Caracterización de Purines

CARACTERIZACION DE PURINES PRODUCIDOS EN EXPLOTACIONES DE VACUNO LECHE

Jesús Mª Mangado Urdániz Ingeniero Agrónomo

I.T.G. Ganadero – NAVARRA Llamamos purín a una mezcla heterogénea formada por las deyecciones sólidas y líquidas de los animales, unido a restos de materiales utilizados en su alimentación y, dependiendo de situaciones particulares, agua procedente de los abrevaderos, aguas pluviales, aguas de limpieza, efluentes de ensilados, etc. El purín incluye en su composición una serie de elementos válidos para la nutrición vegetal por lo que, gestionando correctamente su manejo, se tienen las oportunidades de alimentar a nuestros cultivos, disminuir la dependencia de compras fertilizantes exteriores a la explotación y reciclar un residuo de la actividad ganadera minimizando su impacto ambiental. En definitiva, la gestión correcta de este residuo, hará transitar a las explotaciones hacia una producción más sostenible. Con el objetivo de mejorar el conocimiento de los purines producidos en las explotaciones de vacuno leche y poder aconsejar a agricultores y ganaderos su manejo más adecuado se está desarrollando el Proyecto “Mejora de la utilización agrícola de purines y estiércoles en la Cuenca del Ebro” RTA04-114-C3 cofinanciado por el

Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA). Objetivos parciales de este Proyecto son: • Caracterizar los purines producidos en las explotaciones de vacuno leche. • Correlaccionar su composición con el manejo y diseño de las explotaciones que los

generan. • Desarrollar métodos rápidos para conocer la composición de los purines y que

puedan llevarse a cabo a pie de explotación, , al tiempo de sacar el purín de la fosa para su carga y distribución.

• Conocer el valor fertilizante de los purines de vacuno leche y su posibilidad de sustituir, en todo o en parte, a los abonos minerales con los que se fertilizan los cultivos.

En este artículo se resumen los resultados obtenidos en los tres primeros apartados. METODOLOGIA.- El trabajo se desarrolló entre Mayo y Agosto de 2005 sobre una muestra de 38 explotaciones de vacuno de leche de Navarra. Por causas diversas quedaron reducidas a una población válida de 28 explotaciones con una media de 163 vacas en ordeño, oscilando entre 30 y 650 cabezas por explotación. En todas ellas se tomó una muestra del purín presente en la fosa tras su homogeneización (“batido”). A su vez se recogían, a través de entrevista personal, una serie de características de diseño, alimentación y manejo de las explotaciones en las que recogía la muestra. RESULTADOS.- Composición de purines Composición media En las tablas 1 y 2 se recogen los resultados analíticos medios obtenidos

Tabla 1.- Parámetros fisico químicos de purines de vacuno leche media rango coef. variación (%)

Materia seca (%) 7,89 16,26 – 3,04 7,86 pH 7,15 7,8 – 6,54 0,96 Conductividad e. (dS/m) 14,99 19,91 – 8,52 3,71 C/N 8,9 17,09 – 5,76 4,88

Tabla 2.- Analítica de purines de vacuno leche (kg/t s/materia fresca) media rango coef. variación (%) Mat. orgánica total 60,55 113,72 – 21,49 8,49 Mat. orgánica oxidable 50,39 97,78 – 17,7 8,61 N total 3,3 6,08 – 1,02 7,08 N amoniacal 1,4 2,26 – 0,41 6,05 N orgánico 1,9 3,82 – 0,03 8,66 P2O5 0,41 0,72 – 0,17 5,62 K2O 0,85 1,35 – 0,33 5,45

Es de resaltar la muy alta heterogeneidad en la composición del purín de vacuno leche. Destaca la amplia oscilación existente entre los valores máximo y mínimo de la mayor parte de los parámetros, que en varios de ellos alcanza y supera la relacción 1:5. La dispersión (coeficientes de variación) es tambien muy elevada. Esta se reduce si los parámetros medidos se refieren a contenido sobre materia seca.

