Tasa de desnitrificación y su potencial para predecir las emisiones de N2O biogénico en un suelo cultivado con maíz en el Mediterráneo en el sur de Italia
Autores: Forte, Annachiara; Fierro, Angelo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Tasa de desnitrificación y su potencial para predecir las emisiones de N2O biogénico en un suelo cultivado con maíz en el Mediterráneo en el sur de Italia
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Tasa de desnitrificación
Flujos de N2O en el suelo
Manejo de fertilización
Tasas de aplicación de urea
Temperaturas del suelo
Concentración de nitratos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La tasa de desnitrificación en núcleos de suelo intactos enmendados con C2H2 y los flujos de N2O del suelo en cámaras estáticas cerradas se monitorearon en un campo de maíz irrigado mediterráneo. Las mediciones se llevaron a cabo durante: (i) una actividad de manejo de fertilización estándar (SFM) y (ii) una prueba experimental de manipulación (ME) sobre los efectos de tasas de aplicación aumentadas y reducidas de urea en la fertilización tardía. Durante el SFM, los riegos posteriores a la fertilización nitrogenada temprana y tardía llevaron a pulsos de tasas de desnitrificación (hasta 1300 g N2O-N m-2 h-1) y flujos de N2O (hasta 320 g N2O-N m-2 h-1), gracias a la acción combinada de altas temperaturas del suelo y nitratos y espacio poroso lleno de agua (WFPS) no limitantes. Durante el ME, se notaron altos nitratos en el suelo en todos los tratamientos en el primer mes después de la fertilización tardía, lo que promovió pérdidas marcadas de N por desnitrificación microbiana (de 500 a 1800 g N2O-N m-2 h-1) cada vez que el WFPS del suelo no era limitante. Con respuestas de rendimiento de maíz similares a los tratamientos de fertilizantes, este resultado sugirió que no había competencia por N entre las raíces de las plantas y la comunidad microbiana del suelo e indicó un probable excedente de entrada de fertilizante nitrogenado en la granja investigada. Los análisis de correlación y regresión (CRA) sobre el conjunto completo de datos mostraron relaciones significativas entre tanto las tasas de desnitrificación como los flujos de N2O con tres parámetros físico-químicos del suelo: concentración de nitrato, WFPS y temperatura. Específicamente, las funciones de respuesta de la tasa de desnitrificación a los nitratos del suelo, WFPS y temperatura pudieron ser modeladas satisfactoriamente de acuerdo con funciones cinéticas simples de Michaelis-Menten, exponenciales y lineales, respectivamente. Además, el CRA demostró una relación exponencial significativa entre los flujos de N2O y la desnitrificación y las funciones empíricas simples para predecir las emisiones de N2O a partir de la tasa de desnitrificación parecieron ser más adecuadas (mayor coeficiente de correlación de concordancia) que el algoritmo empírico predictivo basado en nitratos del suelo, WFPS y temperatura. En este sentido, las relaciones empíricamente establecidas entre la tasa de desnitrificación en núcleos de suelo intactos bajo condiciones de campo y las variables del suelo proporcionaron valores umbral y coeficientes específicos locales que pueden funcionar eficazmente para calibrar y adaptar los modelos de simulación basados en procesos de N2O existentes a las condiciones pedo-climáticas locales.
Descripción
La tasa de desnitrificación en núcleos de suelo intactos enmendados con C2H2 y los flujos de N2O del suelo en cámaras estáticas cerradas se monitorearon en un campo de maíz irrigado mediterráneo. Las mediciones se llevaron a cabo durante: (i) una actividad de manejo de fertilización estándar (SFM) y (ii) una prueba experimental de manipulación (ME) sobre los efectos de tasas de aplicación aumentadas y reducidas de urea en la fertilización tardía. Durante el SFM, los riegos posteriores a la fertilización nitrogenada temprana y tardía llevaron a pulsos de tasas de desnitrificación (hasta 1300 g N2O-N m-2 h-1) y flujos de N2O (hasta 320 g N2O-N m-2 h-1), gracias a la acción combinada de altas temperaturas del suelo y nitratos y espacio poroso lleno de agua (WFPS) no limitantes. Durante el ME, se notaron altos nitratos en el suelo en todos los tratamientos en el primer mes después de la fertilización tardía, lo que promovió pérdidas marcadas de N por desnitrificación microbiana (de 500 a 1800 g N2O-N m-2 h-1) cada vez que el WFPS del suelo no era limitante. Con respuestas de rendimiento de maíz similares a los tratamientos de fertilizantes, este resultado sugirió que no había competencia por N entre las raíces de las plantas y la comunidad microbiana del suelo e indicó un probable excedente de entrada de fertilizante nitrogenado en la granja investigada. Los análisis de correlación y regresión (CRA) sobre el conjunto completo de datos mostraron relaciones significativas entre tanto las tasas de desnitrificación como los flujos de N2O con tres parámetros físico-químicos del suelo: concentración de nitrato, WFPS y temperatura. Específicamente, las funciones de respuesta de la tasa de desnitrificación a los nitratos del suelo, WFPS y temperatura pudieron ser modeladas satisfactoriamente de acuerdo con funciones cinéticas simples de Michaelis-Menten, exponenciales y lineales, respectivamente. Además, el CRA demostró una relación exponencial significativa entre los flujos de N2O y la desnitrificación y las funciones empíricas simples para predecir las emisiones de N2O a partir de la tasa de desnitrificación parecieron ser más adecuadas (mayor coeficiente de correlación de concordancia) que el algoritmo empírico predictivo basado en nitratos del suelo, WFPS y temperatura. En este sentido, las relaciones empíricamente establecidas entre la tasa de desnitrificación en núcleos de suelo intactos bajo condiciones de campo y las variables del suelo proporcionaron valores umbral y coeficientes específicos locales que pueden funcionar eficazmente para calibrar y adaptar los modelos de simulación basados en procesos de N2O existentes a las condiciones pedo-climáticas locales.