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Las estrategias agrícolas climáticamente inteligentes pueden reducir las emisiones de óxido nitroso de la producción de maíz

Las estrategias agrícolas climáticamente inteligentes pueden reducir las emisiones de óxido nitroso de la producción de maíz
La investigadora principal María Ponce de León, ex estudiante de posgrado en ciencias de las plantas, lleva una cámara de emisiones de óxido nitroso a un campo de maíz en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de Penn State para medir la cantidad del potente gas de efecto invernadero emitido por el cultivo. Crédito: Heather Karsten

En el caso del maíz, el uso de abono lácteo y cultivos de cobertura de leguminosas en las rotaciones 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, quienes 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 forrajes lácteos, 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. UU., Es significativamente más potente que el dióxido de carbono o el metano cuando se trata de impulsar el cambio climático, según Heather Karsten, profesora asociada de producción de cultivos / ecología en la Facultad de Ciencias Agrícolas. El óxido nitroso es casi 300 veces más poderoso 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 aún no se dispone de un equipo para acondicionar el estiércol en un cultivo de maíz en crecimiento «.

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 cultivo del maíz. En la rotación maíz-soja, el equipo comparó las emisiones de óxido nitroso de la difusión de estiércol de lechería, la inyección de estiércol de disco poco profundo y la aplicación de fertilizante inorgánico en forma de nitrato de amonio de urea líquido.

El estiércol se aplicó antes de sembrar el maíz, como lo hacen la mayoría de las granjas, mientras que en el tratamiento de 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 menores 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 con las emisiones adicionales al seleccionar la práctica.

Los investigadores también compararon las emisiones de óxido nitroso del maíz cultivado para ensilaje 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 huerto de dos años y también a un cultivo de cobertura de trébol carmesí. El estiércol también se esparció antes de la siembra del 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 al voleo. Las emisiones de óxido nitroso durante la temporada de maíz no difirieron entre los tres tratamientos anteriores de leguminosas.

En ambos experimentos, las emisiones de óxido nitroso alcanzaron su punto máximo unas pocas semanas después de la aplicación del estiércol y durante un breve período después de la aplicación del 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 estimula el crecimiento del maíz y los factores que influyen en la disponibilidad de nitrógeno del 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 Maria Ponce de Leon, ex estudiante graduada del grupo de investigación de Karsten, ahora candidata a doctorado 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 láctea.

Ahora, los productores lecheros aplican estiércol principalmente antes de plantar maíz y, a medida que el estiércol y la biomasa de leguminosas orgánicas se descomponen, el contenido de nitrógeno se acumula en el suelo. Parte de ella puede perderse como emisiones de óxido nitroso o filtrarse al agua subterránea.

«Hasta que el maíz absorba rápidamente el nitrógeno del suelo, existe la posibilidad de ambas pérdidas ambientales», dijo Ponce de León. «Si pudiéramos sincronizar mejor el momento de la aplicación del estiércol con el momento en que el maíz está creciendo y absorbiendo nitrógeno, podríamos reducir las misiones 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 lácteo» 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.



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