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Gallejones, P., Aizpurua, A., Del Prado, A.patricia.gallejones@bc3research.orgRemedia Workshop, 11-12 Abril 2013, Zaragoza...
 Ineficiencia en el uso del N: consecuencias económicas y medioambientales (ej: GEI). N2O es el GEI más potente (casi 30...
NCYCLENGAUGEDatos deexperimentos decampo en diferenteszonas de EspañaNuevo modelo empíricomensual(Quemada, 2006)Scholefiel...
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Cálculo de la extracción de N mensual50204060801001200 500 1000 1500 2000 2500 3000CumulativeNuptake(kgha-1)GDDBHATJBHGF H...
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7y = -8E-05x2 + 0.045x - 0.130R² = 0.719024680 50 100 150 200 250 300 350DMyield(tha-1)N uptake (kg ha-1)Cálculo del rendi...
Inorganic NInorganic NInorganic N8DenitrificationDesarrollo del modeloUnleached NOther inputs: Soil texture, drainage type...
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1101020304050607080901000 100 200 300 400 500 600 700 800%LeachedH.E.R (mm)Sandy loamLoamClay Loam-GoodClay Loam-ModerateC...
Inorganic NInorganic NInorganic N12DenitrificationDesarrollo del modeloUnleached NOther inputs: Soil texture, drainage typ...
Calculate drainage:Di = [Ri -ETi-WVi] if (Ri -ETi) > 0Di = 0 if (Ri -ETi) ≤ 0If W store > TAWCalculate deficit:Deficit = P...
 Los resultados sugieren que la relación entre la aplicación de N y las emisiones de N2O no eslineal. El factor de emisió...
Reflexiones: Este trabajo muestra la importancia del uso de herramientas simples desimulación con el fin de mejorar metod...
Algunas referencias: Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M., 1998. Crop evapotranspiration-Guidelines for comput...
¡Gracias por su atención!patricia.gallejones@bc3research.org¿preguntas?
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  1. 1. Gallejones, P., Aizpurua, A., Del Prado, A.patricia.gallejones@bc3research.orgRemedia Workshop, 11-12 Abril 2013, ZaragozaDevelopment of a new model for thesimulation of N2O emissions from wheatcropping systems in SpainFinanciado por Proyecto de Plan Nacional (LAND_GHG, CGL2009-10176)
  2. 2.  Ineficiencia en el uso del N: consecuencias económicas y medioambientales (ej: GEI). N2O es el GEI más potente (casi 300 veces más potencial de calentamiento que el CO2). N2O: producto intermediario de la nitrificación y desnitrificación microbiana en suelos. Emisiones de N2O contribuyen aproximadamente al 8% de las emisiones globales de GEI. Mayor fuente de emisiones de N2O: agricultura (casi 80%). Emisiones de N2O frecuentemente estimadas mediante factores de emisión (IPCC).Objetivo: Describir el desarrollo de un modeloempírico simple que simula los flujosmensuales de N en sistemas de cultivos. Este modelo pretende contribuir a lamejora de las estimas de N2O en estudiosholísticos del tipo análisis de ciclo de vida(ACV) e inventarios.SOMNH4+NO2-NO3-N2, N2O,NONH3N2, N2O,NONH4+ + NO3-Introducción
  3. 3. NCYCLENGAUGEDatos deexperimentos decampo en diferenteszonas de EspañaNuevo modelo empíricomensual(Quemada, 2006)Scholefield et al. (1991)del Prado et al. (2006)Brown et al. (2005)Basado en otrosmodelos:Desarrollo del modelo
  4. 4. Inorganic NInorganic NInorganic N4DenitrificationDesarrollo del modeloUnleached NOther inputs: Soil texture, drainage type, bulk density, root depth,temperature, rainfallMineralizationFertilizer Soil NDepositionInorganic NN uptakeInorganic NInorganic NYieldVolatilizationSoil textureTemperatureSoil moistureEmpirical equationNitrification N leached
  5. 5. Cálculo de la extracción de N mensual50204060801001200 500 1000 1500 2000 2500 3000CumulativeNuptake(kgha-1)GDDBHATJBHGF HvSS: sowingT: tilleringJ: jointingB: bootingH: headingA: anthesisGF: grain fillHv: harvesty = 0.606x + 8.826R² = 0.80101002003004000 100 200 300 400 500Nuptake(kgha-1)Inorganic N (kg ha-1)Respuesta anual de la planta al flujoinorgánico de NPorcentaje de N extraído por la planta encada estadío de desarrollo en función dela temperatura acumulada (GDD)Desarrollo del modelo
  6. 6. Inorganic NInorganic NInorganic N6DenitrificationDesarrollo del modeloUnleached NOther inputs: Soil texture, drainage type, bulk density, root depth,temperature, rainfallMineralizationFertilizer Soil NDepositionInorganic NN uptakeInorganic NInorganic NYieldVolatilizationSoil textureTemperatureSoil moistureEmpirical equationNitrification N leachedEmpirical equation
  7. 7. 7y = -8E-05x2 + 0.045x - 0.130R² = 0.719024680 50 100 150 200 250 300 350DMyield(tha-1)N uptake (kg ha-1)Cálculo del rendimientoRelación entre el rendimiento del cultivo y la extracción anual de NDesarrollo del modelo
