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El consumo microbiano de nitrógeno mineral promueve las emisiones de HONO en suelos agrícolas

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Crédito: CC0 Public Domain

Un nuevo estudio indica que la reducción de nitratos microbianos es una vía importante de producción de ácido nitroso (HONO) en suelos aeróbicos. 


por el Instituto de Recursos Naturales de Finlandia

Esto sugiere que los ecosistemas terrestres que lo favorecen podrían ser puntos críticos para las emisiones de HONO, lo que influiría en la química atmosférica. El estudio fue publicado en marzo en Communications Earth and Environment .

El estudio destacó que los suelos que soportan las actividades de los microbios que consumen nitrato podrían ser vitales para la producción y, por lo tanto, la liberación de HONO del suelo a la atmósfera. Este hallazgo tiene amplias implicaciones. Por ejemplo, aquí en la región boreal, el deshielo de primavera que progresa gradualmente y el aumento de la temperatura del aire a medida que se acercan los meses de verano pueden aumentar la reducción de nitratos y, por lo tanto, las emisiones de HONO del suelo. El presupuesto actual de HONO indica que el suelo es una fuente de HONO que falta. Comprender los procesos del suelo, y especialmente sus procesos microbianos, ayudará a mejorar nuestra comprensión del presupuesto de HONO y, por lo tanto, sus reacciones atmosféricas asociadas.

A nivel mundial, la mitad de nuestra tierra habitable se utiliza para la agricultura, y las emisiones de HONO de esto podrían influir en el equilibrio químico de la atmósfera. HONO es un gas que no produce efecto invernadero , a diferencia del óxido nitroso (N 2 O). Sin embargo, ambos gases se producen en el ciclo del nitrógeno del suelo . «Como sabemos, los suelos agrícolas reciben globalmente una gran cantidad de nitrógeno mineral como fertilizante, con lo que los suelos agrícolas una N 2 O emisión hotspot. Sin embargo, los estudios que informan emisiones Hönö de los suelos agrícolas son limitados, con escasa información sobre Hönö vías de producción, «Dice el científico investigador Hem Raj Bhattarai del Instituto de Recursos Naturales de Finlandia.

Los suelos son fuertes emisores de HONO, sin embargo, las vías de producción de HONO en los suelos y sus contribuciones relativas están poco restringidas. Este estudio evaluó el papel y cuantificó la contribución de los microbios del suelo en las emisiones de HONO mediante el uso de isótopos estables de nitrógeno (15N) como trazadores.

El estudio es el primero en mostrar la contribución relativa de las vías microbianas en las emisiones de HONO del suelo.

Al utilizar dos suelos agrícolas distintos, mineral y orgánico, en Maaninka, Finlandia, el estudio mostró que los microbios del suelo que consumen nitrógeno mineral contribuyeron a la formación y, por lo tanto, a la liberación de HONO, un gas nitrógeno que produce radicales hidroxilo (OH) en la atmósfera. . «El radical OH es un oxidante atmosférico fuerte que inicia varias reacciones químicas en la atmósfera, incluida la formación de nubes y la eliminación de un poderoso gas de efecto invernadero, el metano», explica Bhattarai.

El estudio encontró que una ruta microbiana del suelo que usaba nitrato (desnitrificación) contribuía más a la producción de HONO que una ruta microbiana que usaba amonio (nitrificación) en suelos agrícolas cultivables. La desnitrificación es un proceso anóxico en el que se reduce el nitrato, mientras que la nitrificación es un proceso óxico en el que se oxida el amonio. El aporte de desnitrificación superó a la nitrificación en ambos suelos estudiados. «Estos hallazgos son vitales, principalmente por dos razones. Primero, este estudio es el primero que ha evaluado y mostrado la contribución relativa de las vías microbianas en las emisiones de HONO del suelo en un espacio y tiempo dados mediante el uso de 15Enfoque del trazador N. En segundo lugar, mostramos claramente que la desnitrificación contribuyó sustancialmente a las emisiones de HONO en condiciones de suelo cultivable, es decir, óxicas. En general, se sabe que las condiciones tóxicas en los suelos favorecen la nitrificación en lugar de la desnitrificación «.

Aunque el vínculo potencial entre el suelo y el HONO atmosférico se informó por primera vez a fines de 1960, solo en 2013 el HONO atmosférico estuvo estrechamente vinculado al ciclo del nitrógeno del suelo. Sin embargo, los procesos del ciclo del nitrógeno mineral del suelo que contribuyen a la formación de HONO en muchos ecosistemas, incluidos los ecosistemas agrícolas boreales, han permanecido sin explorar. «Pero con este estudio, ahora podemos afirmar explícitamente que los microbios del suelo que utilizan nitrógeno mineral son la clave para producir el precursor de OH, es decir, HONO, en suelos agrícolas . Sin embargo, se necesitan más estudios de emisiones de HONO en el suelo para limitar mejor el papel del suelo en la química atmosférica a través del HONO emitido, produciendo así OH «, dice Bhattarai.




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