Para el maíz, el uso de cultivos de cobertura de leguminosas y estiércol lechero en la rotación de cultivos puede reducir la necesidad de fertilizantes nitrogenados inorgánicos y proteger la calidad del agua, pero estas prácticas también pueden contribuir a las emisiones de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero.
por Jeff Mulhollem, Universidad Estatal de Pensilvania
Esa es la conclusión de los investigadores de Penn State, que midieron las emisiones de óxido nitroso de las fases de maíz de dos rotaciones de cultivos, una rotación de maíz y soja y una rotación de forraje lácteo, bajo tres regímenes de manejo diferentes. Los resultados del estudio ofrecen pistas sobre cómo los productores de leche podrían reducir la cantidad de fertilizante nitrogenado que aplican a los cultivos de maíz , ahorrando dinero y contribuyendo menos al cambio climático.
Los resultados son importantes porque, aunque el óxido nitroso representa solo el 7 % de las emisiones de gases de efecto invernadero de EE. la Facultad de Ciencias Agrícolas. El óxido nitroso es casi 300 veces más potente que el dióxido de carbono y permanece en la atmósfera durante más de 100 años.
«Esta investigación sugiere que todos los aportes de nitrógeno ( estiércol , legumbres y fertilizantes) contribuyen a las emisiones de óxido nitroso», dijo. «Pero los agricultores podrían reducir las emisiones de óxido nitroso si pudieran aplicar estiércol después de plantar el cultivo, más cerca de cuando el maíz comienza a absorber nitrógeno.
«Y si pudieran aplicar estiércol solo cuando el cultivo lo necesita», agregó, «probablemente podrían usar menos fertilizante de nitrógeno inorgánico». Pero el equipo para agregar estiércol a un cultivo de maíz en crecimiento aún no está ampliamente disponible».
Los investigadores compararon los efectos de tres tratamientos de manejo para el maíz sin labranza y midieron las emisiones de óxido nitroso durante la temporada de crecimiento del maíz. En la rotación de maíz y soja, el equipo comparó las emisiones de óxido nitroso de la difusión de estiércol de leche, la inyección de estiércol de discos poco profundos y la aplicación de fertilizantes inorgánicos en forma de nitrato amónico de urea líquida.
El estiércol se aplicó antes de sembrar el maíz, como lo hacen la mayoría de las granjas, mientras que en el tratamiento con fertilizante inorgánico, el fertilizante se aplicó de acuerdo con las prácticas recomendadas, cuando el maíz estaba creciendo y absorbiendo nitrógeno.
Este mejor momento para la aplicación de nitrógeno permitió una aplicación de nitrógeno total reducida, y las emisiones de óxido nitroso fueron más bajas que con el tratamiento de estiércol inyectado. La inyección de estiércol aumentó las emisiones de óxido nitroso en comparación con el tratamiento de estiércol al voleo en un año del estudio, lo que indica que los beneficios ambientales y de conservación de nitrógeno de la inyección deben sopesarse frente a las emisiones adicionales al seleccionar la práctica.
Los investigadores también compararon las emisiones de óxido nitroso del maíz cultivado para ensilado o grano en la rotación de forraje lácteo de seis años sin labranza en la que el maíz siguió a un cultivo de forraje mixto de alfalfa y pasto de huerta de dos años y también un cultivo de cobertura de trébol carmesí. El estiércol también se volcó antes de la siembra de maíz y las emisiones de óxido nitroso se compararon con la rotación en la que se sembró el maíz después de la soja con estiércol volcado. Las emisiones de óxido nitroso durante la temporada de maíz no difirieron entre los tres tratamientos anteriores con leguminosas.
En ambos experimentos, las emisiones de óxido nitroso alcanzaron su punto máximo unas pocas semanas después de aplicar el estiércol y durante un breve período después de aplicar el fertilizante. Dado que las emisiones de óxido nitroso están influenciadas por factores que influyen en los procesos microbianos, los investigadores examinaron qué factores ambientales y de disponibilidad de nitrógeno eran más predictivos de las emisiones de óxido nitroso. El aumento de las temperaturas que estimulan el crecimiento del maíz y los factores que influyen en la disponibilidad de nitrógeno en el suelo fueron factores importantes en ambas comparaciones.
El estudio muestra que la disponibilidad de nitrógeno de los insumos orgánicos, como el estiércol y los cultivos de cobertura de leguminosas, puede contribuir a las emisiones de óxido nitroso del maíz, señaló la investigadora principal María Ponce de León, exestudiante de posgrado en el grupo de investigación de Karsten, ahora candidata doctoral en la Universidad de California. , Davis. Identificar cómo sincronizar las enmiendas de nitrógeno orgánico con la absorción de maíz representa una oportunidad, dijo, para reducir las emisiones de óxido nitroso de los sistemas de producción de lácteos.
Ahora, los granjeros lecheros aplican estiércol principalmente antes de sembrar maíz y, a medida que el estiércol y la biomasa de leguminosas orgánicas del cultivo de cobertura se descomponen, el contenido de nitrógeno se acumula en el suelo. Una parte puede perderse como emisiones de óxido nitroso o filtrarse a las aguas subterráneas.
«Hasta que el maíz absorba rápidamente el nitrógeno del suelo, existe la posibilidad de que se produzcan ambas pérdidas ambientales», dijo Ponce de León. «Si pudiéramos sincronizar mejor el momento de la aplicación de estiércol con el momento en que el maíz está creciendo y absorbiendo nitrógeno, podríamos reducir las emisiones de óxido nitroso. Eso también ayudaría al cultivo y al agricultor a capturar mejor el nitrógeno que está disponible en ese estiércol».
La investigación, publicada recientemente en Nutrient Cycling in Agroecosystems , se llevó a cabo en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de Penn State como parte del proyecto mucho más grande «Sistemas de cultivo de leche» que ha estado en marcha durante más de una década. Iniciado en 2010, ese proyecto principal tiene como objetivo producir de manera sostenible el forraje y el alimento para una granja lechera típica de 65 vacas y 240 acres en Pensilvania.
Más información: María A. Ponce de León et al. Emisiones de óxido nitroso de sistemas de maíz con estiércol y sin labranza, Ciclo de nutrientes en agroecosistemas (2021). DOI: 10.1007/s10705-021-10131-y
