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Application of organic amendments and biochars derived from olive oil industry in the cultivation of rice: influence on the dynamics of pesticides and agronomic properties (translated from Spanish language)

TitleApplication of organic amendments and biochars derived from olive oil industry in the cultivation of rice: influence on the dynamics of pesticides and agronomic properties (translated from Spanish language)
Publication TypeThesis
Year of Publication2015
AuthorsGarcía-Jaramillo Rodríguez, Manuel
Academic DepartmentDepartamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola (Department of Crystallography, Mineralogy and Agricultural Chemistry)
UniversityUniversidad de Sevilla (University of Seville)
Abstract

La presencia de plaguicidas procedentes de cultivos en aguas subterráneas y superficiales es hoy día un hecho constatado y de creciente preocupación. El riesgo de contaminación se agrava cuando el empleo de plaguicidas es continuado y más aún cuando se trata de zonas de monocultivos en los que se aplica inundación, como es el caso del arroz. El uso de productos fitosanitarios en el cultivo de arroz supone un escenario de alto riesgo, que da lugar a numerosos episodios de contaminación de aguas con los problemas que esto conlleva para la salud pública y el medio ambiente. Numerosos estudios ponen de manifiesto las ventajas del uso de enmiendas orgánicas para evitar pérdidas de herbicidas por escorrentía o por lixiviación. La aplicación de enmiendas supone un aumento considerable del contenido en materia orgánica del suelo, favoreciendo en muchos casos la adsorción de plaguicidas y de metabolitos derivados de la degradación parcial del mismo. Entre los residuos sólidos empleados como enmiendas orgánicas, los procedentes de almazara han sido previamente aplicados al olivar obteniéndose resultados muy positivos. Sin embargo, existen pocos estudios sobre su posible aplicación a cultivos de arroz. El objetivo de este trabajo ha sido evaluar el efecto que la adición al suelo de residuos orgánicos derivados de la industria oleícola, compostados y/o tras un proceso de pirolisis (obtención de biochar), ejerce en la dinámica de diferentes plaguicidas utilizados en el cultivo del arroz bajo condiciones de inundación. Asimismo, se ha estudiado el efecto de dichas enmiendas sobre las propiedades edáficas y sobre el rendimiento del cultivo. Con tal fin, se realizaron ensayos en condiciones controladas de laboratorio así como en condiciones reales de campo. Entre los resultados más relevantes de este proyecto, podemos destacar el efecto positivo observado de la enmienda con compost de alperujo sobre el aparato fotosintético de las plantas de arroz, el cual se tradujo en un aumento significativo de la producción. En cuanto a la caracterización y selección de enmiendas para su aplicación en cultivos de arroz, se comprobó que uno de los factores más influyentes en la retención de los plaguicidas aplicados es el área superficial específica que muestren dichas enmiendas así como su materia orgánica soluble. La producción de biochars a partir del compost de alperujo permitió un aumento muy significativo de dicha superficie específica, el cual se tradujo en una mayor retención de algunos de los plaguicidas estudiados. A su vez, pudimos establecer relaciones entre el comportamiento de dichos compuestos en el suelo y las características de la materia orgánica soluble procedente de las enmiendas aplicadas, así como con la propia composición mineral de los suelos estudiados. De ese modo, se han obtenido una serie de conclusiones para cada uno de los compuestos estudiados bajo condiciones de inundación, pudiéndose establecer un uso recomendado de cada uno de los plaguicidas y enmiendas estudiadas. (The presence of pesticides from crops into groundwater and surface water is now a growing concern and noted fact. The risk of contamination is compounded when pesticide use is continued and even more when it comes to areas of monoculture where flooding is applied, such as rice. The use of pesticides in rice farming is a high risk scenario, resulting in numerous episodes of water contamination with the problems this entails for public health and the environment. Numerous studies show the benefits of using organic amendments to avoid loss of herbicide runoff or leaching. The application of amendments represents a significant increase in organic matter in the soil, often favoring the adsorption of pesticides and metabolites derived from partial degradation. Among the solid waste used as organic amendments, the mill from previously have been applied to olive yield very positive results. However, there are few studies on its possible application to rice crops. The aim of this study was to evaluate the effect of adding to the soil of organic residues from the oil industry, composted and / or after a pyrolysis process (production of biochar), carries on the dynamics of different pesticides used in farming rice under flooded conditions. It has also studied the effect of these amendments on soil properties and crop yield. To this end, tests under controlled laboratory conditions and in actual field conditions were carried out. Among the most important results of this project, we can highlight the positive effect observed with compost amendment alperujo on the photosynthetic apparatus of the rice plants, which resulted in a significant increase in production. As for the characterization and selection of amendments for use in rice crops, it was found that one of the most influential in retaining pesticides applied factors is the specific surface area showing such amendments and their soluble organic matter. Biochars producing compost from alperujo allowed a significant increase in this specific area, which resulted in a greater retention of some of the pesticides studied. In turn, we were able to establish relationships between the behavior of these compounds in the soil and the characteristics of soluble organic matter from the amendments applied as well as the mineral composition of the soils studied itself. Thus, we have obtained a series of conclusions for each of the compounds studied under flooded conditions, possibly with a recommended each studied pesticide use and amendments.)

URLhttps://idus.us.es/xmlui/handle/11441/30430