Presupuesto de nitrógeno agrícola para un sistema de producción a largo plazo de cultivos en hilera en el medio oeste de EE. UU
Autores: Dattamudi, Sanku; Kalita, Prasanta K.; Chanda, Saoli; Alquwaizany, A.S.; S.Sidhu, B.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Presupuesto de nitrógeno agrícola para un sistema de producción a largo plazo de cultivos en hilera en el medio oeste de EE. UU
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Producción agrícola
Drenajes de baldosas
Nitrato N
Cuenca hidrográfica
N del suelo
Fertilizante nitrogenado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
En el Medio Oeste de los Estados Unidos, los sistemas de drenaje subsuperficial (comúnmente conocidos como drenajes de tubería) se han utilizado extensamente para sostener la producción agrícola. Sin embargo, los drenajes de tubería han planteado preocupaciones al facilitar el transporte de productos químicos agrícolas desde los campos hacia las aguas receptoras. Los datos de un experimento de campo a largo plazo en la cuenca del río Little Vermilion (LVR) en el este-central de Illinois, EE. UU., muestran que los sistemas de drenaje de tubería han contribuido al aumento de nitrato N (NO-N) en el cuerpo de agua receptor, el embalse de Georgetown Lake, con el tiempo. Realizamos más de 10 años de investigación sobre el destino y transporte de NO-N en el agua de drenaje de tubería, escorrentía superficial y N del suelo. Se sembraron maíz (L.) y soja (L.) en rotación para esta cuenca. Evaluamos el balance de N (entradas y salidas) y los componentes de transferencia (escorrentía y lixiviación) en tres sitios con estaciones de flujo superficial y subsuperficial dentro de esta cuenca, y se desarrollaron presupuestos de N para los sitios individuales. La aplicación de fertilizantes de nitrógeno (promedio de 192 kg ha y) y la mineralización de N del suelo (promedio de 88 kg ha y) fueron las principales entradas de N para el maíz y la soja, respectivamente, en esta cuenca. La absorción de N por las plantas fue la principal salida de N para ambos cultivos durante todo este período de estudio. La absorción anual de N para la cuenca de LVR varió de +39 a +148 (promedio +93) kg ha y de -63 a +5 (promedio -32) kg ha, respectivamente, para maíz y soja. Estos datos indican que la mayor parte del N mineralizado del suelo se utilizó durante los años de producción de soja, mientras que los años de producción de maíz añadieron N adicional al suelo. La escorrentía superficial de la cuenca fue insignificante, sin embargo, la lixiviación subsuperficial a través de los drenajes de tubería eliminó alrededor del 18% de la lluvia total. Las concentraciones promedio de NO-N en el agua de lixiviación en los sitios A (15 mg L) y B (16,5 mg L) superaron el nivel máximo de contaminantes (MCL; 10 mg L) durante todo el experimento. Sin embargo, las concentraciones de NO-N del sitio E (6,9 mg L) nunca superaron el MCL posiblemente porque se recibió un 15-22% menos de N en este sitio. Estimamos que el rendimiento promedio del grano de maíz debería ser un 28% más alto para eliminar el N adicional de esta cuenca. Nuestro estudio sugiere que los esquemas de aplicación de N en la cuenca de LVR deben ser reevaluados para un mejor manejo del N, una producción óptima de cultivos y una sostenibilidad ambiental general.
Descripción
En el Medio Oeste de los Estados Unidos, los sistemas de drenaje subsuperficial (comúnmente conocidos como drenajes de tubería) se han utilizado extensamente para sostener la producción agrícola. Sin embargo, los drenajes de tubería han planteado preocupaciones al facilitar el transporte de productos químicos agrícolas desde los campos hacia las aguas receptoras. Los datos de un experimento de campo a largo plazo en la cuenca del río Little Vermilion (LVR) en el este-central de Illinois, EE. UU., muestran que los sistemas de drenaje de tubería han contribuido al aumento de nitrato N (NO-N) en el cuerpo de agua receptor, el embalse de Georgetown Lake, con el tiempo. Realizamos más de 10 años de investigación sobre el destino y transporte de NO-N en el agua de drenaje de tubería, escorrentía superficial y N del suelo. Se sembraron maíz (L.) y soja (L.) en rotación para esta cuenca. Evaluamos el balance de N (entradas y salidas) y los componentes de transferencia (escorrentía y lixiviación) en tres sitios con estaciones de flujo superficial y subsuperficial dentro de esta cuenca, y se desarrollaron presupuestos de N para los sitios individuales. La aplicación de fertilizantes de nitrógeno (promedio de 192 kg ha y) y la mineralización de N del suelo (promedio de 88 kg ha y) fueron las principales entradas de N para el maíz y la soja, respectivamente, en esta cuenca. La absorción de N por las plantas fue la principal salida de N para ambos cultivos durante todo este período de estudio. La absorción anual de N para la cuenca de LVR varió de +39 a +148 (promedio +93) kg ha y de -63 a +5 (promedio -32) kg ha, respectivamente, para maíz y soja. Estos datos indican que la mayor parte del N mineralizado del suelo se utilizó durante los años de producción de soja, mientras que los años de producción de maíz añadieron N adicional al suelo. La escorrentía superficial de la cuenca fue insignificante, sin embargo, la lixiviación subsuperficial a través de los drenajes de tubería eliminó alrededor del 18% de la lluvia total. Las concentraciones promedio de NO-N en el agua de lixiviación en los sitios A (15 mg L) y B (16,5 mg L) superaron el nivel máximo de contaminantes (MCL; 10 mg L) durante todo el experimento. Sin embargo, las concentraciones de NO-N del sitio E (6,9 mg L) nunca superaron el MCL posiblemente porque se recibió un 15-22% menos de N en este sitio. Estimamos que el rendimiento promedio del grano de maíz debería ser un 28% más alto para eliminar el N adicional de esta cuenca. Nuestro estudio sugiere que los esquemas de aplicación de N en la cuenca de LVR deben ser reevaluados para un mejor manejo del N, una producción óptima de cultivos y una sostenibilidad ambiental general.