Correlacciones entre parámetros Se encontraron altas correlacciones entre: • Materia seca y materia orgánica total sobre materia fresca

PURINES DE VACUNO LECHE

y = 8,1136x - 3,494R2 = 0,9585

0

20

40

60

80

100

120

140

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

materia seca (%)

mat

. org

. tot

al (k

g/t s

mf)

• Materia orgánica oxidable y materia orgánica total, ambos sobre materia fresca


y = 0,8383x - 0,3664R2 = 0,9879

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

mat. org total (kg/t smf)

mat

. org

oxi

dabl

e (k

g/t s

mf)

• Nitrógeno orgánico y nitrógeno total, ambos sobre materia fresca


y = 0,0172x2 + 0,5697x - 0,1956R2 = 0,9402

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 1 2 3 4 5 6 7

N total (kg/t smf)

N o

rgán

ico

(kg/

t sm

f)

Así mismo se encontraron buenas correlacciones (R2 > 0,82) entre fósforo (P2O5 en kg/t de purín) y materia seca; entre nitrógeno amoniacal (kg/t de purín) y conductividad eléctrica (dS/m) y entre nitrógeno total (kg/t de purín) y materia seca. Manejo y diseño de las explotaciones Se buscaron correlacciones entre algunas características de diseño y manejo de las explotaciones y parámetros de composición de los purines. Los resultados obtenidos fueron: Alimentación El purín de explotaciones que alimentan su ganado con pienso y forraje por separado tiene un contenido en materia seca del 5,52 % y es sigificativamente menor (significación estadística al 5 %) del producido en explotaciones que alimentan con mezcla húmeda (10,71 %). Así mismo el purín de explotaciones que alimentan su ganado con mezcla húmeda tiene un contenido en potasio del 0,72 % (sobre materia seca) y es sigificativamente menor (significación estadística al 5 %) del producido en explotaciones que alimentan con carro “unifeed” (1,04 % sobre materia seca).

ALIMENTACION

G1 – unifeed (n = 19)

G2 – mezcla húmeda (n = 7)

G3 – forraje y pienso por separado (n = 2)

Resultados

materia seca

G3.- 5,52

G1.- 7,24

G2.- 10,71

potasio (% sms)

G2.- 0,72

G3.- 0,9

G1.- 1,04

a

b

a

ba b

a b

ALIMENTACION




ALIMENTACION




Resultados

materia seca

G3.- 5,52

G1.- 7,24

G2.- 10,71

potasio (% sms)

G2.- 0,72

G3.- 0,9

G1.- 1,04

a

b

a

ba b

a b

RECOGIDA PURIN

R1 – arrobadera (n = 20)

R2 – rejilla (n = 8)

Resultados

N orgánico (% sms)

R1 – 2,21 a

R2 – 2,78 b

N total (% sms)

R1 – 4,01 a

R2 – 4,82 b

RECOGIDA PURIN



RECOGIDA PURIN



Resultados

N orgánico (% sms)

R1 – 2,21 a

R2 – 2,78 b

N total (% sms)

R1 – 4,01 a

R2 – 4,82 bN total (% sms)

R1 – 4,01 a

R2 – 4,82 b

Recogida del purín El purín de las explotaciones que lo recogen con arrobadera tiene un contenido en nitrógeno orgánico y nitrógeno total de 2,21 y 4,01 % sobre materia seca respectivamente y son sigificativamente menores (significación estadística al 5 %) de los mismos contenidos en el purín producido en explotaciones que lo recogen con sistema de “rejilla” (2,78 y 4,82 % s. m. s. respectivamente). Tipo de fosa El purín de las explotaciones que lo almacenan en fosa cubierta tiene un contenido en nitrógeno orgánico y nitrógeno total de 2,12 y 3,88 % sobre materia seca respectivamente y son sigificativamente menores (significación estadística al 5 %) de los mismos contenidos en el purín producido en explotaciones que lo almacenan en fosa descubierta (2,66 y 4,66 % s. m. s. respectivamente). Solera de los cubículos El purín de las explotaciones que tienen materiales inertes (goma, hormigón, etc.) en la solera de los cubículos tiene un contenido de materia orgánica oxidable y materia orgánica total de 58,39 y 71,29 % sobre materia seca respectivamente y son sigificativamente menores (significación estadística al 5 %) de los mismos contenidos en el purín producido en explotaciones con materiales orgánicos (paja, serrín, etc.) en la solera de los cubículos (64,59 y 77,65 % s. m. s. respectivamente). Aguas de limpieza de lechería y equipos de ordeño El purín de las explotaciones que recogen en la fosa las aguas de limpieza de equipos de ordeño y lechería tiene un contenido en materia seca del 7,08 % y es sigificativamente menor (significación estadística al 5 %) que el mismo contenido en el purín producido

TIPO DE FOSA

G1 – fosa descubierta (n = 13)

G2 – fosa cubierta (n = 15)

Resultados

N orgánico (% sms)

G1 – 2,66 a

G2 – 2,12 b

N total (% sms)

G1 – 4,66 a

G2 – 3,88 b

TIPO DE FOSA



TIPO DE FOSA



Resultados

N orgánico (% sms)

G1 – 2,66 a

G2 – 2,12 b

N orgánico (% sms)

