Paquete de trabajo 6

Ensayos en campo

Este PT se compone de las siguientes tareas:

Tarea 6.1 Diseño de ensayos

Una vez obtenidos los resultados de los ensayos en el laboratorio, se lleva a cabo la extrapolación a una finca de investigación. Para ello se toma el mismo principio de aplicar diferentes concentraciones de biocarbón y compararlos entre sí y entre un control o testigo.

Se llevará a cabo ensayos por parte de la Universidad de Jaén y Cooperativas Agro-Alimentaria de Andalucía que se basan en la aplicación de diferentes concentraciones de los productos obtenidos y evaluar su efectividad en la explotación agraria piloto.

Para ello se emplea una metodología similar a los ensayos en el laboratorio por lo que se seleccionan individuos por bloque, o sea se seleccionan grupos de árboles a los que se le aplica una concentración determinada.

En cada bloque se encuentran cada una de las réplicas independientes y sus respectivos blancos testigo. Por lo que, en el ensayo, tendríamos diferentes bloques con concentraciones de biocarbón específicas. Cada bloque será señalizado mediante balizas que indiquen que concentración de biocarbón correspondiente y su método de aplicación.

La Universidad de Jaén y Cooperativas Agroalimentarios de Andalucía se encargan del diseño y de seleccionar las concentraciones que se aplican a cada bloque en el periodo de fertilización de los cítricos y en conjunta colaboración con la explotación seleccionada. La aplicación de los fertilizantes (biocarbón) y de los ensayos de campo se lidera por Cooperativas Agroalimentaria de Andalucía, que se encargará de aplicar el biocarbóna las parcelas seleccionadas con la colaboración de la Universidad de Jaén.

La forma de aplicar el biocarbón está sujeto a cambios, al igual que las diferentes concentraciones que se aplicarán debido a ser objeto de estudio por parte de la Universidad de Jaén.

Para evaluar la eficacia del biofertilizantes (biocarbón) en los ensayos en campo se va a evaluar el desarrollo vegetativo de las plantas. Más concretamente se evalúa:

  • el crecimiento del brote
  • la superficie foliar.
  • control hídrico de la planta y al final del ensayo se determinan pesos fresco y seco.
  • determinación del contenido N, P, K en la biomasa total de la planta.

Tarea 6.2. Evaluación del desarrollo vegetativo de la planta y evolución del suelo.

Para ello, se marcan diferentes tallos y ramas y se van tomando datos cada tres meses. De manera que, se obtienen resultados de longitud de brote, de superficie foliar y de biomasa de la parte aérea mediante diferencia de peso fresco y seco y del contenido total de N,P,K de la planta, mediante ensayos analíticos a la porción vegetativa de la planta.

Esto se lleva a cabo mediante análisis elemental que se lleva a cabo en el Campus Científico Tecnológico de Linares. Debido a la envergadura de un cítrico adulto, las ramas se marcan aleatoriamente. Selección de árboles, al azar, pero representativos, sanos (al menos aparentemente) y situados en alguna de las diagonales de la parcela.

En los árboles elegidos para la muestra se tomarán 4-5 hojas/ árbol, una de cada punto cardinal, a una altura de 1,5 – 2 m. Se desestima la hoja terminal, y a ser posible de ramas no portadoras de fruto

La toma de datos agronómicos durante los diferentes hitos, así como el seguimiento y caracterización de la calidad de los cítricos, es realizado por personal técnico cualificado de Cooperativas Agro-Alimentarias de Andalucía, cotejando esos datos con sus datos históricos para ver evolución, diferencias y correlaciones posibles.

Las cantidades de Biocarbón que se aplicarán a este ensayo están supeditadas a los resultados que se obtengan en el ensayo en el laboratorio, al igual que la concentración, ya que son parámetros que se ven influidos por diversos factores.

Una vez aplicados los distintos biocarbones, se realizan periódicamente en ensayos físico-químicos y biológicos al suelo, para determinar las modificaciones que se producen La frecuencia de muestras a tomar a lo largo del tiempo de ensayo se decidirá en función de las necesidades y el desarrollo del proyecto, siendo el planteamiento inicial, el de tomar datos para su análisis con una frecuencia trimestral. Esta actividad se realizará por la E.P.S de Linares (Univ. Jaén) con la colaboración de Cooperativas Agro-alimentarias en la recogida de las muestras siguiendo las indicaciones determinadas previamente junto con la Universidad  donde se realizarán los ensayosque recogerá las diferentes muestras a ensayar y realizará los diferentes ensayos físico-químicos y biológicos de los suelos.

El análisis del suelo del cultivo facilitará información sobre su textura y estructura, de lo que se podrán deducir cuestiones importantes como es la estrategia más adecuada para aprovechar mejor el agua de riego. Además, los análisis químicos de este permiten prever futuros problemas nutricionales y realizar la planificación de la fertilización del cultivo. Permite conocer la capacidad de almacenamiento de nutrientes en el suelo para fijar una forma de aplicación de los nutrientes de forma más aprovechable para la planta.

Antes de comenzar con los ensayos de análisis de suelo se llevan a cabo las tareas de muestreo. La selección de los puntos de muestreo de suelo se realizará atendiendo a criterios como pendiente, orientación y homogeneidad del terreno. A la hora de tomar las muestras de suelo se evita la zona de proyección de la copa de los árboles y en esta zona el tratamiento del suelo con biocarbones.

