C. Larrieta¹ , E. García-Escudero², N. Domínguez², A. Benito², J.Mª Martínez², N. Gómez², F. Pavón², M. Pérez³& I. Martín²

¹ Servicio de Investigación y Desarrollo Tecnológico Agroalimentario de la Consejería de Agricultura, Ga­nadería y Desarrollo Rural (Gobierno de La Rioja). Finca Valdegón. Ctra. Logroño-Mendavia NA-134 Km 90. Apdo. de correos 433. 26071 Logroño (La Rioja). España.

²Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (Go­bierno de La Rioja -CSIC – Universidad de La Rioja). Correo de contacto: fertisuelos.cida@larioja.org;

³Centro Tecnológico de Investigación del Champiñón. Ctra. de Calahorra, Km 4. 26560 Autol (La Rioja). Correo de contacto: direccion@ctich.com.

RESUMEN

La Rioja genera anualmente 306.000 Tm de Sustrato Postcultivo de Hongos (SPCH), los cuales se depositaban en ver­tederos que constituyen una fuente de contaminación de aguas subterráneas. En la agricultura actual, los SPCH son am­pliamente utilizados para reponer pérdidas de materia orgánica, aumentar la disponi­bilidad de fósforo y potasio, mejorar la capacidad de retención de agua y la poro­sidad del suelo.

Tras dos aplicaciones no se ha observado un aumento del contenido de la mayoría delos nutrientes. Únicamente los tratamientos con mayor dosis de aplicación han incre­mentado el contenido K⁺ y sulfatos extraí­bles en el horizonte superficial (0-30 cm) así como los valores de C.E, aunque éstos no han alcanzado niveles que supongan un riesgo para el cultivo. Sin embargo, y dado las cantidades aportadas, se debe realizar un seguimiento de la CE y del contenido en nu­trientes del suelo para calibrar el potencial fertilizante del SPCH, velocidad de libera­ción y las pérdidas que podrían generar. El SPCH podría estar actuando como un ferti­lizante de liberación lenta, por lo que aplica­ciones sucesivas podrían conducir a un aporte excesivo de nitrógeno y otros nu­trientes que afectarían a la producción y/o la calidad del mosto, además de agravar el problema de lixiviados en zonas vulnera­bles.

Palabras-clave: Compost Postcultivo de Hongos, CPCH, SPCH, Sustrato Postcultivo de Hongos, Vitis vinifera

Study of the application of SMC as fertilizer and as organic amendment on a vineyard soil

ABSTRACT

At present, 306.000 Tm of Spent Mush­room Substrate (SMC) are yearly produced at La Rioja. These SMC have been accumu­lated at opencast dumping sites, which are a serious contamination source. Nowadays, in the agriculture, different SMC are widely used to replace the soil organic matter losses, to enhance the exchangeable phos­phorus and potassium, and to improve the soil porosity and its water retention.

In this work, the annual application of SMC is evaluated as fertilizer and as or­ganic amendment for vineyard soil. A ex­perimental assay is performed with three blocks and five treatments on a Typic Hap­loxerepts. Two SMC: Recomposted SMC, and “Fresh” SMC (No recomposted SMC) were evaluated for three SMC total amounts: 0, 8.000 and 25.000 kg·ha^-1 (d.m.).

The Organic matter, N (N-org+N-NH4⁺), pH, electrical conductivity, extractable P, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, SO4^2-, Fe, Mn, Cu, Zn, and B, among other elements, were evalu­ated in the soil profile.

