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Medición de nitrógeno en abonos verdes

Medición de nitrógeno en abonos verdes
Una planta de trébol carmesí, que generalmente se recomienda para crecer en una mezcla de pastos, que se utilizó en este estudio. Crédito: Sandra Wayman

Tanto los fertilizantes químicos como los cultivos de cobertura pueden ayudar a aumentar el contenido de nitrógeno en el suelo. Pero los cultivos de cobertura tienen muchos otros beneficios, como mejorar la estructura del suelo y estimular los microbios beneficiosos.


por Emily Matzke, Sociedad Estadounidense de Agronomía


Los investigadores de la Universidad de Cornell están buscando formas de ayudar a generar mejores cultivos de cobertura , también conocidos como abonos verdes, que podrían ayudar a los agricultores en su búsqueda por cultivar cultivos de la manera más sostenible. Sus resultados fueron publicados en Crop Science , una publicación de la Crop Science Society of America.

Katherine Muller y su equipo están trabajando en estrategias para medir la fijación de nitrógeno en programas de mejoramiento para dos cultivos de cobertura comunes: el trébol carmesí y la arveja vellosa. Ambos cultivos pueden extraer nitrógeno del aire para ayudarlos a crecer. A esto se le llama fijación de nitrógeno.

«Los abonos verdes son cultivos que se utilizan para mejorar la fertilidad del suelo «, dice Muller. «Ayudan al suelo al agregar nutrientes. Observamos las legumbres, que aportan nitrógeno al suelo debido a su relación simbiótica con las bacterias».

El uso de abonos verdes de leguminosas existe desde hace miles de años. Sin embargo, después de la década de 1950, los fertilizantes químicos se convirtieron en la principal fuente de nitrógeno para los agricultores de los países desarrollados. Esto se debe a que dos científicos, Haber y Bosch, encontraron una manera de extraer nitrógeno del aire y producir fertilizantes químicos.

Aunque este tipo de fertilizante es productivo, también requiere energía para producirlo y puede deslizarse fácilmente en los cuerpos de agua si no se administra correctamente.

Medición de nitrógeno en abonos verdes
Sistema radicular de una arveja peluda, con nódulos que contienen bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno. Crédito: Katherine Muller

«Los cultivos de cobertura son herramientas importantes de gestión ecológica», dice Muller. «Fomentan comunidades microbianas y colocan nutrientes en el suelo. Esencialmente, ayudan a construir un suelo fértil que puede suministrar nutrientes cuando las plantas los necesitan».

El uso de cultivos de cobertura puede ser riesgoso para los agricultores porque no pueden determinar la cantidad exacta de nitrógeno suministrado al suelo. Los fertilizantes químicos permiten el cálculo exacto de la cantidad de nitrógeno aplicada a un cultivo. Pero la cantidad de nitrógeno que proporciona cada tipo de cultivo de cobertura no es un número conocido.

La cantidad de nitrógeno suministrada por un cultivo de cobertura de leguminosas depende de qué tan bien crezca y cuánto de su nitrógeno proviene de la fijación frente a la absorción del suelo. Actualmente, las semillas de cultivos de cobertura disponibles no tienen reproducción selectiva para la fijación de nitrógeno, un rasgo valioso.

Los fitomejoradores están trabajando para desarrollar variedades de cultivos de cobertura que reduzcan los riesgos y aumenten los beneficios para los agricultores. Esperan que mejores variedades aumenten el uso de cultivos de cobertura como alternativa a los fertilizantes químicos. La fijación de nitrógeno es una de sus principales prioridades para los abonos verdes de leguminosas.

«Nuestro objetivo es ayudar a los fitomejoradores a desarrollar estrategias para apuntar a la fijación de nitrógeno en los cultivos de cobertura», explica Muller. «Debido a que la fijación de nitrógeno es un rasgo complicado que cambia a medida que crecen las plantas, el momento de las mediciones es importante».

Para los agricultores, la medida más importante de la fijación de nitrógeno es cuando se termina el cultivo. Los abonos verdes de leguminosas generalmente se terminan en la etapa de floración tardía. Una terminación más temprana significa que es probable que el cultivo vuelva a brotar y se convierta en una maleza. Sin embargo, los programas de reproducción para la arveja peluda y el trébol carmesí no pueden tomar esa medida, ya que necesitan eliminar la planta antes de la polinización cruzada.

Medición de nitrógeno en abonos verdes
Semillas maduras de arveja peluda, que se utilizaron en el estudio para mostrar tipos de muestras y medidas disponibles para los criadores. Crédito: Sandra Wayman

«Nuestro equipo hizo un experimento de campo con un programa de reproducción activo», dice Muller. «Recolectamos tejidos de plantas y medimos la fijación de nitrógeno. Pudimos decir cuánto nitrógeno de la planta proviene de la fijación en comparación con el suelo».

El equipo probó tres tipos de muestras que un fitomejorador puede tomar para compararlas con la muestra más relevante para los agricultores. Luego midieron la fijación de nitrógeno enviando sus muestras a un laboratorio que mide el contenido total de nitrógeno y la abundancia de un isótopo estable natural.

El nitrógeno del suelo generalmente tiene una mayor abundancia del isótopo estable de nitrógeno que el nitrógeno de la fijación. Esto permite a los investigadores estimar la proporción de nitrógeno que una planta obtiene del suelo frente a la fijación.

«Nuestra recomendación es recolectar tallos de cada planta en la etapa de floración temprana para medir la fijación de nitrógeno a través de isótopos estables», dice Muller. «Esto proporciona una buena aproximación para la fijación de nitrógeno en plantas enteras , medida en la etapa de floración tardía que es más relevante para los agricultores».

Según Muller, si los criadores van a agregar una medida, debería ser esta. La proporción de nitrógeno obtenida por fijación a menudo no se correlaciona con el tamaño de la planta u otras medidas.

«Es importante medir el nitrógeno real fijado en el cultivo de cobertura porque puede variar», dice Muller. «Los agricultores quieren saber cuánto nitrógeno están aportando a sus campos. Necesitamos medir con precisión y proporcionar esta información para ayudar a los agricultores a tomar decisiones. Esperamos que nuestra investigación anime a más agricultores a adoptar cultivos de cobertura de leguminosas como fuente de nitrógeno «.



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