Las muestras tomadas se cogen en intervalos a profundidades determinadas. Las muestras de suelo se trasladan al laboratorio donde se secan y se preparan para su posterior análisis.

Una vez las tareas de muestreo han sido completadas y con las muestras preparas se llevan a cabo los análisis físico-químicos del suelo muestreado.

Para la preparación de las muestras éstas se muelen y se tamizan a tamaño de luz de 2 mm, la fracción mayor a 2mm se lava se seca y se pesa. Una vez preparadas las muestras se llevan a cabo los siguientes ensayos:

  • Determinación del pH de las muestras de suelo mediante pHmetro de electrodo de vidrio, para ello se sigue la norma internacional (International Society os SoilScience, ISSS).
  • Determinación del porcentaje de carbonato cálcico. Se determina mediante el método de Bernard. Este consiste en ataque mediante ácido clorhídrico en un recipiente cerrado y a temperatura constante. El valor se determina gracias al volumen de dióxido de carbono desprendido en la reacción que se da durante el ensayo.
  • Análisis composicional de las muestras mediante fluorescencia de rayos-x (FRX) y difracción de rayos X. Estos ensayos tienen como fin determinar el contenido elemental y composicional de las muestras tomadas y tratadas. Para ello se lleva a cabo la molienda de las muestras mediante atomizador, obteniendo muestras pulverizadas.
  • Ensayo de lixiviación de suelo, en este caso no se da lugar la molienda de la muestra, si no que esta es empleada en la forma original de muestreo. Esta técnica consiste en dejar la muestra en suspensión con agua desionizada y ultrapura, de esta manera los elementos que se encuentren en forma soluble pasan a formar parte de la solución de agua ultrapura. Una vez tenemos las muestras liquidas estas se analizan mediante Espectrometría de masas por plasma de acoplamiento inductivo (ICP de masas). Estos últimos ensayos se llevan a cabo en la Universidad de Jaén.
  • Determinación de Humedad y Contenido en materia orgánica. Para llevar a cabo los ensayos de humedad y de materia orgánica de las muestras de suelo, se toman muestras de 25 gramos, estos se depositan en crisoles cerámicos de 25mm. Una vez tomadas las muestras, se determinan los pesos iniciales y se introducen en desecadora a 105 oC hasta peso constante. Con estos valores se determina la humedad. Con las mismas muestras en los mismos crisoles se determina el contenido de materia orgánica. Para ello las muestras se introducen a 450 oC en estufa eléctrica según la norma. Y con estos valores se procede a determinar el contenido en materia orgánica. Estos ensayos se basan en diferencias de pesos.
  • Determinación de carbono orgánico(CO). Para llevar a cabo este ensayo se emplea el método de Tyurin (1951) Se basa en un método volumétrico de oxidación-reducción por retroceso, en el que se oxida la materia orgánica del suelo mediante un oxidante en exceso.
  • Determinación de nitrógeno total (N). Se lleva a cabo mediante el método de Kjeldahl. Este método consta de tres partes:
  • Digestión de la muestra por ebullición con ácidosulfúrico concentrado y un catalizador (selenio) para convertir todo el nitrógeno en amonio (sulfato amónico),
  • Destilación del amonio formado que, en medio básico por adición de hidróxidosódico concentrado es transformado en amoniaco, utilizando un destilador VelpScientifica (UDK 127)
  • Valoración con ácidosulfúrico diluido (0,005N) del amoniaco destilado y recogido sobre ácidobórico.
  • Determinación de potasio de cambio (K) e intercambio catiónico del suelo (CIC).

El método a emplear se basa en tres pasos:

  1. Lixiviación del suelo con acetato amónico (1N y pH 7,0) obturando un embudo de percolación con lana de vidrio. En el lixiviado se determina el K de cambio por fotometría de llama (Varian SPECTRAA-220FS).
  2. Reemplazamiento completo de los cationes de cambio existentes en el suelo por otro catión que ocupe todos los puntos de cambio saturando con acetato sódico (1N y pH 8,2).
  3. Eliminación del exceso de disolución saturante por lavado con alcohol y desplazamiento del sodio del complejo de cambio con acetato amónico (1N y pH 7,0). La CIC se determinó́ valorando el sodio en el lixiviado por fotometría de llama.

Tarea 6.3 Evaluación de la calidad de los cítricos

En esta tarea se evaluará la calidad de los cítricos obtenidos en los distintos ensayos de campo realizados, de esta forma se pondrá de manifiesto la modificación producida como consecuencia del uso de los biocarbones aplicados y sus concentraciones.

El personal de Cooperativas Agro-.alimentarias en colaboración con la Universidad de Jaén será el encargado de la toma de muestras a utilizar, eligiéndose los más representativos; se diseñará el ensayo y las pruebas a realizar sobre los frutos (pudiendosecomprobar parámetros de calidad, forma, coloración, evolución de la maduración, acidez, calibre…) . Se realizarán muestreos de los frutos producidos sin la utilización de los biocarbones, así como de los cítricos, trás el uso de los biocarbones a distintas dosis.

Esto se llevará a cabo mediante análisis elemental de las muestras para la caracterización de los cítricos y el seguimiento y evolucion de los frutos de los árboles donde se habrán realizado los ensayos respecto a los resultados de las producciones de los árboles testigos.