Comprender la gestión del nitrógeno del suelo mediante la tecnología de sincrotrón

l aumento de la materia orgánica en los suelos es clave para el cultivo de cultivos por numerosas razones, incluida una mayor capacidad de retención de agua y una mejor labranza. Los científicos han utilizado recientemente la fuente de luz canadiense (CLS) para evaluar los efectos de varias fuentes de fertilizantes nitrogenados suplementarios sobre la composición química de la materia orgánica del suelo. Los resultados de sus experimentos para estudiar esta cuestión se publicaron recientemente en la revista Biogeochemistry .

«La gran pregunta que tenía cuando comenzamos esta investigación era cómo los diferentes suplementos de fertilizantes nitrogenados afectaban la composición general de la materia orgánica del suelo», dice el Dr. Adam Gillespie, un becario postdoctoral que trabaja con Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC). «También queríamos ver cómo podíamos optimizar el uso de nitrógeno, ya que los fertilizantes nitrogenados pueden ser una solución, pero también un problema».

Gillespie y sus colegas de AAFC, la Universidad de Saskatchewan, la Universidad de St. Francis Xavier, la Universidad de Lakehead y el CLS probaron la hipótesis de que la composición química de la MOS sería diferente si el nitrógeno suplementario se originara de un producto fertilizante sintético , estiércol animal o una fuente de leguminosas.

La invención del fertilizante sintético, en el que el nitrógeno se extrae de una forma química inerte en el aire y se convierte en amoníaco, ha tenido un efecto profundo en el ciclo del nitrógeno . De hecho, sorprendentemente, los seres humanos han duplicado la cantidad de nitrógeno disponible en la biosfera.

Según Gillespie, el 40 por ciento de las personas que viven hoy en día obtienen su nutrición de nitrógeno a partir de fertilizantes fijados sintéticamente.

«De hecho, la fertilización ha tenido un efecto profundo en la humanidad en su conjunto. La desventaja de la fertilización con nitrógeno es que la escorrentía de nitratos a las aguas superficiales o la lixiviación de nitratos al agua subterránea causa problemas con la calidad del agua y la eutrofización en los lagos. La reciente alga las floraciones en el lago Winnipeg son un excelente ejemplo de esta contaminación por nitrógeno. En segundo lugar, el nitrógeno se puede convertir en óxido nitroso, que es un gas de efecto invernadero extremadamente potente. Antes de los fertilizantes, el nitrógeno se introducía en el suelo a través de la lluvia o los cultivos de legumbres nativas , por lo que cuando los fertilizantes se desarrolló, revolucionó la agricultura «.

Cita tres formas comunes para que los productores introduzcan nitrógeno en el suelo: fertilizante sintético; estiércol u otras enmiendas orgánicas; ya través del cultivo de legumbres fijadoras de nitrógeno. Para todos estos métodos, el nitrógeno se presenta en diferentes formas. El fertilizante sintético está disponible como una variedad de productos comerciales, con diferentes tiempos de liberación de nitrógeno, mientras que el estiércol y los cultivos de legumbres deben descomponerse por descomposición microbiana antes de que el nitrógeno esté disponible.

Gillespie explicó que los hongos son excelentes para descomponer la lignina en las plantas y las bacterias pueden ayudar a descomponer el resto, pero agrega, «el nitrógeno cambia la capacidad de las bacterias para competir, por lo que esperamos saber más sobre el papel de los hongos en la descomposición de materia orgánica en el suelo «. Los cultivos de estiércol y legumbres también agregan más materia orgánica al suelo, un beneficio que no se obtiene con fertilizantes sintéticos.

Los resultados del experimento mostraron que la materia orgánica del suelo estaba fuertemente influenciada por el tipo de nitrógeno suplementario agregado.

«La tendencia general mostró que las adiciones de N permitieron que los residuos de los cultivos se descompusieran más completamente. Específicamente, encontramos menos compuestos de tipo vegetal en los suelos que reciben nitrógeno. Además, encontramos que entre los diferentes tratamientos con nitrógeno , el suelo enriquecido con estiércol tenía las cantidades más altas de compuestos relacionados con la renovación microbiana «, dijo Gillespie. Los hallazgos resultarán importantes tanto para los agricultores como para los científicos, ya que trabajan para maximizar el crecimiento potencial de alimentos mientras mantienen suelos saludables.

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