Una nueva investigación de la Universidad Estatal de Michigan muestra cómo la evaluación de los rendimientos históricos de los cultivos en distintas áreas de campos agrícolas puede proporcionar a los agricultores información esencial sobre las características de la salud del suelo y el secuestro de carbono. El artículo fue publicado en Scientific Reports .
por Cameron Rudolph, Universidad Estatal de Michigan
La investigación fue dirigida por el científico del suelo de MSU Bruno Basso e incluyó a Ames Fowler, Fidel Maureira, Neville Millar y Ruben Ulbrich del laboratorio de Basso, así como a William Brinton, fundador y científico jefe de Woods End Laboratories, una empresa de análisis de la salud del suelo con sede en Maine. .
Basso es un experto en agricultura sostenible que se desempeña como Profesor Distinguido John A. Hannah en los departamentos de Ciencias de la Tierra y Ambientales, y Ciencias Vegetales, del Suelo y Microbianas de MSU, así como en la Estación Biológica WK Kellogg.
Durante años, Basso ha trabajado con agricultores de todo el mundo para desarrollar e implementar métodos de análisis de datos espaciales y temporales (que evalúan la gestión de cultivos en el espacio y el tiempo) para aumentar los rendimientos y al mismo tiempo reducir los impactos ambientales negativos.
«La agricultura se enfrenta a grandes desafíos relacionados con la alimentación de una población mundial en crecimiento, el cambio climático y los daños medioambientales como la erosión del suelo y la contaminación del agua «, afirmó Basso. «Mejorar la salud del suelo puede desempeñar un papel importante en la lucha contra estos problemas.
«Sabemos que la salud del suelo implica atributos biológicos, químicos y físicos , y podemos ayudar a influir en ellos para permitir que el suelo proporcione agua y nutrientes, además de secuestrar carbono».
Para este proyecto, los investigadores buscaron determinar la relación entre los rendimientos históricos de los cultivos y la salud del suelo, con la hipótesis de que las regiones de los campos de alto rendimiento tienen suelos de mayor calidad y viceversa.
«Puede parecer obvio que las áreas con buenos rendimientos tienen mejores suelos, pero debemos recordar que existe una enorme variabilidad dentro de los campos», dijo Basso. «Lo que estamos tratando de hacer es brindar a los agricultores recomendaciones prescriptivas y precisas sobre cómo optimizar sus operaciones minimizando el uso de insumos y mitigando los impactos ambientales negativos, al mismo tiempo que maximizamos el rendimiento.
«Para lograr esto, se necesita mucha información y un enfoque de sistemas que integre las interacciones clima-planta-suelo para capturar la compleja dinámica de los sistemas agrícolas».
Basso dijo que para obtener estos datos anteriormente, se requería un muestreo intensivo del suelo en grandes áreas para tener en cuenta la variabilidad. Esto resulta prohibitivamente costoso para la mayoría de los agricultores a la escala necesaria para recopilar información confiable.
Los investigadores pretenden reducir la dependencia de las pruebas de suelo tradicionales mediante el uso de datos históricos de rendimiento y una nueva métrica de análisis conocida como zonas de estabilidad del rendimiento. Estas zonas aprovechan tanto el nivel de rendimiento como la estabilidad (la consistencia del rendimiento) a lo largo del tiempo, ofreciendo una comprensión más matizada que tiene en cuenta la variabilidad a pequeña escala en el campo.
En el estudio se utilizaron diez campos comerciales de maíz y soja en Michigan, Illinois e Indiana. Las prácticas de gestión variaron según los campos y no fueron controladas durante la investigación.
Los científicos identificaron zonas de estabilidad del rendimiento en cada campo utilizando datos cuadriculados de monitoreo de rendimiento de alta resolución descargados de las máquinas cosechadoras. El historial de rendimiento de cada campo osciló entre 11 y 18 años. También se recogieron y analizaron muestras de suelo. El equipo de investigación examinó los datos tanto a nivel regional como local, considerando variaciones en las prácticas de gestión.
Los investigadores descubrieron que las zonas de estabilidad del rendimiento identifican con éxito diferencias en áreas de campos basándose en el carbono orgánico relativo del suelo y la salud relativa del suelo estadísticamente distintos. Basso dijo que el análisis es relevante en varios tipos de suelo y prácticas de manejo , y esta información puede ayudar a los agricultores a actuar de manera más eficiente.
«Por ejemplo, vimos que las zonas de baja estabilidad tienen suelos menos profundos o más compactados, densidades aparentes más altas y están ubicadas en pendientes más pronunciadas», dijo Basso. «Las zonas inestables tenían niveles más altos de carbono orgánico en el suelo asociados con la acumulación de flujo y la acumulación de capa superior del suelo debido a procesos de erosión.
«Estos hallazgos sugieren que las zonas de estabilidad del rendimiento pueden identificar las relaciones de retroalimentación entre la formación del suelo, la acumulación de carbono orgánico en el suelo, la salud del suelo y el potencial de rendimiento, particularmente en términos de mayor capacidad de retención de agua y nutrientes».
Más información: Ames Fowler et al, Los patrones espaciales de los rendimientos históricos de los cultivos revelan atributos de salud del suelo en los campos del Medio Oeste de EE. UU., Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-51155-y
