Los científicos saben desde hace mucho tiempo que la agricultura sin labranza reduce la erosión y disminuye la escorrentía de agua y nutrientes de los campos de cultivo, pero ahora un nuevo estudio realizado por un equipo de investigadores de Penn State sugiere que limitar la perturbación del suelo también puede disminuir las liberaciones de óxido nitroso.
por Jeff Mulhollem, Universidad Estatal de Pensilvania
El óxido nitroso , un gas de efecto invernadero que contribuye al cambio climático, es 300 veces más potente que el dióxido de carbono . Para comprender cómo la labranza cero afecta a los microbios del suelo que producen y descomponen el óxido nitroso, los investigadores centraron su estudio en un experimento de labranza de 40 años que se ha mantenido en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de la Universidad Estatal de Pensilvania.
«Nuestro objetivo era determinar si el nivel de labranza en el experimento a largo plazo afectaba a los microbios del suelo responsables de las emisiones netas de óxido nitroso», explicó Mary Ann Bruns, líder del equipo y coautora del estudio, profesora de microbiología y biogeoquímica del suelo en la Facultad de Ciencias Agrícolas. «Este es un objetivo particularmente desafiante porque muchas bacterias diversas producen óxido nitroso, pero muchas otras pueden convertirlo en un gas nitrógeno inerte que no contribuye al efecto invernadero».
El estudio, dirigido por Mara Cloutier, estudiante de doctorado en ciencias del suelo y biogeoquímica cuando se realizó la investigación, recolectó y evaluó muestras de suelo tomadas de parcelas que se han manejado con labranza cero, arado con discos de cincel o arado con vertedera (tres prácticas de labranza que representan niveles de perturbación física de intensidad baja, intermedia y alta, respectivamente) durante cuatro décadas.
Los investigadores evaluaron las comunidades bacterianas del suelo y los marcadores genéticos de desnitrificación (secuencias de ADN que permiten identificar especies microbianas) en suelos muestreados de cultivos de maíz y soja. También recolectaron muestras de suelo en tres etapas de crecimiento de plantas de maíz y soja para evaluar los microbiomas en suelos influenciados por la labranza, el tipo de cultivo y la etapa del cultivo.
En hallazgos publicados recientemente en Soil & Tillage Research , los investigadores informaron que la labranza tuvo mayor influencia en la composición de la comunidad microbiana y los marcadores genéticos que el tipo o la etapa de cultivo. En comparación con otras prácticas de labranza, los suelos sin labranza contenían menos genes marcadores para algunos tipos de bacterias productoras de óxido nitroso, pero no se observaron diferencias en las bacterias degradadoras de óxido nitroso, lo que sugiere que los suelos sin labranza podrían generar y emitir menos óxido nitroso.
Bruns, quien es miembro de un grupo de trabajo nacional sobre microbios y cambio climático de la Academia Estadounidense de Microbiología, explicó que la investigación podría ayudar a reducir las emisiones de óxido nitroso.
«Si pudiéramos encontrar prácticas de gestión que aumenten la actividad de las bacterias que degradan el óxido nitroso a gas nitrógeno inerte», dijo Bruns, «el nitrógeno de los fertilizantes se seguiría perdiendo, pero en forma de gas nitrógeno más benigno».
Los suelos sin labranza en este experimento contenían más carbono orgánico del suelo , según Cloutier, quien ahora es gerente de proyectos en el Instituto de Salud del Suelo, con sede en Raleigh, Carolina del Norte.
Nuestros principales hallazgos fueron que la labranza da lugar a microbiomas del suelo distintivos, y los suelos sin labranza contienen diferentes grupos de bacterias que ciclan el nitrógeno. El uso de la labranza cero como estrategia de secuestro de carbono puede resultar en beneficios para la retención de nitrógeno, pero se necesita más investigación para comprender cómo los microbios afectan estas relaciones carbono-nitrógeno.
Más información: Mara Cloutier et al., La intensidad de la labranza y la selección de la rizosfera vegetal influyen en la diversidad de los ensamblajes bacteriano-arqueales y en los genes del ciclo del nitrógeno, Soil and Tillage Research (2022). DOI: 10.1016/j.still.2022.105525