Nutrient content was not increased after two annual SMC applications on the soil for the most of nutrients. Only the higher amounts of SMC increased the available K⁺ and extractable sulphate in the upper hori­zon (0-30 cm). CE was also increased, al­though its values don’t represent a risk for the crop. However, considering the SMC amounts applied, it is neccessary the moni­toring of the CE and nutrient content in the soil to evaluate the SMC potential as a fertil­izer; velocity of the nutrient liberation; and the possible loss of nutrients. The SMC be­haviour could be simmilar to the behaviour of a low-liberation fertilizer. Therefore, con­tinuous applications could produce an ex­cessive amount of nitrogen and other nutri­ents in the soil, which will affect the crop yield and must quality. In addition, an ex­cessive liberation could agravate the nutrient lixiviation in vulnerable areas.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, La Rioja genera anual­mente 325.000 Tm de sustrato residual de la producción de distintos hongos: champiñón (Agaricus bisporus y Agaricus bitorquis), Pleurotus (Pleurotus sp.) y Shiitake (Lenti­nus edodes). De esa cantidad de sustrato re­sidual, 306.000 Tm corresponden a la pro­ducción de champiñón (94%). Hasta ahora, en La Rioja los sustratos residuales se han estado acumulando en vertederos, los cuales están en muchos casos al borde de la sobre­carga. Estos lugares están habitualmente a cielo abierto y la lixiviación producida es una fuente de contaminación de aguas sub­terráneas. Acorde con la normativa europea estos vertederos deberían estar clausurados desde finales de 2006.

Este sustrato dista mucho de ser un dese­cho inservible, por lo que se le denomina “sustrato postcultivo de hongos (SPCH)” lo que podría revalorizar este producto y dar beneficios adicionales al propio sector. Para ello, es necesario evaluar su interacción con el suelo y cultivos de la región agrícola donde se producen, como sería el caso de la vid para vinificación en La Rioja.

Entre las características químicas que pre-de vigor, rendimiento o calidad del mosto. sentan los SPCH cabe destacar su alto contenido en nitrógeno y otros nutrientes y su contenido en materia orgánica. Esto con­vierte al SPCH en una posible fuente de ambos, más si se tiene en cuenta que van desapareciendo poco a poco los sistemas agro-ganaderos estables que permitían la in­corporación ordenada de materia orgánica a las tierras agrícolas.

En la agricultura actual se están utilizando ampliamente diversos tipos de compost para mejorar las características físicas del suelo y reponer las pérdidas de materia orgánica, aumentar la disponibilidad de fósforo y po­tasio intercambiable, así como mejorar la capacidad de retención de agua y la porosi­dad del suelo (Pinamonti, 1998; Nendel & Reuter, 2007). Nendel & Reuter (2007) in­dican que el aporte de entre 87 y 440 kg de N por hectárea en forma de compost fue su­ficiente para cubrir dos ciclos del cultivo de vid y que tan solo a partir del tercer ciclo se­ría necesario complementar la fertilización con N mineral. Sin embargo también indi­can que, como consecuencia de la aplica­ción de esas cantidades de N, habría un riesgo de lavado y desnitrificación en los momentos iniciales. Por otro lado, Stewart et al. (1998) comentan que el N de SPCH se libera lentamente debido a una mineraliza­ción más lenta que en otros tipos de en­miendas orgánicas. Pinamonti (1998), a su vez, considera que el uso de compost permite sustituir la fertilización química sin pérdidas de vigor, rendimiento o calidad del mosto.

MATERIALES Y MÉTODOS

La parcela de ensayo corresponde a un vi­ñedo situado en la finca “La Grajera” (42º27’N, 2º31’E), en el municipio de Logro­ño (La Rioja). El viñedo fue plantado en 1990, dispuesto en espaldera con un marco de plan­tación de 1,1 m x 2,9 m y una densidad de 3.135 cepas·ha^-1. Antes del inicio del ensayo, se cultivaba la parcela con laboreo convencio­nal, incorporando los restos de poda y el últi­mo abonado se aplicó tres años antes del co­mienzo del ensayo, la cual consistió en una fertilización de reposición en forma de com­post granulado (mezcla de estiércol de vaque­ría, hollejos de alcoholera y SPCH), a razón de 600 kg·ha^-1·año^-1 .

Tabla 1. Propiedades físico-químicas del suelo utilizado en el ensayo (0-30cm).

