Supongamos que cultiva maíz en un suelo de baja fertilidad.
por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
¿Cómo logra que ese suelo sea más sano y fértil? Muchos agricultores creen que si añaden abundante fertilizante nitrogenado, este nutriente, junto con el carbono, se almacenará en el suelo como materia orgánica cuando los microbios descompongan los residuos de los cultivos. Sin embargo, una nueva investigación de la Universidad de Illinois sugiere que estas medidas podrían no funcionar en suelos pobres.
El nuevo estudio, publicado en la revista de la Sociedad Americana de Ciencias del Suelo , comparó la descomposición de los residuos de maíz en suelos de alta y baja fertilidad, con y sin fertilizantes nitrogenados . Los resultados fueron sorprendentes.
«Los residuos de maíz se descompusieron significativamente más rápido en suelos pobres y con bajo aporte de nitrógeno en comparación con un suelo fértil , especialmente cuando añadimos nitrógeno, lo que estimuló la actividad microbiana. Fue una sorpresa, basándonos en nuestros hallazgos anteriores que demostraron que los residuos de maíz con alto contenido de nitrógeno se descomponían más rápido», dijo la autora del estudio, Tanjila Jesmin, investigadora doctoral del Departamento de Recursos Naturales y Ciencias Ambientales (NRES), parte de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales (ACES) de la U de I.
Richard Mulvaney, profesor del NRES y coautor del estudio, explicó que los suelos pobres tienen menos partículas de agregados, pequeñas partículas escarpadas que albergan a los microbios del suelo y le dan su estructura. Con menos agregados, los microbios que se mueven libremente por el suelo se encuentran con carbono con mayor frecuencia, lo absorben y generan dióxido de carbono como subproducto.
En un suelo pobre con menor estabilidad de agregados, los microbios tienen mayor acceso a los residuos y al carbono. Y cuando hay un alto aporte de nitrógeno, también tienen una alta demanda de carbono como fuente de energía. Con el tiempo, su demanda puede superar el aporte de carbono en los residuos, lo que puede provocar que ataquen la materia orgánica del suelo —explicó Mulvaney—. Los microbios simplemente siguen quemándola y liberando más dióxido de carbono. Es una espiral descendente.
Para comprender cómo los suelos de fertilidad contrastante mineralizaban el carbono en presencia de residuos de maíz, Jesmin realizó un estudio de incubación de suelos en el laboratorio. Recolectó dos suelos del mismo tipo de campos de producción en el centro de Illinois: uno con alto contenido de nitrógeno nativo y otro con niveles bajos de nitrógeno tras 70 años de cultivo continuo. También recolectó residuos de maíz de un solo campo; en esta ocasión, el contenido de nitrógeno del tejido de maíz no difirió.
Jesmin incubó los suelos en frascos tras aplicar diferentes combinaciones de residuos de maíz y uno de dos fertilizantes: nitrato de potasio o sulfato de amonio. Monitoreó las emisiones continuas de dióxido de carbono y los cambios intermitentes en la actividad microbiana de los frascos de incubación durante dos meses como medida de la mineralización del carbono microbiano.
«El fertilizante aumentó la tasa de descomposición de residuos en ambos suelos, pero los tipos de fertilizante se comportaron de forma diferente según la fertilidad del suelo», explicó Jesmin. «El nitrato de potasio fue más eficaz para aumentar la tasa de descomposición de residuos en suelos con bajo contenido de nitrógeno, mientras que el sulfato de amonio tuvo un mayor efecto en suelos con alto contenido de nitrógeno».
Jesmin también observó un efecto de acidificación de los fertilizantes en el suelo con bajo contenido de nitrógeno, un problema que puede limitar el acceso de las raíces a los nutrientes esenciales y profundizar la espiral descendente de los suelos pobres.
«Para mí, el mensaje más impactante de este artículo es que no es posible mejorar un suelo de baja fertilidad aplicando más nitrógeno como fertilizante para producir más residuos. Se puede añadir nitrógeno al suelo, pero no se puede conservar», dijo Mulvaney.
Añadió que el manejo del nitrógeno podría marcar la diferencia en suelos de baja fertilidad, por ejemplo, aplicando fertilizantes durante la temporada de crecimiento según lo requieran los cultivos. También sugirió reducir la intensidad de la labranza.
«La labranza, por supuesto, es un factor que promueve la mineralización, la producción de dióxido de carbono y la descomposición de residuos. Quizás, si se adopta un sistema como la labranza cero, podría ser útil para reducir la actividad microbiana y su acceso a las fuentes de carbono de los residuos «, dijo. «Podría ser útil».
Más información: Tanjila Jesmin et al., La mineralización de carbono inducida por residuos y nitrógeno varía con el estado de fertilidad del suelo, Revista de la Sociedad Americana de Ciencias del Suelo (2023). DOI: 10.1002/saj2.20530
