Agricultura Cultivos y Semillas Estados Unidos

Menos pérdidas de nitrógeno con cultivos de biocombustibles perennes


Ahora se ha demostrado que los cultivos de biocombustibles perennes como el miscanthus, cuyos altos rendimientos los han llevado a ser considerados una alternativa eventual al maíz en la producción de etanol, tienen otra característica beneficiosa: la capacidad de reducir el escape de nitrógeno en el medio ambiente.


por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign


En un estudio de 4 años de la Universidad de Illinois que comparó miscanthus, switchgrass y especies mixtas de praderas con rotaciones típicas de maíz, maíz y soja, cada uno de los cultivos perennes fue altamente eficiente para reducir las pérdidas de nitrógeno, y el miscanthus tuvo el mayor rendimiento.

«Nuestros resultados demuestran claramente que los flujos ambientales de nitrógeno de la agricultura de cultivos en hileras pueden reducirse en gran medida después del establecimiento de cultivos de biocombustibles perennes», dijo Candice Smith, asociada de investigación posdoctoral de la U de I «Debido a la variabilidad del establecimiento, pudimos comparar los cultivos anuales en hileras con los cultivos perennes. Aunque en los primeros dos años, la lixiviación de nitrato se mantuvo alta en el cultivo de miscanto no establecido , una vez que se estableció un cultivo denso y productivo en el segundo año de crecimiento, la lixiviación de nitrato en el drenaje de azulejos disminuyó rápidamente «.

Smith dijo que esta capacidad de reducir la pérdida de nitrógeno en el medio ambiente demostrará ser muy beneficiosa.

«La producción intensiva de maíz con grandes aportes de fertilizantes conduce a grandes pérdidas de nitrógeno en el medio ambiente, tanto a través de las emisiones de gases de óxido nitroso y la lixiviación de nitrato a las aguas superficiales a través de sistemas de drenaje de azulejos», agregó Mark David, biogeoquímico de la U de I. «El óxido nitroso es un gas de efecto invernadero , y el nitrato puede contaminar los suministros de agua potable y provocar problemas en el océano costero. La zona hipóxica que se forma cada verano en el Golfo de México es el resultado de la lixiviación de nitrato del cinturón de maíz del medio oeste drenado por azulejos Estados Unidos: un lugar probable para la producción de biocombustibles «, dijo.

En el estudio, financiado por el Instituto de Biociencias Energéticas, se compararon miscanthus, switchgrass y especies mixtas de praderas contra una rotación típica de maíz, maíz y soja. Se midió la biomasa y el nitrógeno cosechados, las emisiones de óxido nitroso y la lixiviación de nitrato en el perfil medio del suelo y a través de las líneas de drenaje de baldosas.

Los investigadores encontraron que los cultivos perennes redujeron rápidamente la lixiviación de nitrato en el perfil medio del suelo, así como en las líneas de azulejos. «Para el cuarto año, cada uno de los cultivos perennes tenía pequeñas pérdidas», dijo Smith. «Las emisiones de óxido nitroso también fueron mucho menores en los cultivos perennes, incluida la hierba de cambio , que fue fertilizada con nitrógeno, mientras que la pradera y el miscanto no lo fueron. En general, los niveles de nitrógeno fueron más altos para el tratamiento de maíz y soja, así como la hierba de cambio, pero fueron más bajos para pradera y miscanto. Los niveles de pradera y miscanto fueron más bajos debido a la cosecha de la biomasa de la planta (y nitrógeno) cada invierno, sin adiciones de nitrógeno fertilizante para reemplazarlo, como ocurrió en el maíz y el pasto interruptor «, dijo.

David agregó que el miscanto y la pradera mixta también tenían relaciones muy amplias de carbono a nitrógeno en el material cosechado, tanto como 257 a 1 para el miscanto. «Miscanthus movió eficientemente el nitrógeno de las hojas a los sistemas de raíces y rizomas después de la temporada de crecimiento, donde podría usarse nuevamente el próximo año», dijo David. «El nivel más bajo de nitrógeno sugiere que la pequeña cantidad de nitrógeno eliminada por la cosecha en praderas y miscantos provino del gran conjunto de nitrógeno y / o fijación de nitrógeno del suelo. Si el suelo es la fuente, esto podría conducir al agotamiento de este recurso sin fertilización «Si la fijación microbiana suministrara el nitrógeno, este sería un aporte más sostenible», dijo.

David dijo que aunque se necesita más investigación para comprender completamente el ciclo del nitrógeno en estos nuevos y emocionantes cultivos de biocombustibles como el miscanthus, los resultados de este estudio muestran claramente que estos cultivos tienen el potencial de reducir rápida y enormemente las pérdidas de nitrógeno que tienen importantes efectos ambientales, mientras que proporcionando una gran cosecha de biomasa.

En un número del Journal of Environmental Quality se publicó «Reducción de las pérdidas de nitrógeno después de la conversión de la agricultura de cultivos en hileras en cultivos perennes de biocombustibles» . Además de Smith y David, Corey Mitchell, Michael Masters, Kristina Anderson-Teixeira, Carl Bernacchi e Even DeLucia contribuyeron a la investigación.


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