  8. 8. Inorganic NInorganic NInorganic N8DenitrificationDesarrollo del modeloUnleached NOther inputs: Soil texture, drainage type, bulk density, root depth,temperature, rainfallMineralizationFertilizer Soil NDepositionInorganic NN uptakeInorganic NInorganic NYieldVolatilizationSoil textureTemperatureSoil moistureEmpirical equationNitrification N leachedEmpirical equationInorg. N, WFPS, temperarture(Brown et al., 2005)Emission factorsInorg. N/climate
  9. 9. 9Relación N2/N2O00.20.40.60.811.20 20 40 60 80 100Fr(WFPS)WFPS (%)N2/N2O (WFPS function)RN2/N2O = min(Fr(Min N ),Fr(Mineraliz))*Fr(WFPS)Desarrollo del modelo
  10. 10. Inorganic NInorganic NInorganic N10DenitrificationDesarrollo del modeloUnleached NOther inputs: Soil texture, drainage type, bulk density, root depth,temperature, rainfallMineralizationFertilizer Soil NDepositionInorganic NN uptakeInorganic NInorganic NYieldVolatilizationSoil textureTemperatureSoil moistureEmpirical equationNitrification N leachedEmpirical equationSoil texture/drainage amount(Rodda et al. (1995)Emission factorsInorg. N/climateInorg. N, WFPS, temperarture(Brown et al., 2005)
  11. 11. 1101020304050607080901000 100 200 300 400 500 600 700 800%LeachedH.E.R (mm)Sandy loamLoamClay Loam-GoodClay Loam-ModerateClay Loam-PoorDesarrollo del modeloCálculo del N lixiviado(Rodda et al. (1995)
  12. 12. Inorganic NInorganic NInorganic N12DenitrificationDesarrollo del modeloUnleached NOther inputs: Soil texture, drainage type, bulk density, root depth,temperature, rainfallMineralizationFertilizer Soil NDepositionInorganic NN uptakeInorganic NInorganic NYieldVolatilizationSoil textureTemperatureSoil moistureEmpirical equationNitrification N leachedEmpirical equationSoil texture/drainage type(Brown et al., 2005)Soil texture/drainage amount(Rodda et al. (1995)Emission factorsInorg. N/climate
  13. 13. Calculate drainage:Di = [Ri -ETi-WVi] if (Ri -ETi) > 0Di = 0 if (Ri -ETi) ≤ 0If W store > TAWCalculate deficit:Deficit = PE - AETAET = PE Actual PE = Rainfall + |WVi|Waterstore + Rainfall excess If AET < ETcIf Rainfall > PE If Rainfall < PECalculate total available water (TAW)Calculate PE (Thornthwaite)Soil watersubmodel(métodoFAO, Allen etal., 1998)PE: potentialevapotranspirationAET: actualevapotranspirationWVi: water reservevariationTAW: total availablewaterDi: drainageDesarrollo del modelo
  14. 14.  Los resultados sugieren que la relación entre la aplicación de N y las emisiones de N2O no eslineal. El factor de emisión aumentó al incrementar la dosis de fertilizante (de 0,6% en eltratamiento 100N a 1,2% con la dosis más alta). El modelo está indirectamente mostrando que las emisiones de N2O también están muycontroladas por la extracción de N de la planta y por lo tanto, por la eficiencia de uso del N dela planta.100N 140N 180NSimulación: Cultivo de trigo en el País Vasco Tres dosis de fertilizante N (100, 140 y 180 kg N/ha)Resultados preliminares
  15. 15. Reflexiones: Este trabajo muestra la importancia del uso de herramientas simples desimulación con el fin de mejorar metodologías existentes para el cálculode GEI (ej. ACV) Una correcta calibración y validación del modelo será esencial paraasegurar una buena estimación.Conclusiones
  16. 16. Algunas referencias: Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M., 1998. Crop evapotranspiration-Guidelines for computingcrop water requirements-FAO irrigation and drainage paper 56. Water Resources, Development andManagement Service. Brown, L., Scholefield, D., Jewkes, E.C., Lockyer, D.R., del Prado, A., 2005. NGAUGE: A decision supportsystem to optimise N fertilisation of British grassland for economic and environmental goals.Agriculture, Ecosystems & Environment 109, 20-39. Macduff, J.H., White, R.E., 1985. Net mineralization and nitrification rates in a clay soil measured andpredicted in permanent grassland from soil-temperature and moisture-content. Plant and Soil 86, 151-172. Prado, A., Brown, L., Schulte, R., Ryan, M., Scholefield, D., 2006. Principles of Development of a MassBalance N Cycle Model for Temperate Grasslands: An Irish Case Study. Nutrient Cycling in Agroecosystems74, 115-131. Quemada, M., 2006. Balance de nitrógeno en sistemas de cultivo de cereal de invierno y de maíz envarias regiones españolas. Monografías INIA serie agrícola nº 21. Rodda, H.J.E., Scholefield, D., Webb, B.W., Walling, D.E., 1995. Management model for predicting nitrateleaching from grassland catchments in the United Kingdom: 1. Model development. Hydrological SciencesJournal 40, 433-451. Scholefield, D., Lockyer, D., Whitehead, D., Tyson, K., 1991. A model to predict transformations and lossesof nitrogen in UK pastures grazed by beef cattle. Plant and Soil 132, 165-177.
  17. 17. ¡Gracias por su atención!patricia.gallejones@bc3research.org¿preguntas?
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