00f3n integrada de las p\u00e9rdidas de n que tienen lugar en los sistemas agroganaderos. As\u00ed mismo, los resultados aqu\u00ed mostrados sobre la mitigaci\u00f3n de las emisiones de  n2o mediante el uso de inhibidores de la actividad ureasa, abren un nuevo camino para la mitigaci\u00f3n de estas emisiones.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Ammonia emissions from fertiliser application:cuantification techniques and mitigation strategies<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Ammonia emissions from fertiliser application:cuantification techniques and mitigation strategies <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Alberto Sanz Cobe\u00f1a <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de Madrid<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 21\/06\/2010<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Antonio Vallejo Garc\u00eda<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: ana Moliner aramendia <\/li>\n<li>agustin del Prado santeodoro (vocal)<\/li>\n<li>david Chadwick (vocal)<\/li>\n<li>mark Sutton (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Alberto Sanz Cobe\u00f1a La conjunci\u00f3n de la necesidad creciente de satisfacer los requerimientos alimenticios y energ\u00e9ticos de 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