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Recomendaciones de nitrógeno más precisas para el maíz para ayudar a los agricultores a reducir la contaminación

Recomendaciones de nitrógeno más precisas para el maíz para ayudar a los agricultores a reducir la contaminación
Este campo de cultivo de Pensilvania, plantado con una mezcla de cultivos de cobertura de raigrás anual y trébol carmesí, fue el sitio de un experimento que probaba el nuevo sistema de recomendación de fertilizantes nitrogenados. Crédito: Charlie White / Penn State

Investigadores de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State han desarrollado un componente importante de un nuevo sistema que los productores de maíz pueden usar para ajustar las aplicaciones de fertilizantes nitrogenados……


por Jeff Mulhollem, Universidad Estatal de Pensilvania


Investigadores de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State han desarrollado un componente importante de un nuevo sistema que los productores de maíz pueden usar para ajustar las aplicaciones de fertilizantes nitrogenados en función de las mediciones específicas del sitio de los cultivos de cobertura y la materia orgánica del suelo.

El desarrollo es notable porque si bien el uso generalizado de cultivos de cobertura en rotaciones con maíz en la última década ha resultado en reducciones en la contaminación y sedimentación de nutrientes, la introducción de cultivos de cobertura ha confundido la toma de decisiones de los productores con respecto a la cantidad de fertilizante nitrogenado que se debe aplicar. satisfacer sus demandas de cultivos comerciales.

«En todo el mundo, tenemos una gran cantidad de contaminación por nitrógeno proveniente de la agricultura debido al uso de fertilizantes o estiércol», dijo el investigador Charlie White, profesor asistente y especialista en extensión en fertilidad del suelo y manejo de nutrientes. «Y no se trata solo de la mala gestión de los agricultores . Mucho de esto tiene que ver con la falta de herramientas disponibles para los agricultores para predecir con precisión la cantidad correcta de nitrógeno que se necesita para los cultivos en un año determinado».

El factor de complicación, agregó White, es que en promedio, la mitad del nitrógeno que es absorbido por el cultivo de maíz proviene de la mineralización del nitrógeno en la materia orgánica del suelo. Las cosas se complican aún más para los agricultores que utilizan cultivos de cobertura, porque la cantidad de nitrógeno mineralizado de los cultivos de cobertura depende de la especie y de cómo se gestiona. A veces, los cultivos de cobertura incluso retienen nitrógeno y pueden requerir que los agricultores aumenten el fertilizante para el siguiente cultivo de maíz.

Recomendaciones de nitrógeno más precisas para el maíz para ayudar a los agricultores a reducir la contaminación
Zack Sanders, técnico de investigación y estudiante de doctorado, recolecta una muestra de suelo en un campo cubierto que se utilizará para ayudar a desarrollar una recomendación de fertilizante nitrogenado para el siguiente cultivo de maíz. Crédito: Charlie White / Penn State

Hasta ahora, ha sido extremadamente difícil predecir cuánta mineralización se producirá a partir de esas fuentes, explicó, y luego tener en cuenta esa mineralización en la decisión de un agricultor sobre la cantidad de fertilizante aplicar.

«El sistema de recomendación de nitrógeno que hemos usado en el pasado es crudo», dijo White. «Este es un problema del que los agrónomos, ambientalistas y agricultores han sido conscientes durante décadas. Creemos que hemos dado un paso importante hacia la solución del problema con una nueva herramienta de apoyo a las decisiones que acredita la mineralización de nitrógeno de los cultivos de cobertura y la materia orgánica del suelo.

El sistema, que incluye un prototipo de interfaz en línea disponible para que los agricultores y agrónomos lo prueben en este sitio web, incorpora modelos biogeoquímicos que predicen la contribución de la mineralización de nitrógeno para respaldar el rendimiento del maíz. Los modelos están diseñados específicamente para utilizar mediciones de suelos y cultivos de cobertura que son fácilmente accesibles para agricultores y agrónomos, incluida la concentración de materia orgánica del suelo, la textura del suelo y el contenido de nitrógeno de la biomasa del cultivo de cobertura.

Los investigadores calibraron los modelos para predecir el rendimiento de maíz sin fertilizar utilizando un conjunto de datos de 73 observaciones compiladas a partir de nueve experimentos realizados en diferentes sitios de Pensilvania. La investigación incluyó una serie de experimentos con cultivos de cobertura realizados en el centro y sureste de Pensilvania desde 2011 hasta 2014 en granjas comerciales y en una estación de investigación de Penn State.

Recomendaciones de nitrógeno más precisas para el maíz para ayudar a los agricultores a reducir la contaminación
Los agricultores colaboradores aplicaron fertilizante nitrogenado al maíz en un experimento que prueba el nuevo sistema de recomendación de fertilizantes que se está desarrollando en Penn State. Crédito: Zack Sanders / Penn State

Los científicos tomaron muestras de la biomasa de los cultivos de cobertura en el otoño en su punto máximo de crecimiento y en la primavera justo antes de la terminación cortando la biomasa aérea en cada parcela. Secaron, pesaron y cubrieron la biomasa de los cultivos y midieron las concentraciones de nitrógeno. Se recolectaron de seis a ocho muestras de suelo de cada parcela y se analizó el contenido de nitrógeno.

Los tratamientos de cultivos de cobertura se sembraron a fines del verano y se terminaron en la primavera siguiente, y se sembró maíz en cada campo como cultivo comercial de verano. Los rendimientos de grano de maíz en parcelas divididas no fertilizadas se midieron en el otoño. Los rendimientos de maíz de los tratamientos de cultivos de cobertura se utilizaron para calibrar el modelo para predecir el suministro de nitrógeno de los residuos de los cultivos de cobertura. Los resultados de la investigación se publicaron recientemente en el Agronomy Journal .

«Muchas de las pérdidas de nitrógeno que vemos en nuestros sistemas agrícolas ocurren porque no sabemos cuánto fertilizante aplicar al comienzo de la temporada», dijo White. «Entonces, este trabajo llena un gran vacío en la ciencia de las plantas, la ciencia del suelo y la agronomía en términos de poder predecir mejor el nitrógeno que será suministrado por los suelos y los residuos de los cultivos de cobertura. Nos da una mejor idea de la cantidad de fertilizante que realmente Podria necesitar.»


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