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Verde derecho para cultivo, ambiente, billetera


Demasiado de algo bueno puede ser algo malo. Eso es cierto para los fertilizantes nitrogenados.


Por Adityarup «Rup» Chakravorty


Sin suficiente nitrógeno, los cultivos no crecen bien. Los rendimientos se reducen significativamente.

Un campo sembrado con trigo de invierno tiene palos amarillos colocados para marcar el campo.
Las parcelas experimentales del campo de trigo de invierno. 
Crédito de la foto Guohui Feng.

Las parcelas experimentales del campo de trigo de invierno. Crédito de la foto Guohui Feng.La aplicación de demasiado fertilizante nitrogenado, por otro lado, puede dañar el medio ambiente. El nitrógeno puede ingresar a la cuenca, contaminando los ecosistemas acuáticos. Los microbios también pueden convertir el exceso de nitrógeno en óxido nitroso, un gas de efecto invernadero implicado en el cambio climático.

«La gestión del nitrógeno es vital para la seguridad alimentaria mundial», dice Yuxin Miao, agrónomo de la Universidad de Minnesota. «También es crucial para reducir la contaminación y el cambio climático».

Miao y sus colegas han estado investigando formas de administrar eficientemente el nitrógeno en la agricultura. Compararon varios enfoques. Los investigadores encontraron que un enfoque, el manejo activo de nitrógeno basado en sensores de dosel, es el más eficiente.

La gestión de nitrógeno basada en sensores utiliza sensores de luz para controlar activamente la salud y la vitalidad de los cultivos. Los sensores miden diferentes longitudes de onda de la luz que proviene de las hojas de los cultivos. Estas medidas sirven como proxies para la salud de los cultivos.

Según las mediciones de campo, el software de los sensores puede calcular la cantidad de nitrógeno que necesitan los cultivos. Los agricultores pueden usar estos datos para aplicar cantidades óptimas de nitrógeno a los cultivos.

El objetivo es «hacer coincidir el suministro de nitrógeno con la demanda de nitrógeno del cultivo», dice Miao. Eso permite que los cultivos accedan a los fertilizantes nitrogenados exactamente cuando más los necesitan. A su vez, eso podría aumentar los rendimientos.

Este enfoque tiene varios beneficios en comparación con otras estrategias de manejo de nitrógeno. «Redujo la aplicación general de fertilizantes nitrogenados», dice Miao. «También disminuyó la pérdida de nitrógeno en el medio ambiente y redujo las emisiones de óxido nitroso».

Los sistemas basados ​​en sensores de canopy también tienen otras ventajas. «El uso de sensores es rápido y no destructivo», dice Miao. «No hay costos adicionales más allá de comprar los sensores».

Un investigador en un campo de maíz tan alto como sus hombros usa un pequeño dispositivo blanco unido a un palo de metal.  Lo sostiene por encima de su cabeza y lo mira.
Un estudiante utiliza el sensor activo de dosel GreenSeeker para recopilar datos de reflectancia del dosel.  Los datos recopilados ayudarán a determinar el estado de nitrógeno del cultivo.  Crédito de la foto Guohui Feng.

Un estudiante utiliza el sensor activo de dosel GreenSeeker para recopilar datos de reflectancia del dosel. Los datos recopilados ayudarán a determinar el estado de nitrógeno del cultivo. Crédito de la foto Guohui Feng.Además, los últimos modelos de sensores no están influenciados por la luz ambiental. Eso significa que los cultivadores pueden obtener una medición precisa sin importar el clima, sin necesidad de que se despejen las nubes.

También puede haber beneficios monetarios. «Esta tecnología puede reducir el uso de fertilizantes nitrogenados», dice Miao. «Los agricultores pueden reducir los costos de producción y aumentar los rendimientos económicos».

Para probar diferentes estrategias de manejo de nitrógeno, Miao y sus colegas realizaron experimentos de campo de 2008 a 2012. El sitio de estudio se encontraba en la provincia de Hebei, en el norte de China. Los investigadores probaron las diferentes estrategias en un sistema de rotación de trigo de invierno y maíz de verano.

Algunas de las otras estrategias de manejo de nitrógeno probadas por Miao también redujeron el uso de fertilizantes. Pero todos ellos tenían inconvenientes. Por ejemplo, un sistema requería probar los niveles de nitrógeno en el suelo. «Sin embargo, este sistema tenía limitaciones de mano de obra, tiempo y costos», dice Miao.

Miao ahora está trabajando para hacer mejoras. Algunos de los nuevos sistemas serán más adecuados para sistemas de cultivo de alto rendimiento. Otros pueden ser más eficientes que los actuales de mano.

Miao espera que estos sistemas de sensores tengan alcance global. «Esta estrategia de manejo de nitrógeno funcionaría con los principales cultivos en muchos países».

Pero Miao piensa que los granjeros no pueden hacerlo solos. Los agricultores, los investigadores y los proveedores de servicios deberán trabajar juntos. «Eso puede facilitar la adopción generalizada de este sistema, especialmente en los países en desarrollo», dice.

Miao presentó estos resultados en la reunión de noviembre de 2018 de la Sociedad Americana de Agronomía y Crop Science Society of America en Baltimore, MD.


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