Este campo de cultivo de Pensilvania, plantado con una mezcla de cultivo de cobertura de raigrás anual y trébol carmesí, fue el sitio de un experimento que probaba el nuevo sistema de recomendación de fertilizantes nitrogenados. Crédito:Charlie White / Penn State
Investigadores de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State han desarrollado un componente importante de un nuevo sistema que los productores de maíz pueden usar para ajustar las aplicaciones de fertilizantes nitrogenados basándose en mediciones específicas del sitio de cultivos de cobertura y materia orgánica del suelo.
El desarrollo es notable porque si bien el amplio uso de cultivos de cobertura en rotaciones con maíz en la última década ha resultado en reducciones en la contaminación y sedimentación de nutrientes, La introducción de cultivos de cobertura ha enturbiado la toma de decisiones de los productores con respecto a la cantidad de fertilizante nitrogenado que deben aplicar para satisfacer sus demandas de cultivos comerciales.
"Alrededor del mundo, Tenemos una gran cantidad de contaminación por nitrógeno proveniente de la agricultura debido al uso de fertilizantes o estiércol, "dijo el investigador Charlie White, profesor asistente y especialista en extensión en fertilidad de suelos y manejo de nutrientes. "Y no se trata solo de la mala gestión de los agricultores. Mucho de esto tiene que ver con la falta de herramientas disponibles para los agricultores para predecir con precisión la cantidad correcta de nitrógeno que se necesita para los cultivos en un año determinado".
El factor de complicación White agregó, es que en promedio, la mitad del nitrógeno que absorbe el cultivo del maíz proviene de la mineralización del nitrógeno en la materia orgánica del suelo. Las cosas se complican aún más para los agricultores que utilizan cultivos de cobertura, porque la cantidad de nitrógeno mineralizado de los cultivos de cobertura depende de la especie y de cómo se gestiona. Algunas veces, los cultivos de cobertura incluso retienen nitrógeno y pueden requerir que los agricultores aumenten el fertilizante para el siguiente cultivo de maíz.
Zack Sanders, técnico de investigación y estudiante de doctorado, recolecta una muestra de suelo en un campo de cultivo de cobertura que se utilizará para ayudar a desarrollar una recomendación de fertilizante nitrogenado para el siguiente cultivo de maíz. Crédito:Charlie White / Penn State
Hasta ahora, Ha sido extremadamente difícil predecir cuánta mineralización ocurrirá a partir de esas fuentes, él explicó, y luego tener en cuenta esa mineralización en la decisión de un agricultor sobre la cantidad de fertilizante que debe aplicar.
"El sistema de recomendación de nitrógeno que hemos utilizado en el pasado es crudo, ", Dijo White." Este es un problema que los agrónomos, ambientalistas y agricultores lo han sabido durante décadas. Creemos que hemos dado un paso importante hacia la solución del problema con una nueva herramienta de apoyo a la toma de decisiones que acredita la mineralización de nitrógeno de los cultivos de cobertura y la materia orgánica del suelo ".
El sistema, que incluye un prototipo de interfaz en línea disponible para que los agricultores y agrónomos lo prueben en este sitio web, incorpora modelos biogeoquímicos que predicen la contribución de la mineralización de nitrógeno para respaldar el rendimiento del maíz. Los modelos están diseñados específicamente para utilizar mediciones de suelos y cultivos de cobertura que son fácilmente accesibles para agricultores y agrónomos. incluida la concentración de materia orgánica del suelo, textura del suelo y contenido de nitrógeno de la biomasa de los cultivos de cobertura.
Los investigadores calibraron los modelos para predecir el rendimiento de maíz sin fertilizar utilizando un conjunto de datos de 73 observaciones compiladas a partir de nueve experimentos llevados a cabo en diferentes sitios de Pensilvania. La investigación incluyó una serie de experimentos con cultivos de cobertura realizados en el centro y sureste de Pensilvania desde 2011 hasta 2014 en granjas comerciales y en una estación de investigación de Penn State.
Los agricultores colaboradores aplicaron fertilizante nitrogenado al maíz en un experimento que prueba el nuevo sistema de recomendación de fertilizantes que se está desarrollando en Penn State. Crédito:Zack Sanders / Penn State
Los científicos tomaron muestras de la biomasa de los cultivos de cobertura en el otoño en su punto máximo de crecimiento y en la primavera, justo antes de la terminación, cortando la biomasa aérea en cada parcela. Se secaron biomasa de cultivos de cobertura del suelo y pesadas y concentraciones de nitrógeno medidas. Se recolectaron de seis a ocho muestras de suelo de cada parcela y se analizó el contenido de nitrógeno.
Los tratamientos de cultivos de cobertura se plantaron a fines del verano y se terminaron la primavera siguiente. y se sembró maíz en cada campo como cultivo comercial de verano. Los rendimientos de grano de maíz en parcelas divididas no fertilizadas se midieron en el otoño. Los rendimientos de maíz de los tratamientos de cultivos de cobertura se utilizaron para calibrar el modelo para predecir el suministro de nitrógeno de los residuos de los cultivos de cobertura. Los resultados de la investigación se publicaron recientemente en el Revista de agronomía .
"Muchas de las pérdidas de nitrógeno que vemos en nuestros sistemas agrícolas ocurren porque no sabemos cuánto fertilizante aplicar al comienzo de la temporada, "White dijo". este trabajo llena un gran vacío en la ciencia de las plantas, la ciencia del suelo y la agronomía en términos de poder predecir mejor el nitrógeno que se suministrará de los suelos y los residuos de los cultivos de cobertura. Nos da una mejor idea de la cantidad de fertilizante que realmente necesitamos ".
