Las pruebas de fertilidad del suelo que los agricultores han usado durante décadas para medir los niveles de nitrógeno no representan la gran mayoría del nitrógeno en los suelos, por lo que los científicos de la Universidad Estatal de Iowa ayudaron a desarrollar una nueva prueba que arroja resultados más precisos mediante el uso de la biología del suelo.
por Fred Love, Universidad Estatal de Iowa
Marshall McDaniel, profesor asistente de agronomía, dirigió recientemente un estudio publicado en el Agronomy Journal revisado por pares que analizó una combinación de pruebas de suelo para medir las necesidades de nitrógeno del maíz con mayor precisión que las pruebas químicas estándar . El nitrógeno juega un papel esencial en el crecimiento de las plantas y los agricultores necesitan saber cuánto nitrógeno está presente en su suelo para optimizar la aplicación de fertilizantes nitrogenados. McDaniel dijo que el estudio, realizado en colaboración con otras universidades, podría conducir a recomendaciones de fertilizantes nitrogenados más precisas, lo que resultaría en beneficios económicos para los agricultores y una mejor calidad ambiental.
McDaniel dijo que los agricultores se han basado en pruebas de extracción química durante aproximadamente 50 años. La mayoría de estas pruebas miden solo las formas de nitrógeno disponibles inmediatamente para las plantas, como el nitrato y el amonio. Pero esas pruebas no dan cuenta de la mayoría de las reservas de nitrógeno almacenadas en la materia orgánica del suelo. Esta forma de nitrógeno requiere microorganismos del suelo, a los que McDaniel se refirió como «guardianes» del nitrógeno, para liberar el nutriente vegetal de la materia orgánica del suelo para que esté disponible para el maíz.
Para abordar eso, McDaniel y sus colegas utilizaron 30 pruebas biológicas y químicas del suelo para encontrar la mejor prueba , o combinación de pruebas, para predecir las necesidades de nitrógeno de los cultivos de maíz en 56 sitios de campo experimentales desde fines de la década de 1990. Luego, los investigadores aplicaron un algoritmo de aprendizaje automático capaz de encontrar la mejor combinación de pruebas para predecir la aplicación óptima de fertilizantes nitrogenados para el maíz. La mejor combinación de pruebas incluyó una prueba química que midió el nitrógeno atrapado en la arcilla y una prueba biológica que midió el nitrógeno liberado por los microbios del suelo en una incubación de 14 días a temperaturas y humedad óptimas para hacer que los microbios liberaran nitrógeno de la materia orgánica del suelo.
También compararon los resultados de su combinación de pruebas químicas y biológicas con los de las pruebas químicas estándar. Descubrieron que su método de prueba combinado redujo la sobreaplicación y la subaplicación de fertilizantes nitrogenados en aproximadamente un 40%. Eso es importante porque los agricultores quieren hacer el uso más eficiente posible de sus fertilizantes. La aplicación excesiva de nitrógeno puede provocar una escorrentía excesiva y otros impactos ambientales, mientras que la aplicación insuficiente puede reducir el rendimiento de los cultivos.
Por lo general, los agricultores toman muestras de suelo en la primavera o poco después de que emergen sus cultivos y las envían a un laboratorio que realiza la prueba química. McDaniel dijo que las pruebas biológicas, como la que incorporó en sus experimentos, han ganado popularidad en las últimas décadas. Pero dijo que el período de incubación de 14 días requerido para la prueba biológica llevado a cabo en su laboratorio probablemente evitará que el método se utilice más ampliamente. Los laboratorios privados que realizan análisis de suelo para los agricultores tienen que cambiar sus resultados en más de dos semanas, dijo. Ahora el grupo de investigación de McDaniel está trabajando en pruebas biológicas más breves que probablemente serían adoptadas por los laboratorios. Pero predijo que los laboratorios comenzarán a combinar múltiples pruebas, especialmente usando pruebas biológicas como la que usaron, para obtener recomendaciones más precisas sobre el nitrógeno del maíz .
«No creo que este proceso exacto se adopte ampliamente, pero la combinación del uso del aprendizaje automático con pruebas biológicas y químicas muestra una gran promesa para el futuro», dijo.
