Un estudiante usa el sensor de dosel activo GreenSeeker para recopilar datos de reflectancia del dosel. Los datos recopilados ayudarán a determinar el estado de nitrógeno del cultivo. Crédito:Guohui Feng
Demasiado bueno puede ser malo. Eso es ciertamente cierto para los fertilizantes nitrogenados.
Sin suficiente nitrógeno, los cultivos no crecen bien. Los rendimientos se reducen significativamente.
Aplicar demasiado fertilizante nitrogenado, por otra parte, puede dañar el medio ambiente. El nitrógeno puede entrar en la cuenca hidrográfica, 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 de manera eficiente el nitrógeno en la agricultura. Compararon varios enfoques. Los investigadores encontraron que un enfoque, gestión activa de nitrógeno basada en sensores de dosel, es el más eficiente.
El manejo de nitrógeno basado en sensores utiliza sensores de luz para monitorear activamente la salud y vitalidad de los cultivos. Los sensores miden diferentes longitudes de onda de luz provenientes de las hojas de los cultivos. Estas medidas sirven como indicadores de la salud de los cultivos.
Basado en mediciones de campo, El software de los sensores puede calcular la cantidad de nitrógeno que necesitan los cultivos. Los agricultores pueden utilizar 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 de los cultivos, ", dice Miao. Eso permite que los cultivos accedan a los fertilizantes nitrogenados exactamente cuando más los necesitan. A su vez, que podría aumentar los rendimientos.
Un estudiante usa el sensor de dosel activo GreenSeeker en un campo de trigo de invierno. Los datos recopilados ayudarán a determinar el estado de nitrógeno del cultivo. Crédito:Yuxin Miao
Este enfoque tiene varios beneficios en comparación con otras estrategias de gestión del 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 dosel también tienen otras ventajas. "El uso de sensores es rápido y no destructivo, ", dice Miao." No hay costos adicionales más allá de la compra de los sensores ".
También, los últimos modelos de sensores no se ven afectados por la luz ambiental. Eso significa que los productores pueden obtener una medición precisa sin importar el clima, sin necesidad de que las nubes se despejen.
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 beneficios económicos ".
Para probar diferentes estrategias de manejo del nitrógeno, Miao y sus colegas llevaron a cabo experimentos de campo entre 2008 y 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 del nitrógeno probadas por Miao también redujeron el uso de fertilizantes. Pero todos tenían inconvenientes. Por ejemplo, un sistema requería analizar el suelo para determinar los niveles de nitrógeno. "Sin embargo, este sistema tenía mano de obra, tiempo, y limitaciones de costos, "dice Miao.
Miao ahora está trabajando para realizar mejoras. Algunos de los nuevos sistemas serán más adecuados para sistemas de cultivo de alto rendimiento. Otros pueden ser más eficientes que los portátiles actuales.
Miao espera que estos sistemas de sensores tengan un alcance global. "Esta estrategia de manejo del nitrógeno funcionaría con cultivos importantes en muchos países".
Pero Miao piensa que los agricultores no pueden hacerlo solos. Agricultores, investigadores, y los proveedores de servicios deberán trabajar juntos. "Eso puede facilitar la adopción generalizada de este sistema, especialmente en los países en desarrollo, " él dice.
Miao presentó estos resultados en la reunión de noviembre de 2018 de la American Society of Agronomy and Crop Science Society of America en Baltimore, MARYLAND.