Las precipitaciones medias de noviembre a octubre en el período 2005/2006 y 2006/2007 fueron, respectivamente, de 467 mm y de 491 mm. De acuerdo con la clasi­ficación de Papadakis (1966) la zona tiene un clima con un régimen de humedad Medi­terráneo seco (Me), con un régimen térmico Templado Cálido (TE1), con verano tipo Maíz (M) e invierno tipo Avena (av) (Mar­tínez et al., 1994). Durante el ensayo se rea­lizaron dos riegos de apoyo anuales, aplica­dos en la primera quincena de agosto, de unos 40 m³·ha^-1 cada uno mediante riego por goteo. En este estudio se han utilizado dos tipos de SPCH: fresco (F) y recompostado (R) aportados en dos dosis netas (8.000 y 25.000 kg·ha^-1), además de un tratamiento Testigo (T), las aplicaciones y las propieda­des físico-químicas de los SPCH pueden verse en las Tablas 2 y 3.

Tabla 2. Aplicaciones de tratamientos realizadas en el ensayo.

SPCH Fresco: Proviene directamente de las instalaciones de cultivo con el único pro­cesado de la retirada de los plásticos y el gravillín. El SPCH Fresco puede presentar gran variabilidad en función del tipo de tie­rra de cobertura (con o sin gravillín), tipo de hongos cultivados (champiñón o setas), producción obtenida, número de días de cul­tivo, etc.

SPCH Recompostado: El SPCH Fresco se somete a un proceso de recompostado en condiciones aeróbicas. Este proceso se lleva a cabo en la planta de reciclado de Pradejón (La Rioja) y consta de los si­guientes pasos: recepción y extracción de plásticos y gravillín, descomposición y maduración en mesetas con volteos perió­dicos y control de temperatura, humedad y oxígeno. La duración de este proceso es de 90 días. De ese modo, se incrementa el grado de uniformidad del SPCH, se estabi­liza la relación C/N y disminuye la C.E. debido a la pérdida de sales por lixiviación (Tabla 2).

El diseño experimental consistió en un factorial simple de cinco tratamientos y tres bloques. En cada bloque se dispusieron aleatoriamente los tratamientos en subparce­las de 35 m² (2,9 m de ancho por 12,1 m de largo). El primer año, los SPCH fueron apli­cados homogéneamente a principios de ma-yo, mientras que el segundo año las aplica­ciones se realizaron a primeros de abril. Posteriormente, se pasó el cultivador para incorporarlos en la capa superficial del suelo (10 a 15 cm). La vendimia se realizó a me­diados de septiembre el primer año y finales de septiembre el segundo año.

En la Tabla 4, se puede ver el aporte de nutrientes debido a las diferentes cantidades de SPCH aplicadas al suelo en cada trata­miento.

Tabla 4. Nutrientes aplicados debido al aporte del SPCH Fresco y Recompostado en a cada trata­miento.

Se recogieron muestras de suelo a una distancia de 70-80 cm de la línea de planta­ción, en dos momentos del ciclo: antes de la aplicación anual del SPCH y tras la vendi­mia. De cada subparcela fue extraído un ci­lindro de suelo dividiéndose en los segmen­tos correspondientes a 0-30 y 30-60 cm de profundidad. Las muestras fueron secadas al aire y tamizadas a 2 mm para su posterior análisis.

Se midió el N del suelo (N-Orgánico + N­NH4⁺) mediante una digestión Kjeldhal y posterior valoración con HCl 0,01M (Ste­venson, 1986). El pH y la conductividad eléctrica (C.E.) del suelo se determinaron en extracto 1:5 en agua. La materia orgánica oxidable se determinó mediante el método Walkley-Black (Nelson & Sommers, 1982), con oxidación con K2Cr2O7 y posterior valoración con sal de Möhr. Así mismo, la fracción extraíble de P, K⁺, Na⁺, SO4^2-, Fe, Mn, Cu, Zn y B entre otros elementos, se determinó mediante el método Mehlich III. A su vez, el Ca²⁺ y Mg²⁺ extraíbles se eva­luaron mediante desplazamiento con cobal­tihexamina (COHEX). Todos ellos se de­terminaron por ICP-OES.

