Para juzgar la efectividad general de los cultivos de cobertura y elegir aquellos que ofrecen la mayor cantidad de servicios ecosistémicos, los científicos agrícolas deben considerar las raíces de las plantas, así como la biomasa aérea, según los investigadores de Penn State que probaron las características de las raíces de los cultivos de cobertura en tresmonocultivos y una mezcla.
"Casi todo lo que sabemos sobre el crecimiento de los cultivos de cobertura proviene de la medición de las partes aéreas y, sin embargo, algunos de los beneficios que queremos obtener de los cultivos de cobertura provienen de las raíces", dijo el investigador Jason Kaye, profesor de suelobiogeoquímica. "Este estudio nos muestra que lo que vemos en la superficie a veces, pero no siempre, refleja los beneficios bajo tierra".
Los cultivos de cobertura se utilizan ampliamente para aumentar la cantidad de carbono orgánico que se devuelve al suelo entre cultivos comerciales como el maíz, el trigo y la soja, así como para limitar la erosión y fijar o agregar nitrógeno al suelo. Se conocen las raíces de los cultivos de coberturapara jugar un papel esencial en el aumento de los niveles de carbono orgánico del suelo, señaló Kaye, pero los rasgos de las raíces que impactan los niveles de carbono varían ampliamente entre las especies de cultivos de cobertura, y esta variación aún no se ha caracterizado.
Recientemente, señaló Kaye, las mezclas de cultivos de cobertura se han vuelto más populares como una forma de aumentar la diversidad de los beneficios de los cultivos de cobertura. Su grupo de investigación en la Facultad de Ciencias Agrícolas ha estado realizando un experimento continuo para evaluar la eficacia de varias mezclas de cultivos de coberturadesde 2011.
En el último estudio, realizado en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larsen de Penn State en Rock Springs, publicado recientemente en Agricultura y sistemas alimentarios renovables , los investigadores evaluaron los tratamientos de cultivos de cobertura, incluidos los monocultivos de triticale, canola y trébol carmesí, así como una mezcla de cinco especies dominada por esas tres especies.
Probaron la cantidad, la calidad y la distribución espacial de las raíces de los cultivos de cobertura para aprender sobre la variación de los rasgos de las raíces entre las especies y cómo esa variación afecta el diseño de la mezcla. Llevaron núcleos de raíces de ubicaciones en hileras y entre hileras a una profundidadde aproximadamente 16 pulgadas en otoño y primavera de cultivos de cobertura plantados después del trigo de invierno.
Los investigadores también evaluaron los aportes de carbono acumulados durante toda la rotación para determinar las contribuciones de carbono de las raíces de los cultivos de cobertura y los cultivos comerciales. Midieron la distribución vertical y horizontal de la biomasa de las raíces, la relación entre la biomasa de las raíces y la biomasa aérea, conocida como-relación de brotes - y la relacionó con la cantidad de nitrógeno en las plantas para determinar cómo estos parámetros diferían entre los tratamientos de cultivos de cobertura.
Las mezclas de cultivos de cobertura aumentaron los aportes totales de carbono al suelo porque simultáneamente tenían aportes altos de raíces y brotes y promovieron mayores aportes de carbono de los residuos de cultivos de maíz, explicó Kaye.
"La cosecha de maíz fue más productiva siguiendo las mezclas que siguiendo las gramíneas, y si bien cosechamos mucha de esa productividad, parte se queda en los residuos", dijo. "Creo que esto es realmente interesante porque muestra que el efectode los cultivos de cobertura sobre el carbono del suelo no solo están relacionados con sus propias raíces y brotes, sino también cómo afectan el crecimiento de los cultivos comerciales ".
El estudio reveló diferencias en los rasgos de las raíces entre los tres importantes cultivos de cobertura anual de invierno, canola, trébol carmesí y triticale, señaló el investigador principal Joseph Amsili. La investigación descubrió varios rasgos importantes de las raíces, agregó, incluido elproporción y gran producción de raíces entre hileras de triticale, que es un híbrido de trigo de invierno y centeno de cereales.
"La mezcla de cinco especies se asoció con una mayor cantidad y distribución de raíces en comparación con un monocultivo de trébol carmesí, lo que muestra los beneficios de combinar leguminosas que tienen una biomasa de raíces limitada con especies de brassica y gramíneas que producen una mayor biomasa de raíces, pero proporcionan másnitrógeno ", dijo Amsili. Ahora es un asociado de extensión en la Sección de Ciencias de Suelos y Cultivos en la Facultad de Ciencias Vegetales Integrativas de la Universidad de Cornell, era un estudiante graduado en el Departamento de Ciencia y Gestión de Ecosistemas de Penn State cuando encabezó la investigación.
El estudio es importante porque el mayor conocimiento de las características de las raíces de los cultivos de cobertura mejora la comprensión de los vínculos entre las características de las raíces y los servicios que brindan los cultivos de cobertura, explicó Kaye. En el futuro, espera encontrar cultivos de cobertura y diseñar mezclas de cultivos de cobertura.que brindan beneficios inesperados al ecosistema y un impulso adicional a los cultivos comerciales que siguen.
"Ahora podremos pensar en lo que queremos que ocurra en el suelo y luego diseñar mezclas que tengan las características de las raíces que sean más capaces de proporcionar esos beneficios", dijo. "Avanzando en la investigación sobre las características de las raíces de los cultivos de coberturasirve como una base sólida para diseñar mezclas con rasgos complementarios de las raíces. Imagino que aprovecharemos muchas plantas de cultivos de cobertura diferentes para diferentes rasgos, tanto por encima como por debajo del suelo ".
Esta investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura, Iniciativa de Investigación y Extensión Orgánica del Departamento de Agricultura de EE. UU..
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Materiales proporcionado por Penn State . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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