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Estudio aclara el impacto del nitrógeno en el secuestro de carbono del suelo



El carbono orgánico del suelo es una piedra angular de la salud del suelo. Mejora la estructura del suelo al tiempo que mejora la capacidad de retención de agua y nutrientes, factores clave para cualquier sistema de producción agrícola. Para construirlo, los agricultores incorporan residuos de cultivos a los suelos.


por Lauren Quinn, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign


Entonces, ¿por qué, a pesar de décadas de insumos de residuos, el carbono orgánico del suelo está disminuyendo en los sistemas de producción de maíz? Respuesta corta: es el nitrógeno.

«Con la fertilización intensiva con nitrógeno, puede obtener más biomasa y rendimiento de maíz, lo que significa que termina poniendo más residuos en el suelo. Pero no puede mantener ese carbono en el suelo», dice Richard Mulvaney, profesor del Departamento de Recursos Naturales y Ciencias Ambientales (NRES) en la Universidad de Illinois. «El nitrógeno de los residuos estimula a los microbios a quemar carbono a través de la respiración. Por lo tanto, puede introducir más, pero no puede retenerlo».

El concepto de que la fertilización con nitrógeno afecta la descomposición de los residuos y, por lo tanto, la incorporación de residuos en los depósitos de materia orgánica del suelo no es nuevo. Pero estudios anteriores mostraron resultados contradictorios. Es por eso que Mulvaney y Tanjila Jesmin, investigadora de doctorado en NRES, se propusieron aclarar cómo la calidad de los residuos y la forma de nitrógeno afectan la descomposición de los residuos de maíz en un suelo típico del cinturón de maíz.

Gracias a las históricas Morrow Plots en Illinois, el equipo pudo analizar los residuos del maíz cultivado con y sin fertilización con alto contenido de nitrógeno.

«Diseñamos un estudio de incubación aeróbica, agregando estos dos residuos a un suelo cultivado típico con o sin dos formas de nitrógeno. Luego observamos el proceso de descomposición midiendo continuamente la producción de dióxido de carbono, así como mediciones periódicas de las actividades enzimáticas y la biomasa microbiana, «Dice Jesmin.

Los investigadores encontraron que la presencia de nitrógeno, ya sea aplicado exógenamente al residuo o ya incorporado en el tejido del maíz en crecimiento, aceleró la descomposición del residuo y produjo más dióxido de carbono. La forma de nitrógeno aplicado, nitrato de potasio o sulfato de amonio, no hizo ninguna diferencia.

«El carbono en los residuos del maíz proviene de la atmósfera y regresa a la atmósfera durante la descomposición. Eso no es un problema», dice Mulvaney. “El problema es que cuando los microbios tienen un alto suministro de nitrógeno, también tienen una alta demanda de carbono como fuente de energía. Con altas tasas de nitrógeno, su demanda puede exceder el suministro de carbono en los residuos, lo que puede hacer que ataquen la materia orgánica estable. Y ahí radica el problema a largo plazo «.

Durante el primer mes de incubación del suelo, la descomposición del carbono residual fue más rápida en presencia que en ausencia de fertilizante nitrogenado. Sin embargo, la producción de dióxido de carbono en el segundo mes fue más lenta para suelo fertilizado que no fertilizado. Al final del estudio, la cantidad total de dióxido de carbono producido fue mayor con nitrógeno agregado que sin él.

«Es como quemar hojas en el otoño. Pones más hojas al fuego y obtienes más llamas. Y así, con ese nitrógeno agregado, el residuo desaparece más rápidamente al principio de la incubación. Luego, el fuego se apaga porque ya has quemó el sustrato fácilmente descomponible. Llegamos antes con nitrógeno «, dice.

Los resultados explican por qué el carbono orgánico del suelo no se acumula en los campos de maíz con altos insumos y sugieren que los agricultores deben evitar los insumos excesivos de nitrógeno para mantener la materia orgánica del suelo.

Según los investigadores, se están realizando más estudios para evaluar el efecto del nitrógeno mineral en la descomposición de residuos en suelos con características contrastantes.

«Debido a que nuestra incubación utilizó un solo tipo de suelo, los hallazgos podrían no ser válidos en todas partes. Con suelos de baja fertilidad nativa, la fertilización intensiva a menudo es efectiva para aumentar las entradas de carbono residual. Queremos ver si estas entradas ayudan a generar carbono orgánico en el suelo, «Dice Jesmin.

El estudio, «Efecto a corto plazo de la fertilización con nitrógeno sobre la mineralización de carbono durante la descomposición de residuos de maíz en el suelo», se publica en Nitrogen .




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