Los resultados se analizaron estadística­mente con el programa SPSS 12.0 mediante un análisis general de varianza (ANOVA) para un factor y el test de Duncan a p<0,05 para la separación de medias.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Para la evaluación del aporte de nutrientes debido a los SPCH se compara con las ex­tracciones medias anuales previstas para el cultivo de la vid. Diversos autores, y tenien­do en cuenta unos rendimientos entre 7.000 y 15.000 kg·ha^-1, consideran que las extrac­ciones medias del suelo oscilarían entre 54­73 kg ha^-1 de N, 17-21 kg ha^-1 de P2O5, 70­84 kg ha^-1 de K2O, 75 kg ha^-1 de CaO y 13 kg ha^-1 de MgO (Marocke et al., 1976; Schaller, 1982).

Como se puede ver en la Tabla 4, los aportes de N son superiores a las extraccio­nes previstas, incluso para los tratamientos de menor dosis (F08 y R08). De igual mo­do, las cantidades aportadas de fósforo, po­tasio, calcio y magnesio superan amplia­mente la previsión de consumo de nutrien­tes. Los tratamientos R25 y F25, que co­rresponderían a aplicaciones similares a las de una enmienda orgánica, superan en mu­cho las extracciones máximas de N, P, K⁺, Ca²⁺ y Mg²⁺ esperadas.

A partir del tercer muestreo en el horizon­te superficial del suelo, los tratamientos con aportes de SPCH de 25.000 kg/ha (m.s.), tanto Fresco como Recompostado, disminu­yen el pH respecto a los tratamientos Testi­go, R08 y F08 (Figura 1). Este comporta­miento se puede considerar beneficioso en suelos calizos donde el pH está tamponado por el alto contenido en carbonatos. Sin em­bargo, en el cuarto muestreo, al final del se­gundo ciclo de cultivo, estas diferencias desaparecen. Por tanto, la disminución del pH debe ser considerado un comportamien­to temporal atribuible, seguramente, a la ac­ción acidificante de la materia orgánica du­rante el proceso de mineralización. Además, en el 4º muestreo se puede observar el efec­to tampón debido al contenido en carbona­tos en el suelo que hace que los valores de pH asciendan de nuevo y no muestren dife­rencias entre tratamientos.

En cuanto a la Conductividad Eléctrica (C.E.), todos los tratamientos se mantienen en niveles que se pueden considerar bajos. Los resultados indican que los tratamientos con mayores aportes (R25 y F25) presentan mayor C.E. a los cinco meses de la primera aplicación (tras la vendimia) que el trata­miento Testigo (Figura 1).

Sin embargo, en el momento de la si­guiente aplicación tan solo el tratamiento F25 presenta mayor C.E. respecto al Testi­go. Este resultado podría ser debido a que la velocidad a la que los nutrientes y otros elementos contenidos en el SPCH son libe­rados se produce de forma más lenta en el SPCH Fresco que en el Recompostado, por lo que todavía se encontrarían diferencias casi un año después. El tratamiento SPCH Recompostado, por su parte, tendría una mineralización más rápida y aumentaría el riesgo de lavado y/o precipitación de sales insolubles durante el otoño-invierno. Tras la segunda aplicación, tan solo el tratamiento F25 mantiene diferencias frente al Testigo (Figura 1). En cualquier caso, los valores de este parámetro no alcanzan niveles preocu­pantes para el cultivo, ya sea por procesos de inmovilización y/o lavado que mantienen los niveles de C.E. en valores admisibles pa­ra el cultivo.

