En la batalla contra las malas hierbas, la labranza es una de las armas más poderosas a disposición de los agricultores orgánicos o ecológicos.
por la Universidad Estatal de Pensilvania
Pero, dependiendo de cuándo se use, la labranza también puede ser un fuerte impulsor de las pérdidas de nitrógeno que contribuyen a la contaminación de las aguas subterráneas, según investigadores de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State.
«Sabemos que la agricultura orgánica depende en gran medida de la labranza para controlar las malezas e incorporar estiércol y cultivos de cobertura en los suelos, y nuestra investigación muestra que esta práctica puede generar compensaciones ambientales», dijo Denise Finney, becaria postdoctoral en el laboratorio de Jason Kaye. , profesor asociado de biogeoquímica del suelo. «Aunque ayuda a reducir el uso de productos químicos, la labranza, especialmente la labranza de otoño, es un importante impulsor de la dinámica del nitrógeno y tiene posibles implicaciones ambientales».
En un estudio que abarcó cinco años, Finney y sus colegas realizaron un monitoreo intensivo de nitrógeno en cuatro sistemas de cultivo diferentes diseñados para permitir comparaciones de los niveles de nitrógeno del suelo a lo largo del tiempo y bajo diferentes prácticas de manejo orgánico. Sus resultados aparecen en una preimpresión en línea y se publicarán en la edición de diciembre de 2015 de Ecological Applications , y pueden ayudar a los productores a tomar decisiones que reducirán sus pérdidas de nitrógeno.
«El nitrógeno es complicado», dijo Finney. «Se ve afectado por variables que no podemos controlar, como la temperatura y la humedad, y por las decisiones de gestión que tomamos. Aunque sabemos mucho sobre los impactos de estas diferentes variables en la disponibilidad de nitrógeno y las pérdidas potenciales en particular, queríamos entender cómo interactúan en el campo, particularmente al observar los sistemas administrados orgánicamente».
Los investigadores llevaron a cabo su experimento de campo mediante la implementación de cuatro sistemas de cultivo diseñados para replicar los sistemas típicos de producción de piensos y forrajes orgánicos de Pensilvania. Se diferenciaban entre sí en cuanto a los cultivos comerciales y los cultivos de cobertura (cultivos no cosechados plantados para brindar beneficios tales como una mejor calidad del suelo y control de malezas) que se sembraban, la secuencia en la que se cultivaban, el momento y la intensidad de las operaciones de labranza y entradas de estiércol.
Los investigadores plantaron el primer sistema con una secuencia de cultivos de cobertura durante la primera temporada de crecimiento y este sistema se labró de manera convencional entre cada siembra. Durante los siguientes dos años, mantuvieron este sistema en un cultivo comercial de alfalfa mínimamente labrado.
El segundo sistema de cultivo recibió una aplicación de estiércol y luego una siembra de verano de sudangrass, un cultivo de cobertura, que fue labrado y seguido de un período de barbecho en el otoño. Al igual que el primer sistema, este también estuvo en alfalfa mínimamente labrada durante los siguientes dos años.
En el tercer sistema de cultivo, un cultivo de cobertura de centeno/arveja vellosa sembrado el otoño anterior creció durante el verano antes de ser arado. Este sistema utilizó un barbecho labrado a fines del verano para controlar la maleza perenne, el cardo canadiense. En el otoño, los investigadores sembraron centeno, que pasó el invierno y los investigadores lo cosecharon el verano siguiente. Este sistema luego recibió una aplicación de estiércol antes de ser sembrado en maíz sin labranza.
El cuarto sistema de cultivo utilizó una secuencia de cultivos de cobertura mínimamente labrados, incluidos el trigo sarraceno, el centeno y la arveja peluda, antes de que los investigadores sembraran maíz que se manejaba con labranza convencional. Este sistema también recibió estiércol antes de la producción de maíz.
Las variaciones entre los cuatro sistemas de cultivo permitieron a los investigadores observar cómo las diferentes prácticas de manejo interactúan con las variables climáticas para influir en dos piezas clave del ciclo del nitrógeno: la cantidad de nitrógeno disponible para las plantas o inorgánico presente en el suelo durante la temporada de crecimiento, y la cantidad de nitrato presente en el agua del suelo debajo de la zona de raíces de las plantas. El nitrógeno inorgánico es la forma de nitrógeno que las plantas pueden absorber a través de sus raíces e incluye tanto amonio como nitrato. Mientras que el amonio no se mueve fácilmente a través de los suelos, el nitrato sí lo hace. Bajo ciertas condiciones, el nitrato puede filtrarse por debajo de la zona de raíces y hacia la capa freática, donde actúa como contaminante.
Los investigadores recolectaron muestras de suelo de los campos de prueba cada dos semanas de marzo a noviembre durante cada año del estudio y las analizaron para determinar los niveles de nitrógeno inorgánico . También utilizaron dispositivos de recolección de agua durante el primer año del estudio para tomar muestras de agua debajo de la zona de la raíz, midiendo su contenido de nitrato para evaluar las posibles pérdidas de nitrato de los sistemas de cultivo.
Para analizar la gran cantidad de datos recopilados a lo largo del estudio, incluidas 2300 muestras de suelo, así como mediciones diarias de la temperatura del aire, la precipitación y la temperatura del suelo, los investigadores recurrieron a un método estadístico que no suele usarse en la investigación agrícola: el aprendizaje automático. —para determinar cómo estas numerosas y complejas variables interactuaban para afectar el nitrógeno del suelo.
Sus resultados indican que la labranza fue el impulsor más importante de la posible pérdida de nitrógeno en los cuatro sistemas de cultivo , especialmente a fines del verano y principios del otoño. Cuando la labranza de otoño fue seguida por un período de barbecho, como suele ser el caso en Pensilvania, estas ráfagas de nitrógeno al final de la temporada no fueron capturadas por la absorción de la planta y fueron vulnerables a la lixiviación, dijo Finney, un punto que tiene implicaciones importantes para los productores.
«Necesitamos asegurarnos de que estamos tomando decisiones sobre el momento de las operaciones de labranza teniendo en cuenta no solo nuestros objetivos de manejo de malezas sino también nuestros objetivos de manejo de nitrógeno. Sabemos que la labranza liberará nitrógeno, así que asegurémonos de seguir con algún medio de recuperar ese nitrógeno», dijo, y agregó que la labranza de primavera puede ser beneficiosa para liberar el nitrógeno necesario para cultivar cultivos comerciales. La siembra de cultivos de cobertura de invierno es una buena estrategia para capturar el nitrógeno que puede liberarse con la labranza de otoño.
Si bien las responsabilidades de la gestión de nutrientes recaen en última instancia en los agricultores, Finney siente que también hay espacio para que las políticas desempeñen un papel.
«Creo que es interesante que, según mi conocimiento, nuestras políticas orgánicas federales no abordan la labranza, pero lo que estamos viendo claramente aquí es que la labranza tiene implicaciones ambientales potenciales», dijo.