G1 – 2,66 a

G2 – 2,12 b

N total (% sms)

G1 – 4,66 a

G2 – 3,88 b

N total (% sms)

G1 – 4,66 a

G2 – 3,88 b

SOLERA DE LOS CUBICULOS

R1 – material orgánico (n = 20)

R2 – material inerte (n = 8)

Resultados

MO total (% sms)

R1 – 77,65 a

R2 – 71,29 b

MO oxidable (% sms)

R1 – 64,59 a

R2 – 58,39 b




Resultados

MO total (% sms)

R1 – 77,65 a

R2 – 71,29 b

MO oxidable (% sms)

R1 – 64,59 a

R2 – 58,39 b







Resultados

MO total (% sms)

R1 – 77,65 a

R2 – 71,29 b MO total (% sms)

R1 – 77,65 a

R2 – 71,29 b

MO oxidable (% sms)

R1 – 64,59 a

R2 – 58,39 b MO oxidable (% sms)

R1 – 64,59 a

R2 – 58,39 b

en explotaciones que no deriban a la fosa de ordeño las aguas de limpieza de lechería y equipos de ordeño (10,92 %). Otros No se encuentran diferencias estadísticamente significativas en ninguno de los parámetros de composición de los purines entre los producidos por explotaciones que aportan a la fosa de purines los efluentes de los silos de forraje y los que no lo hacen. Tampoco se encuentran diferencias estadísticamente significativas en ninguno de los parámetros de composición de los purines entre los producidos por explotaciones que no recogen en la fosa de purines las aguas pluviales y los que sí lo hacen, aunque el número de explotaciones estudiadas en este caso es muy bajo (3) y están ubicadas en la región mediterránea de Navarra, con precipitaciones anuales inferiores a 500 mm. Métodos rápidos para la caracterización de los purines Se ensayaron una serie de “métodos rápidos” para la caracterización de algunos parámetros de composición de los purines. Estos métodos tienen la ventaja de que se pueden hacer a pie de explotación, al tiempo de extraer el purín de la fosa para su distribución. Para llevarlos a cabo se debe filtrar la muestra de purín, evitando la presencia de fibra larga (restos de forrajes y/o materiales de cama) y evitar condiciones climáticas adversas (temperatura, precipitación, viento)

Los métodos ensayados fueron: Densídad

RECOGIDA DE EFLUENTES DE SILO

R1 – no a la fosa (n = 14)

R2 – sí a la fosa (n = 14)

no se encuentran diferencias significativas

RECOGIDA DE AGUAS PLUVIALES


















RECOGIDA DE AGUAS DE LIMPIEZA

G1 – no a la fosa (n = 4)

G2 – sí a la fosa (n = 21)

Resultados

materia seca

G1 – 10,92 a

G2 – 7,08 b







Resultados

materia seca

G1 – 10,92 a

G2 – 7,08 b

materia seca

G1 – 10,92 a

G2 – 7,08 b

Lectura directa de la densidad del purín, utilizando un densímetro, con purín en reposo, sin formación de espuma y evitando el contacto del densímetro con las paredes y fondo del recipiente que contenga el purín (fotografía 1).

Fotografía 1.- Lectura directa de la densidad

Se encontraron las siguientes correlacciones: • Materia seca (% ms).- para valores de este parámetro inferiores al 10 % se

encontró una buena correlacción (R2 > 0.72) entre la densidad (D) y el contenido en materia seca (% ms) del purín. La ecuación que los relaciona es:

% ms = - 6436,6 D2 + 13287 D - 6847,9

• Materia orgánica total (MOT).- para valores de este parámetro inferiores a 80

kg/m3 de purín fresco se encontró una buena correlacción (R2 > 0.71) entre la densidad (D) y el contenido en materia orgánica total (kg/m3 de purín fresco) del purín. La ecuación que los relaciona es:

MOT (kg/m3 smf) = - 84054 D2 + 172580 D - 88517

• Fósforo (P2O5).- para valores de este parámetro comprendidos entre 0,2 y 0,5 kg

de P2O5 por m3 de purín fresco se encontró una buena correlacción (R2 = 0.68) entre la densidad (D) y el contenido en óxido fosfórico (kg P2O5/m3 de purín fresco) del purín. La ecuación que los relaciona es:

P2O5 (kg/m3 smf) = - 390,26 D2 + 800,14 D - 409,67

Conductividad eléctrica Medida directa de la capacidad de un purín para conducir corriente eléctrica. De forma indirecta es una medida de la concentración salina del purín. Se utilizó un conductímetro portátil Crison® modelo CM 35 dotado con célula de titanio para trabajar con muestras “sucias” (fotografía 2).