En cuanto al contenido en macronutrien­tes del suelo, tan solo se ve efecto de los tra­tamientos en los 30 cm superficiales. En es­te horizonte, el contenido en K⁺ del trata­miento R25 presenta mayores contenidos respecto al tratamiento Testigo desde el se­gundo muestreo hasta el cuarto (Figura 2), momento en el cual las diferencias se ex­tienden a los tratamientos R08 y F08. Este comportamiento indicaría que el SPCH Re­compostado libera el potasio más rápida­mente que el SPCH Fresco. El F25, con una liberación más lenta, aún no mostraría dife­rencias con testigo, F08 y R08 (Figura 2).

Figura 2. Evolución del K⁺, Zn ²⁺, Na⁺ y SO4 ^2-en el horizonte superficial (Para cada muestreo, dife­rentes letras entre los tratamientos indican diferencias significativas a p≤0,05 usando el Test de Dun­can. N.S.: Diferencias no significativas)

Las muestras de suelo con los tratamien­tos R25 y F25 presentan valores de sulfatos que duplican al suelo con tratamiento Testi­go (Figura 2) a los cinco meses de la prime­ra aplicación (tras la vendimia). Sin embar­go, a los doce meses tan solo el tratamiento F25, muestra un mayor contenido en sulfa­tos con respecto al Testigo mientras que el tratamiento R25 conserva el mismo nivel que en el segundo muestreo. Estos compor­tamientos indicarían que el SPCH Recom­postado libera antes sus sulfatos que el SPCH Fresco, pudiendo por tanto sufrir la­vados e inmovilización durante más tiempo. El F25, sin embargo, presentará mayor con­centración de este anión en muestreos más alejados de las aplicaciones debido a que la mayor agregación del material de partida, y peor mezcla con el suelo, ralentizaría su li­beración y se retardaría el lavado y precipi­tación (Figura 2). Por otra parte, en el hori­zonte 30-60 cm no se han encontrado dife­rencias entre los distintos tratamientos (da­tos no mostrados), por lo que se podría considerar que el sulfato procedente de los SPCH estará mayoritariamente precipitado y que el lavado de sulfatos sería un proceso menor (Figuras 1 y 2).

Respecto al Na⁺ se observa que el trata­miento F25 en el 4º muestreo manifiesta di­ferencias respecto al Testigo y el F08 (Figu­ra 2), debido probablemente a que el mate­rial de partida de la segunda aplicación du­plicaba el contenido de Na⁺ en el SPCH Fresco (Tabla 4). Sin embargo, los niveles alcanzados se pueden considerar bajos y, en principio, no plantearían ningún riesgo para el cultivo ni para la estructura del suelo pe­ro, si se considera el aporte anual de este producto, requerirá realizar un seguimiento para controlar que los niveles de Na⁺ no au­menten en exceso con las siguientes aplica­ciones.

Los resultados del 4º muestreo indican que, a 17 meses de la primera aplicación, el contenido de Zn en el suelo aumentó en los tratamientos de mayor dosis, R25 y F25, respecto del tratamiento Testigo (Figura 2). Los aportes de Zn fueron altos en ambas aplicaciones (Tabla 4) pero los valores al­canzados en el suelo no son relevantes para el cultivo debido seguramente a los procesos de inmovilización de este elemento en for­ma de hidróxidos insolubles o zincato cálci­co, proceso favorecido en este suelo de pH alto y calizo.

La extracción Mehlich III realizada ha mostrado el efecto de los tratamientos en otros elementos en el horizonte superficial del suelo. El contenido de Ba²⁺ es, en gene­ral, menor en los tratamientos con aplica­ción de SPCH que en el tratamiento Testigo. Parece ser que éste elemento sufre algún proceso de adsorción en la materia orgánica, donde queda retenido hasta que su minerali­zación vuelve a liberarlo (Figura 1). Los re­sultados parecen indicar que la materia or­gánica más fresca tiene un mayor poder de adsorción del Ba²⁺. Además hay que tener en cuenta que es un catión divalente de gran tamaño cuyo radio de hidratación es peque­ño, lo que favorece los procesos de adsor­ción.

