Las emisiones del suelo del potente gas de efecto invernadero óxido nitroso se pueden reducir drásticamente simplemente agregando estiércol rico en carbono, según muestra una nueva investigación de Rothamsted Research y la Universidad de Bristol.
por la Universidad de Brístol
Al hacerlo, esencialmente «bloquea» el nitrógeno , ya que los microbios, como los hongos y las bacterias , ya no lo convierten en tanto gas de óxido nitroso .
El óxido nitroso es aproximadamente 300 veces más potente que el CO 2 como gas de efecto invernadero , y los suelos fertilizados son su principal fuente. El gas también contribuye al agotamiento de la capa de ozono , y las emisiones de gas inducidas por el hombre han aumentado en todo el mundo en un 30 % durante los últimos cuarenta años, principalmente debido a un mayor uso de fertilizantes químicos.
Según este último estudio dirigido por Rothamsted, publicado hoy en la revista Nature Food , se descubrió que los suelos cultivables que reciben dichos fertilizantes inorgánicos retienen solo la mitad de la cantidad de nitrógeno en comparación con los suelos que reciben estiércol de granja, con pérdidas principalmente en forma de óxido nitroso. gas.
Y los datos sugieren fuertemente que esto se debe a que el carbono y el nitrógeno están inexorablemente vinculados dentro de los suelos, y en una medida mucho mayor de lo que nunca se pensó.
Investigaciones anteriores dirigidas por Rothamsted mostraron cómo el carbono juega un papel clave en la determinación de la estructura misma del suelo y, posteriormente, cómo funciona.
El profesor Andrew Neal y sus colegas descubrieron que el aumento de la materia orgánica en los suelos lleva a los microbios a secretar polímeros pegajosos que producen una red bien conectada de poros relativamente pequeños. Ahora han demostrado que es esta característica estructural del suelo la que también determina el destino del nitrógeno del suelo.
El profesor Neal de Rothamsted Research dijo: «Nuestros últimos hallazgos muestran que el impacto de su materia orgánica en la estructura del suelo influye en cómo se metaboliza el nitrógeno en los suelos. Una mayor conectividad de los poros en suelos ricos en carbono permite que el aire circule y significa que los microbios están metabolizando el nitrógeno de tal manera manera de reducir las emisiones de óxido nitroso.
«Esto significa que una aplicación más amplia de materia orgánica en los sistemas de cultivo tiene el potencial de reducir las emisiones de óxido nitroso y la contribución de la agricultura al cambio climático».
Hasta ahora, esta interacción entre el carbono y el nitrógeno en los suelos no era bien conocida.
Usando muestras archivadas y nuevos datos recopilados del experimento de trigo Broadbalk de 179 años, el equipo del profesor Neal comparó una variedad de suelos, incluidos aquellos que habían recibido aportes de fertilizantes nitrogenados que iban desde ninguno hasta 240 kg por hectárea por año, y aquellos que solo recibieron estiércol de corral.
También observaron un suelo de un bosque creado en 1882 y un suelo de otro experimento bajo un pasto segado.
Después de que el nitrógeno ingresa al suelo de las tierras de cultivo, finalmente termina en uno de tres lugares: permanece en el suelo, es absorbido por los cultivos (lo que significa que se elimina en la cosecha) o se «pierde» del sistema, como en nitroso gas de óxido o como nitrato disuelto en agua subterránea.
El Dr. Taro Takahashi, profesor titular de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Bristol y coautor del estudio, explicó que los hallazgos del estudio desafían la validez de la eficiencia del uso de nitrógeno como medida principal del rendimiento agronómico.
El Dr. Takahashi dijo: «La eficiencia en el uso del nitrógeno cuantifica la proporción de nitrógeno aplicado al suelo que luego se transfirió a los cultivos. Pero del nitrógeno que no se transfirió, parte permanece en el suelo y ayuda a mejorar la fertilidad del suelo , mientras que otros escapan y dañan el medio ambiente. Tienen significados completamente diferentes, y nuestros resultados indican que la materia orgánica es un factor importante para determinar el destino del nitrógeno».
En suelos con aportes de materia orgánica limitados o nulos, la disposición de poros pequeños y mal interconectados obliga a los microbios, como hongos y bacterias, a cambiar a lo que se denomina metabolismo anóxico, o libre de oxígeno.
Como resultado, producen cantidades mucho mayores de óxido nitroso en lugar de biomasa en forma de proteínas producidas en condiciones aeróbicas u oxigenadas.
El legado del régimen de fertilización también se puede ver al comparar los genomas microbianos en los diferentes tratamientos del suelo.
Al observar los genes microbianos del suelo involucrados en el metabolismo del nitrógeno, el equipo encontró dos grupos distintos. Uno estaba asociado con suelos de bosques y pastizales y estaba compuesto por genes involucrados en ayudar a los microbios a absorber nitrógeno como nutriente para construir biomasa. Los genomas microbianos de los suelos que recibieron estiércol se parecían más a este grupo.
El otro grupo se asoció con suelos fertilizados inorgánicamente con bajo contenido de carbono, y en su mayoría eran genes responsables de la descomposición de los compuestos de nitrógeno únicamente para producir «energía», lo que resulta en emisiones de óxido nitroso.
Más información: Andrew L. Neal et al, La dinámica del nitrógeno del suelo cultivable refleja los aportes orgánicos a través del fenotipo compuesto extendido, Nature Food (2022). DOI: 10.1038/s43016-022-00671-z
