La montmorillonita modificada ha demostrado ser un excelente adsorbente que puede utilizarse en el cultivo de trigo verde junto con la incorporación profunda de fertilizantes nitrogenados.
El trigo es uno de los cultivos básicos más importantes del mundo y su producción contribuye en gran medida a la seguridad alimentaria.
El crecimiento y el rendimiento del trigo dependen en gran medida de la fertilización con nitrógeno (N).
Sin embargo, los fertilizantes nitrogenados aplicados al suelo pueden perderse de diversas maneras, como por ejemplo mediante emisiones de amoníaco (NH3), lo que perjudica el ecosistema y el medio ambiente.
Las emisiones de amoníaco contribuyen a la formación de óxido nitroso (N2O, un potente gas de efecto invernadero), que luego contribuye al cambio climático global. Además, las emisiones de amoníaco contribuyen a la acidificación del suelo, la eutrofización del agua y la pérdida de biodiversidad. Por lo tanto, reducir las emisiones de NH3 es importante para mejorar la productividad del trigo y proteger el medio ambiente y la salud humana.
Las emisiones de NH3 están determinadas por muchos factores, como la concentración de amonio (NH4+) en el suelo, el pH, la temperatura y la humedad.
Estos factores pueden modificarse implementando prácticas de campo apropiadas, como optimizar la profundidad de aplicación de N y utilizar fertilizantes sinergistas.
Aumentar la profundidad de aplicación de N en la capa del suelo da como resultado una disminución de las emisiones de NH3 en el campo y, por lo tanto, se recomienda la aplicación profunda de N para reducir las emisiones de amoníaco en el campo durante la producción de cultivos.
Los sinergistas de fertilizantes son de varios tipos, como bioestimulantes vegetales (por ejemplo, ácido húmico), materiales nutritivos de liberación lenta (por ejemplo, minerales arcillosos) e inhibidores de la transformación de N. Estos materiales pueden reducir las pérdidas de nutrientes, mejorar su biodisponibilidad y promover su absorción por los cultivos.
Entre los minerales arcillosos, la montmorillonita es un material con alta capacidad de adsorción y se ha utilizado en la agricultura para mejorar la eficiencia del uso de fertilizantes.
Algunos estudios intentaron mejorar la capacidad de adsorción de iones de la montmorillonita y encontraron que la montmorillonita modificada con ácido húmico tenía una mayor capacidad de adsorción de iones (como NH4+).
El NH4+ del suelo es una fuente de emisiones de NH3 y, por lo tanto, la montmorillonita modificada con ácido húmico se puede utilizar como adsorbente para reducir las emisiones de NH3 en tierras agrícolas. Sin embargo, hasta la fecha, se sabe poco sobre los efectos combinados de la profundidad de aplicación de N y la aplicación de adsorbente sobre las emisiones de NH3 en los campos de trigo.
Un equipo de científicos de la Academia de Ciencias de China realizó un estudio con los siguientes objetivos:
(i) evaluar los efectos combinados de la aplicación de adsorbente (montmorillonita modificada con ácido húmico) y la profundidad de aplicación de N sobre las emisiones de NH3 y el rendimiento del trigo;
(ii) identificar las relaciones entre los factores del suelo y las emisiones de NH3;
(iii) aclarar los mecanismos involucrados.
El experimento de campo de tres años se llevó a cabo entre 2020 y 2023.
Se realizaron nueve tratamientos, que incluyeron una prueba de control: la introducción de nitrógeno sin y con adsorbente a diferentes profundidades del suelo en capas de 0-10-20 cm. Según los resultados, la introducción del adsorbente redujo las emisiones de NH 3 entre un 2,0 y un 42,3 %, ya que aumentó la adsorción de NH 4 + por el suelo.
La aplicación profunda de N redujo el pH del suelo y las concentraciones de NH4+ en las capas de 0 a 10 cm y posteriormente redujo las emisiones de NH3 en un 20,0 a 50,1 % (p < 0,05).
Curiosamente, la combinación de la aplicación de adsorbente y la aplicación de N en la superficie resultó en emisiones de NH3 similares a las de la aplicación de N en profundidad y también resultó en un mayor rendimiento de grano de trigo y biomasa. Esto sugiere que incluso con un arado superficial, el sinergista de fertilizantes es beneficioso.
Las emisiones de NH3 fueron entre un 13,5% y un 51,5% menores en el tratamiento N2A2 (aplicación de nitrógeno y adsorbente en la capa de 10-20 cm) que en otros tratamientos con aplicación de N.
En general, la aplicación de adsorbentes y la aplicación profunda de N redujeron las emisiones de NH3 y aumentaron la productividad del trigo, y por lo tanto son una práctica prometedora en la producción de trigo.
Mecanismos para reducir las emisiones de amoniaco utilizando un adsorbente.
Crédito de la imagen: Ye Yang, Centro de investigación de ingeniería de fertilizantes y pesticidas respetuosos con el medio ambiente y eficientes de la provincia de Anhui, Instituto de Ciencias Físicas de Hefei, Academia de Ciencias de China.
Esta investigación fue apoyada por el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China, la Fundación de Ciencias Naturales de la Provincia de Anhui y el Proyecto de Difusión de Talentos de la Universidad Agrícola de Anhui.
Fuente: Academia China de Ciencias.