En cuanto al nivel subsuperficial (30-60 cm), los resultados anteriores al 4º muestreo no mostraron diferencias en prácticamente ninguno de los parámetros analizados (datos no mostrados).

CONCLUSIONES

Tras dos aplicaciones de SPCH no se ob­servan diferencias en el contenido de M.O. oxidable, pH, nitrógeno ni en la relación C/N del suelo ensayado.

En general, los tratamientos F25 y R25 incrementan el contenido K⁺ y sulfatos ex­traíbles en el horizonte superficial aunque estas diferencias no se observan en el hori­zonte más profundo.

La C.E. es superior en los tratamientos F25 y R25 aunque los procesos de lavado y/o inmovilización mantienen su valor en niveles admisibles para el cultivo.

Sin embargo, se debe realizar un segui­miento de la evolución de C.E. y del conte­nido en nutrientes del suelo para calibrar el potencial fertilizante del SPCH, velocidad de liberación y las pérdidas que podrían ge­nerar. El SPCH podría estar actuando como un fertilizante de liberación lenta, por lo que aplicaciones sucesivas podrían conducir a un aporte excesivo de nitrógeno y otros nu­trientes que afectarían a la producción y/o la calidad del mosto, además de agravar el problema de lixiviados en zonas vulnera­bles.

AGRADECIMIENTOS

A Mª Carmen Arroyo y el personal del Laboratorio Regional de la C.A.R., a Susana Grijalba de la planta de compostaje de Pra­dejón, al personal de Viticultura y Enología del S.I.D.T.A. y del CTICH.

Este trabajo está financiado por la Conse­jería de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural de La Rioja (Proyecto R-04-07), por la Secretaría de Estado de Universidades e Investigación (M.E.C.) -Fondos PROFIT (Proyecto CIT-310200-2007-63) y por la Agencia de Desarrollo Económico de La Rioja (Proyecto I+D 2006-I-ID-0053). Par­ticipación del Fondo Social Europeo y el Instituto Nacional de Investigación y Tecno­logía Agraria y Alimentaria.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Marocke, M., Balthazard, J. & Correge, G. 1976. Exportations en élements fertili­sants des principaux cépages cultivés en Alsace . C.R. Ac. Agric, 6: 420-429

Martínez, J., Núñez, E. & Las Heras, R.T. 1994. Agroclimatología de La Rioja, Ins­tituto de Estudios Riojanos, 96: 35-36

Nelson, D.W. & Sommers, L.E. 1982. Total carbon, organic carbon, and organic mat­ter. In A.L. Page et al. (ed.) Methods of soil analysis. Part 2. pp. 539-594, Agron. Mongr. 9 2nd ed ASA and SSSA, Madi­son, Wisconsin, USA.

Nendel, C. & Reuter, S. 2007. Soil biology and nitrogen dynamics of vineyard soils as affected by a mature biowaste compost application. Compost Science & Utiliza­tion, 15: 70-77

Pinamonti, F. 1998. Compost mulch effects on soil fertility, nutritional status and per­formance of grapevine. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 51: 239-248

Schaller, K. 1982. “Düngung im Weinbau unter dem Gesichtspunkt möglicher Umweltbelastung und optimaler Ernährung der Reben“. Deutscher Wein­bau, 37: 1110-1122

Soil Survey Staff. 2006. Keys to Soil Taxon­omy (10th edition), USDA-NRCS (ed.), Pocahontas Press, Blacksburg, Virginia inc.

Stevenson, F.J. 1986. Cycles of soil: Carbon, Nitrogen, Phosphorus, Sulfur, Micronu­trients, John Wiley & Sons Inc.         [ Links ]

Stewart, D.P.C., Cameron, K.C. & Cornforth, I.S. 1998. Inorganic-N release from spent mushroom compost under laboratory and field conditions. Soil Biology & Bio­chemistry, 30 (13): 1689-1699.