Effect of nitrogen fertilization and water management of GHGs (N2O, CO2 and CH4) emissions from intensive Mediterranean agricultural systems

Zusammenfassung

Resum Els gasos amb efecte d'hivernacle (GEH) procedents de l'agricultura depenen de la gestió del reg i dels fertilitzants. L'objectiu d'aquesta tesi va ser identificar les principals estratègies per a mitigar els GEH i obtenir un rendiment màxim: (i) reg continu (CI)/intermitent (II) en un camp d'arròs; (ii) fertilització de fons amb gallinassa (CM), purí porcí (PS), urea (U) o sulfat d'amoni (AS) en un camp d'arròs; (iii) incorporació/eliminació de rostoll de panís amb diferents dosis de N mineral, i (iv) reg enterrat (SDI)/superficial por degoteig (DI) combinat amb N mineral aplicat via fertirrigació amb i sense DMPP en un cultiu súper-intensiu d'olivera. El reg continu minimitza significativament les emissions dels camps d'arròs al mateix temps que garanteix un alt rendiment. L'aplicació de purí porcí en dosis agronòmiques determina alts rendiments i minimitza els GEH. Respecte als GEH i al rendiment del panís, el tractament control va ser la millor opció, independentment de la gestió del rostoll. Així mateix, l'aplicació de DMPP + 50 kg N ha-1 + reg superficial per degoteig (DI) va ser la millor opció pel cultiu d'olivera súper-intensiva Resum Resumen Los emisión de gases con efecto invernadero (GEI) procedentes de la agricultura depende de la gestión del riego y de los fertilizantes. El objetivo de esta tesis fue identificar las mejores estrategias -de entre las siguientes- para mitigar los GEI manteniendo un rendimiento máximo: (i) riego continuo (CI)/intermitente (II) en un arrozal, (ii) la fertilización de fondo con gallinaza (CM) , purín porcino (PS), urea (U) o sulfato amónico (AS) en un arrozal con AS en cobertera, (iii) la incorporación/eliminación del rastrojo con diferentes dosis de N mineral en el cultivo del maíz, (iv) el riego por goteo enterrado (SDI)/superficial (DI) en combinación con N mineral aplicado vía fertirrigación con y sin DMPP en un olivar súper-intensivo. El CI mitiga significativamente las emisiones del arrozal al tiempo que garantiza el rendimiento máximo. La aplicación de purín porcino a dosis agronómicas proporciona altos rendimientos y minimiza los GEI. Considerando las emisiones de GEI y el rendimiento del maíz, el tratamiento control fue la mejor opción, independientemente de la gestión del rastrojo. La aplicación de DMPP + 50 kg N ha-1 + DI fue la mejor opción para el cultivo súper-intensivo de olivo. Summary Greenhouse gases emissions from agriculture depend on irrigation and fertilisation management. The objective of this thesis was to identify the less emitting management strategies among the following, compatible with a feasible yield: (i) continuous (CI)/intermittent irrigation (II) on rice, (ii) background fertilization with chicken manure (CM), pig slurry (PS), urea (U) or ammonium sulphate (AS) and topdressing on rice, (iii) stover incorporation/removal with different doses of mineral N and, (iv) subsurface (SDI)/surface drip irrigation (DI) in combination with mineral N fertigation with and without DMPP on a super-intensive olive tree orchard. Continuous irrigation significantly mitigated emissions from paddy fields while ensuring the highest yield. Pig slurry application at agronomic doses allowed high yields and minimized emissions. Based on emissions and maize yield, the control treatment was the best option regardless of stover management. Applying DMPP with 50 kg N ha-1+ drip irrigation (DI) was the best option for the olive tree orchard.