Con las pautas de calidad del agua que obligan a más agricultores a actuar sobre la pérdida de nitrógeno, los cultivos de cobertura y las aplicaciones divididas de nitrógeno se están volviendo más comunes en el Medio Oeste.
por Lauren Quinn, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Pero una nueva investigación de la Universidad de Illinois muestra que estas prácticas de conservación pueden no proporcionar beneficios ambientales en todos los ámbitos.
«Como investigadores, tendemos a observar un tipo de contaminación a la vez. El nuestro es uno de los primeros estudios en evaluar el ciclo del nitrógeno de manera más holística. Las prácticas de conservación relacionadas con la calidad del agua han llamado mucho la atención últimamente, pero también es importante para saber cómo podrían afectar las emisiones de óxido nitroso, un importante gas de efecto invernadero que contribuye al cambio climático», dice Giovani Preza-Fontes, quien trabajó en el estudio como estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias de Cultivos de la U de I. Preza-Fontes ahora es investigador postdoctoral en la Universidad de Purdue.
En lo que respecta a los gases de efecto invernadero, el óxido nitroso es un desastre. Con una potencia 298 veces mayor que la del dióxido de carbono, el óxido nitroso se libera cuando los microbios del suelo metabolizan el nitrógeno, un nutriente esencial necesario para cultivar maíz. Cuando los suelos se calientan en la primavera y el verano, los microbios se ponen a trabajar en cualquier nitrógeno que no haya sido absorbido por los cultivos , convirtiendo una parte en el poderoso gas de efecto invernadero.
Algunos agricultores se han alejado de la aplicación anhidra de otoño, dividiendo el nitrógeno entre el comienzo de la primavera y la mitad de la temporada. Los defensores dicen que esta aplicación dividida es más precisa, entrega la cantidad exacta de nitrógeno que los cultivos necesitan en el momento y deja menos en el suelo para que se pierda en el agua de drenaje. De manera similar, los agricultores plantan cultivos de cobertura para absorber el exceso de nitrógeno después de la cosecha.
Pero, ¿cómo se comportan estas prácticas en términos de emisiones de óxido nitroso?
Preza-Fontes, junto con los profesores asistentes Laura Christianson y Cameron Pittelkow (ahora en UC Davis), midieron las emisiones de óxido nitroso en campos de maíz durante tres temporadas. Imitaron varias prácticas de conservación, incluida una aplicación de nitrógeno solo antes de la temporada; dividir las aplicaciones de nitrógeno en primavera y en la etapa de crecimiento del maíz V6 o V7; nitrógeno dividido más un cultivo de cobertura de centeno cereal; o sin nitrógeno añadido.
Descubrieron que el cambio de la aplicación dividida de nitrógeno de pretemporada a la de temporada no influyó en los niveles de óxido nitroso en ninguno de los tres años.
En cambio, el óxido nitroso se disparó en parcelas con cultivos de cobertura.
«Durante los tres años, vimos mayores picos diarios en las emisiones de óxido nitroso con la combinación de la aplicación dividida de nitrógeno durante la temporada y los cultivos de cobertura, pero esos picos no se tradujeron en mayores emisiones acumuladas, excepto por un año. Creo que este patrón indica existe la posibilidad de mayores emisiones de óxido nitroso cuando incorporamos un cultivo de cobertura de centeno en nuestros sistemas de cultivo», dice Preza-Fontes.
¿Por qué el centeno cereal aumentaría las emisiones de óxido nitroso? En pocas palabras, puede crear las condiciones perfectas para la producción de óxido nitroso. La materia vegetal muerta es un plato enorme para los microbios del suelo, ya que proporciona carbono adicional para la actividad microbiana. El residuo de la planta también ayuda a crear un ambiente que limita el oxígeno, una condición clave para la producción de óxido nitroso.
Curiosamente, los picos llegaron en el verano, no inmediatamente después de la terminación del cultivo de cobertura.
«No sucede nada en el campo, en cuanto a las operaciones, en julio o agosto. El cultivo de cobertura ha estado muerto durante meses en ese momento. Por lo tanto, para investigaciones futuras, querremos descubrir estrategias de manejo para hacer en la primavera para ayudar a reducir los picos que vienen con el cultivo de cobertura más tarde en el verano», dice Christianson.
El estudio utilizó un tratamiento de quema de glifosato para matar los cultivos de cobertura. Los investigadores dicen que un método de terminación, un momento o una especie de cultivo de cobertura diferentes podrían cambiar el potencial de las emisiones de óxido nitroso, pero aún no saben cómo.
«Por lo general, usamos la proporción de carbono a nitrógeno (C a N) como una indicación de qué tan rápido se descompondrá la biomasa. Una hierba como el centeno tiene una mayor proporción de C a N, lo que significa que se descompondrá más lentamente que una cubierta de leguminosas cultivo, que tiene una baja proporción de C a N», dice Preza-Fontes.
De cualquier manera, los investigadores enfatizan que se ha demostrado muchas veces que los cultivos de cobertura benefician la calidad del agua. Y aunque las emisiones acumuladas fueron mayores en un año con cultivos de cobertura, la práctica de conservación aún tiene valor.
«No existe una práctica perfecta, pero eso no significa que debamos abandonarlas todas. Sabemos que los cultivos de cobertura son buenos para la calidad del agua. Los próximos pasos serían optimizar las especies de cultivos de cobertura, el manejo y la labranza, para que podamos continuar utilizar cultivos de cobertura para el agua y reducir el pico de óxido nitroso más adelante en el verano», dice Christianson.
Preza-Fontes agrega: «No debemos confiar en una sola práctica para resolver todos los problemas ambientales. Creo que conocer las limitaciones y ventajas de cada práctica será la forma más adecuada de avanzar».
El artículo, «La aplicación fraccionada de nitrógeno durante la temporada y los efectos de los cultivos de cobertura sobre las emisiones de óxido nitroso en el maíz de secano», se publica en Agriculture, Ecosystems and Environment . Los autores incluyen a Giovani Preza-Fontes, Laura Christianson, Kristin Greer, Rabin Bhattarai y Cameron Pittelkow.
