Prácticas de Cultivo y Manejo de Nitrógeno Efecto en las Fracciones de Carbono del Suelo, Emisiones de Gases de Efecto Invernadero y Producción de Maíz bajo un Sistema de Agricultura de Secano
Autores: Ren, Honglei; Xu, Shengjun; Zhang, Fengyi; Sun, Mingming; Zhang, Ruiping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Prácticas de Cultivo y Manejo de Nitrógeno Efecto en las Fracciones de Carbono del Suelo, Emisiones de Gases de Efecto Invernadero y Producción de Maíz bajo un Sistema de Agricultura de Secano
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Gestión del nitrógeno
Componentes de carbono del suelo
Fertilizante nitrogenado
Métodos de siembra
Eficiencia en el uso del agua
Emisiones de gases de efecto invernadero
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Las prácticas efectivas de manejo del nitrógeno mediante el uso de dos técnicas de cultivo pueden mejorar la productividad del maíz y los componentes de carbono del suelo, como el almacenamiento de carbono en el suelo, el carbono de biomasa microbiana (CBM), el índice de manejo de carbono (IMC) y el carbono soluble en agua (CSA). Es esencial garantizar la protección a largo plazo de los sistemas agrícolas de tierras secas. Sin embargo, la aplicación excesiva de fertilizantes nitrogenados reduce la eficiencia del uso del nitrógeno y también conduce a un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero del suelo agrícola y a varios otros problemas ecológicos. Por lo tanto, realizamos ensayos de campo bajo dos métodos de siembra durante 2019-2020: P: surcos con acolchado plástico; F: siembra plana tradicional con prácticas de manejo del nitrógeno, es decir, 0: sin fertilizante nitrogenado; FN: una tasa común de fertilizante nitrogenado para los agricultores de 290 kg ha-1; ON: tasa óptima de aplicación de nitrógeno de 230 kg ha-1; ON75%+DCD: reducción del 25% en la tasa óptima de fertilizante nitrogenado + dicianodiamida; ON75%+NC: reducción del 25% en la tasa óptima de nitrógeno + nano-carbono. Los resultados mostraron que, en comparación con otros tratamientos, el tratamiento PON75%+DCD aumentó significativamente el almacenamiento de agua en el suelo, la eficiencia en el uso del agua (EUA) y la eficiencia en el uso del nitrógeno (EUN) porque la evapotranspiración total (ET) y los GHG se redujeron. Bajo el tratamiento PON75%+DCD o PON75%+NC, el almacenamiento de carbono en el suelo aumentó significativamente (50% o 47%). El tratamiento PON75%+DCD es más efectivo para mejorar el CBM, el IMC y el CSA, aunque aumenta las emisiones de carbono gaseoso más que todos los otros tratamientos. En comparación con FFN, bajo el tratamiento PON75%+DCD, las emisiones generales de CH4, N2O y CO2 se reducen. Bajo el tratamiento PON75%+DCD, la GWP a escala de área (52.7%), la GWP a escala de rendimiento (90.3%), el rendimiento de biomasa (22.7%), la EUA (42.6%), la EUN (80.0%) y el rendimiento de grano (32.1%) aumentaron significativamente en comparación con FFN, lo que podría compensar los impactos ecológicos negativos relacionados con el cambio climático. El tratamiento PON75%+DCD puede tener beneficios obvios en términos de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones. Se puede recomendar para garantizar la seguridad alimentaria futura y las prácticas óptimas de siembra y manejo del nitrógeno en respuesta al cambio climático.
Descripción
Las prácticas efectivas de manejo del nitrógeno mediante el uso de dos técnicas de cultivo pueden mejorar la productividad del maíz y los componentes de carbono del suelo, como el almacenamiento de carbono en el suelo, el carbono de biomasa microbiana (CBM), el índice de manejo de carbono (IMC) y el carbono soluble en agua (CSA). Es esencial garantizar la protección a largo plazo de los sistemas agrícolas de tierras secas. Sin embargo, la aplicación excesiva de fertilizantes nitrogenados reduce la eficiencia del uso del nitrógeno y también conduce a un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero del suelo agrícola y a varios otros problemas ecológicos. Por lo tanto, realizamos ensayos de campo bajo dos métodos de siembra durante 2019-2020: P: surcos con acolchado plástico; F: siembra plana tradicional con prácticas de manejo del nitrógeno, es decir, 0: sin fertilizante nitrogenado; FN: una tasa común de fertilizante nitrogenado para los agricultores de 290 kg ha-1; ON: tasa óptima de aplicación de nitrógeno de 230 kg ha-1; ON75%+DCD: reducción del 25% en la tasa óptima de fertilizante nitrogenado + dicianodiamida; ON75%+NC: reducción del 25% en la tasa óptima de nitrógeno + nano-carbono. Los resultados mostraron que, en comparación con otros tratamientos, el tratamiento PON75%+DCD aumentó significativamente el almacenamiento de agua en el suelo, la eficiencia en el uso del agua (EUA) y la eficiencia en el uso del nitrógeno (EUN) porque la evapotranspiración total (ET) y los GHG se redujeron. Bajo el tratamiento PON75%+DCD o PON75%+NC, el almacenamiento de carbono en el suelo aumentó significativamente (50% o 47%). El tratamiento PON75%+DCD es más efectivo para mejorar el CBM, el IMC y el CSA, aunque aumenta las emisiones de carbono gaseoso más que todos los otros tratamientos. En comparación con FFN, bajo el tratamiento PON75%+DCD, las emisiones generales de CH4, N2O y CO2 se reducen. Bajo el tratamiento PON75%+DCD, la GWP a escala de área (52.7%), la GWP a escala de rendimiento (90.3%), el rendimiento de biomasa (22.7%), la EUA (42.6%), la EUN (80.0%) y el rendimiento de grano (32.1%) aumentaron significativamente en comparación con FFN, lo que podría compensar los impactos ecológicos negativos relacionados con el cambio climático. El tratamiento PON75%+DCD puede tener beneficios obvios en términos de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones. Se puede recomendar para garantizar la seguridad alimentaria futura y las prácticas óptimas de siembra y manejo del nitrógeno en respuesta al cambio climático.