En la batalla contra las malezas, la labranza es una de las armas más poderosas a disposición de los agricultores orgánicos o ecológicos. Pero, dependiendo de cuándo se use, la labranza también puede ser un fuerte impulsor de las pérdidas de nitrógeno que contribuyen a la contaminación del agua subterránea,según los investigadores de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State.
"Sabemos que la agricultura orgánica depende en gran medida de la labranza para manejar las malezas e incorporar estiércol y cultivos de cobertura en los suelos, y nuestra investigación muestra que esta práctica puede generar compensaciones ambientales", dijo Denise Finney, académica postdoctoral en el laboratorio deJason Kaye, profesor asociado de biogeoquímica del suelo. "Aunque ayuda a reducir el uso de productos químicos, la labranza, especialmente la labranza de otoño, es un impulsor importante de la dinámica del nitrógeno y tiene implicaciones ambientales potenciales".
En un estudio que abarcó cinco años, Finney y sus colegas realizaron un monitoreo intensivo de nitrógeno en cuatro sistemas de cultivo diferentes diseñados para permitir comparaciones de los niveles de nitrógeno del suelo a lo largo del tiempo y bajo diferentes prácticas de manejo orgánico. Sus resultados aparecen en una preimpresión en línea y seránpublicado en la edición de diciembre de 2015 de Aplicaciones ecológicas y puede ayudar a los productores a tomar decisiones que reduzcan sus pérdidas de nitrógeno.
"El nitrógeno es complicado", dijo Finney. "Se ve afectado por variables que no podemos controlar, como la temperatura y la humedad, y por las decisiones de gestión que tomamos. Aunque sabemos mucho sobre los impactos de estas diferentes variables en el nitrógenodisponibilidad y pérdidas potenciales singularmente, queríamos entender cómo interactúan en el campo, particularmente mirando los sistemas gestionados orgánicamente ".
Los investigadores llevaron a cabo su experimento basado en el campo mediante la implementación de cuatro sistemas de cultivo diseñados para replicar los sistemas típicos de producción de forraje y alimentación orgánica de Pensilvania. Se diferenciaban entre sí en términos de cultivos comerciales y cultivos de cobertura: cultivos no cosechados plantados para proporcionar beneficioscomo la mejora de la calidad del suelo y el control de malezas, que se cultivaron, la secuencia en que se cultivaron, el momento y la intensidad de las operaciones de labranza y los insumos de estiércol.
Los investigadores plantaron el primer sistema con una secuencia de cultivos de cobertura durante la primera temporada de crecimiento y este sistema se labró convencionalmente entre cada plantación. Durante los siguientes dos años, mantuvieron este sistema en un cultivo comercial de alfalfa mínimamente labrado.
El segundo sistema de cultivo recibió una aplicación de estiércol y luego una siembra de verano de sudangrass - un cultivo de cobertura - que fue cultivado y seguido por un período de barbecho de otoño. Al igual que el primer sistema, este también estaba en alfalfa mínimamente labrada para elpróximos dos años.
En el tercer sistema de cultivo, un cultivo de cobertura de centeno / arveja vellosa sembrada el otoño anterior creció durante el verano antes de ser labrado. Este sistema utilizó un barbecho labrado de fines de verano para controlar la hierba perenne, cardo canadiense. En el otoño, ellos investigadores sembraron centeno, que hibernó y los investigadores lo cosecharon el verano siguiente. Este sistema recibió una aplicación de estiércol antes de ser plantado en maíz sin labranza.
El cuarto sistema de cultivo utilizó una secuencia de cultivos de cobertura mínimamente labrados, incluyendo trigo sarraceno, centeno y arveja peluda, antes de que los investigadores plantaran maíz que se manejaba con labranza convencional. Este sistema también recibió estiércol antes de la producción de maíz.
Las variaciones entre los cuatro sistemas de cultivo permitieron a los investigadores observar cómo las diferentes prácticas de manejo interactúan con las variables climáticas para influir en dos piezas clave del ciclo del nitrógeno: la cantidad de nitrógeno disponible en la planta o inorgánico presente en el suelo durante el crecimientoestación y la cantidad de nitrato presente en el agua del suelo debajo de la zona de la raíz de la planta. El nitrógeno inorgánico es la forma de nitrógeno que las plantas pueden absorber a través de sus raíces, e incluye tanto amonio como nitrato. Mientras que el amonio no se mueve fácilmente a través de los suelos, el nitratoEn determinadas condiciones, el nitrato puede filtrarse por debajo de la zona de la raíz y hacia la capa freática, donde actúa como contaminante.
Los investigadores recolectaron muestras de suelo de los campos de prueba cada dos semanas de marzo a noviembre durante cada año del estudio y las analizaron para determinar los niveles de nitrógeno inorgánico. También usaron dispositivos de recolección de agua durante el primer año del estudio para tomar muestras de agua dedebajo de la zona de la raíz, midiendo su contenido de nitrato para medir las posibles pérdidas de nitrato de los sistemas de cultivo.
Para analizar la gran cantidad de datos recopilados en el transcurso del estudio, incluidas 2.300 muestras de suelo, así como las mediciones diarias de temperatura del aire, precipitación y temperatura del suelo, los investigadores recurrieron a un método estadístico que no se usa típicamente en agriculturainvestigación - aprendizaje automático - para determinar cómo interactúan estas numerosas y complejas variables para afectar el nitrógeno del suelo.
Sus resultados indican que la labranza fue el impulsor más importante de la pérdida potencial de nitrógeno en los cuatro sistemas de cultivo, especialmente a fines del verano y principios del otoño. Cuando la labranza de otoño fue seguida por un período de barbecho, como suele ser el caso en Pennsylvania, estosExplosiones de nitrógeno a fines de la temporada no fueron capturadas por la absorción de las plantas y fueron vulnerables a la lixiviación, dijo Finney, un punto que tiene implicaciones importantes para los productores.
"Debemos asegurarnos de tomar decisiones sobre el momento de las operaciones de labranza teniendo en cuenta no solo nuestros objetivos de manejo de malezas sino también nuestros objetivos de manejo de nitrógeno. Sabemos que la labranza liberará nitrógeno, así que asegurémonos de que '"Lo seguimos con algunos medios para recapturar ese nitrógeno", dijo, y agregó que la labranza de primavera puede ser beneficiosa para liberar el nitrógeno requerido para cultivar cultivos comerciales. Plantar cultivos de invierno es una buena estrategia para capturar nitrógeno que se puede liberar con la labranza de otoño.
Si bien las responsabilidades de gestión de nutrientes recaen en última instancia en los agricultores, Finney siente que también hay margen para que las políticas desempeñen un papel.
"Creo que es interesante que, que yo sepa, nuestras políticas orgánicas federales no discutan la labranza, pero lo que estamos viendo claramente aquí es que la labranza tiene implicaciones ambientales potenciales", dijo.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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