Fotografía 2.- Lectura directa de la conductividad eléctrica

Se encontró la siguiente correlacción: • Nitrógeno amoniacal (N-NH4)).- se encontró una buena correlacción (R2 > 0.82)

entre la conductividad eléctrica (CE) medida en decisiemens por metro (dS/m) y el contenido en nitrógeno amoniacal (kg/m3 de purín fresco) del purín. La ecuación que los relaciona es:

N amoniacal (kg/m3 smf) = 0,0145 CE 1,7951

Métodos semicuantitativos para la determinación de nitrógeno amoniacal Todos ellos se basan en la medición de la intensidad del color adquirido sobre un soporte o solución de reactivo de Nessler tras su reacción en medio alcalino con la muestra del purín a analizar. Tiras Quantofix® Amonio.- se trata de tiras impregnadas de reactivo de Nessler que se introducen en la muestra de purín. La determinación del contenido en NH4

+ se hace por comparación con un patrón colorimétrico (fotografía 3). Dado que el rango de determinación del método oscila entre 0 y 400 mg/l de ión amonio y dadas sus concentraciones habituales en el purín de vacuno leche se precisa trabajar con diluciones 1:10.

Fotografía 3.- Método Quantofix® Amonio. Comparación colorimétrica

Se encontró una buena correlacción (R2 > 0.78) entre la lectura de comparación de las tiras con el patrón (LT) y el contenido en nitrógeno amoniacal (kg/m3 de purín fresco) del purín. La ecuación que los relaciona es:

N amoniacal (kg/m3 smf) = -2E -05 LT2 + 0,0146 LT - 0,612

VACUettes® de amonio.- en este método la reacción se da en un medio líquido, añadiendo el purín sobre una solución de reactivo de Nessler. La comparación se hace con un patrón colorimétrico líquido (fotografia 4) que alcanza hasta los 500 mg/l de concentración de ion amonio. Por ello, al igual que en el caso anterior, se precisa trabajar con diluciones 1:10 de la muestra de purín.

Fotografía 4.- Método VACUettes® de amonio. Comparación colorimétrica

Se encontró una buena correlacción (R2 > 0.82) entre la lectura de comparación de las ampollas con el patrón (LA) y el contenido en nitrógeno amoniacal (kg/m3 de purín fresco) del purín. La ecuación que los relaciona es:

N amoniacal (kg/m3 smf) = 0,0242 LA 1,7814 Otros métodos rápidos ensayados Quantofix N – volumeter.- medida cuantitativa del nitrógeno amoniacal a través de la medida del nitrógeno elemental gaseoso liberado tras la reacción con hipoclorito sódico (lejia) del amoníaco contenido en el purín. No se encontraron correlaciones aceptables entre en el nitrógeno amoniacal medido con este método y el contenido del purín en este elemento proporcionado por el análisis laboratorial. Fotómetro.- método cuantitativo de determinación del nitrógeno amoniacal del purín. Se basa en la medición de la absorbancia del color adquirido por la muestra de purín tras la reacción química con el reactivo de Nessler, en medio alcalino, a una longitud de onda dada.

El equipo portátil utilizado está diseñado para la detección de nitrógeno amoniacal sobre aguas con grado alto de transparencia y no resultó adecuado para muestras como el purín, con presencia alta de sólidos en suspensión y elevada opacidad. Acotaciones de las características de los purines basadas en los métodos rápidos Basándose en los resultados obtenidos en este trabajo y en las correlaciones encontradas entre algunos métodos rápidos y algunas características analíticas de los purines y correlaciones encontradas entre distintas características analíticas de los purines de vacuno de leche entre sí, y teniendo en cuenta las acotaciones a la validez de algunas correlaciones, indicadas en el texto, se han elaborado unos ábacos en las que se dan aproximaciones a los valores que alcanzan algunos parámetros característicos de los purines de vacuno leche en función de las lecturas obtenidas utilizando estos métodos rápidos. • Densímetro • Conductímetro

CE (dS/m)

N amoniacal(kg/m3 smf)

8 0,55-0,65 9 0,65-0,8 10 0,8-0,95 11 0,95-1,15 12 1,15-1,35 13 1,35-1,55 14 1,55-1,75 15 1,75-2,0 16 2,0-2,2

densidad t/m3

mat seca %

MOT kg/m3

N total kg/m3

N org. kg/m3

N amon. kg/m3

P2O5 kg/m3

1,001 2,6-3,2 18-22 0,6-1,1 0,2-0,5 0,4-0,6 0,20-0,23 1,0025 3,2-3,8 22-28 1,1-1,7 0,5-0,8 0,6-0,8 0,23-0,26 1,005 4,1-4,7 28-36 1,7-2,2 0,8-1,1 0,8-1,0 0,26-0,3

1,0075 4,9-5,5 36-42 2,2-2,6 1,1-1,4 1,0-1,2 0,3-0,33 1,01 5,7-6,3 42-47 2,6-3,0 1,4-1,6 1,2-1,3 0,33-0,36

1,0125 6,4-6,9 47-53 3,0-3,2 1,6-1,8 1,3-1,4 0,36-0,39 1,015 7,0-7,5 53-57 3,2-3,4 1,8-2,0 1,4-1,5 0,39-0,41

1,0175 7,6-8,0 57-62 3,4-3,6 2,0-2,1 1,5-1,55 0,41-0,43 1,02 8,0-8,4 62-65 3,6-3,8 2,1-2,2 1,55-1,6 0,45-0,45

1,0225 8,4-8,7 65-68 3,8-3,9 2,2-2,3 1,55-1,6 0,45-0,46 1,025 8,7-8,9 68-70 3,9-4,0 2,3-2,35 1,6-1,63 0,46-0,47

1,0275 8,9-9,0 70-72 4,0-4,1 2,35-2,37 1,63-1,65 0,47-0,48 1,03 9,0-9,1 72-73 4,0-4,1 2,37-4,0 1,65-1,66 0,48-0,49

parámetros en kg/m3 de materia fresca de purín

densidad t/m3

mat seca %

MOT kg/m3

N total kg/m3

N org. kg/m3

N amon. kg/m3

P2O5 kg/m3

1,001 2,6-3,2 18-22 0,6-1,1 0,2-0,5 0,4-0,6 0,20-0,23 1,0025 3,2-3,8 22-28 1,1-1,7 0,5-0,8 0,6-0,8 0,23-0,26 1,005 4,1-4,7 28-36 1,7-2,2 0,8-1,1 0,8-1,0 0,26-0,3

1,0075 4,9-5,5 36-42 2,2-2,6 1,1-1,4 1,0-1,2 0,3-0,33 1,01 5,7-6,3 42-47 2,6-3,0 1,4-1,6 1,2-1,3 0,33-0,36

1,0125 6,4-6,9 47-53 3,0-3,2 1,6-1,8 1,3-1,4 0,36-0,39 1,015 7,0-7,5 53-57 3,2-3,4 1,8-2,0 1,4-1,5 0,39-0,41

1,0175 7,6-8,0 57-62 3,4-3,6 2,0-2,1 1,5-1,55 0,41-0,43 1,02 8,0-8,4 62-65 3,6-3,8 2,1-2,2 1,55-1,6 0,45-0,45

1,0225 8,4-8,7 65-68 3,8-3,9 2,2-2,3 1,55-1,6 0,45-0,46 1,025 8,7-8,9 68-70 3,9-4,0 2,3-2,35 1,6-1,63 0,46-0,47

1,0275 8,9-9,0 70-72 4,0-4,1 2,35-2,37 1,63-1,65 0,47-0,48 1,03 9,0-9,1 72-73 4,0-4,1 2,37-4,0 1,65-1,66 0,48-0,49

parámetros en kg/m3 de materia fresca de purín

• Tiras Quantofix® Amonio • VACUettes® de amonio

Tira Quantofix N amoniacal (kg/m3 smf)

N total (kg/m3 smf)

N orgánico (kg/m3 smf)

50 < 0,4 < 0,5 < 0,1 100 0,4-0,8 0,5-1,5 0,1-0,7 150 0,8-1,3 1,5-2,9 0,7-1,6 200 1,3-1,6 2,9-3,9 1,6-2,3 250 1,6-1,8 3,8-4,6 2,2-2,8 300 1,8-2,0 4,5-5,4 2,7-3,4 350 2,0-2,2 5,3-6,2 3,3-4,0

VACUettes N amoniacal (kg/m3 smf)

N total (kg/m3 smf)

N orgánico (kg/m3 smf)

50 0,4-0,7 0,4-1,2 0,05-0,55 100 0,7-1,1 1,2-2,3 0,55-1,2 150 1,1-1,35 2,3-3,2 1,2-1,8 200 1,35-1,7 3,2-4,2 1,8-2,5 250 1,7-1,9 4,2-4,9 2,5-3,0 300 1,9-2,2 4,9-6,2 3,0-4,0 350 2,2-2,5 6,2-7,3 4,0-5,3

Caracterización de Purines

Documents

Transcript of Caracterización de Purines