Pastoreo de pastizales: impacto en la acumulación de nutrientes en la superficie del suelo y uso de la diferencia de imágenes basada en LiDAR para inferir implicaciones para la calidad del agua
Autores: Hayes, Emma; Higgins, Suzanne; Geris, Josie; Mullan, Donal
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Pastoreo de pastizales: impacto en la acumulación de nutrientes en la superficie del suelo y uso de la diferencia de imágenes basada en LiDAR para inferir implicaciones para la calidad del agua
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Fósforo
Suelos agrícolas
Calidad del agua
Resiembra
Erosión del suelo
Pérdidas de nutrientes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
La acumulación a largo plazo de fósforo (P) en suelos agrícolas presenta un desafío para la mejora de la calidad del agua. El P suele estar elevado en suelos gestionados para la producción intensiva de ganado debido a la aplicación excesiva repetida de purines y fertilizantes. Las altas acumulaciones de nutrientes heredados resultan en una mala calidad del agua a través de vías de transporte como escorrentía superficial, drenaje subsuperficial y erosión del suelo. Para lograr objetivos de calidad ambiental del agua, se requieren estrategias de gestión mejoradas para apuntar y reducir las fuentes excesivas de P agrícola. El resiembra de praderas antiguas se sabe que mejora la productividad de pastizales y mejora la salud general del suelo. Sin embargo, la perturbación del suelo asociada con la resiembra podría tener impactos positivos y negativos en otras funciones del suelo que afectan el equilibrio de nutrientes (incluida la mejora de la actividad microbiana, pero también aumentando el potencial de pérdidas de sedimentos y nutrientes). Este estudio investiga el impacto de la resiembra y la labranza de inversión en la dirección de los excedentes de nutrientes en la superficie del suelo e identifica posibles compensaciones entre producción, medio ambiente (a través de la erosión del suelo y las pérdidas asociadas de sedimentos y nutrientes) y salud del suelo. En un sitio de estudio en la cuenca del Blackwater en Irlanda del Norte, recolectamos muestras de suelo en cuadrículas de alta resolución (35 m) antes y después de la resiembra para análisis de nutrientes y combinamos esto con interpolación basada en SIG. Encontramos que disminuciones en el contenido de nutrientes en la superficie a escala de subcampo (0-7,5 cm de profundidad) ocurrieron después de la labranza y la resiembra, pero que esto era variable espacialmente. Además, la magnitud de los cambios en el contenido de nutrientes fue variable entre el P y otros nutrientes muestreados. El diferenciación de imágenes basada en LiDAR indicó variabilidad en la magnitud de la erosión del suelo y la pérdida de sedimentos también a escala de subcampo. La información sobre las zonas identificadas de deposición y erosión (a partir del análisis LiDAR) se combinó con datos de deslizamientos en masa para determinar tasas de acumulación y pérdidas de nutrientes en el campo y confirmó algunos de los patrones identificados en los cambios en el contenido de nutrientes en la superficie del suelo después de la resiembra. Concluimos que si bien la labranza de inversión y la resiembra son prácticas agrícolas esenciales, existen compensaciones ambientales a través de posibles pérdidas de nutrientes y sedimentos. Se encontró que la diferenciación de imágenes basada en LiDAR es una herramienta útil para ayudar a cuantificar estos riesgos. La cuantificación de las pérdidas de sedimentos y nutrientes como resultado de la erosión del suelo inducida por la labranza de inversión y la resiembra ayuda a comprender las posibles tendencias en los estados de calidad del agua.
Descripción
La acumulación a largo plazo de fósforo (P) en suelos agrícolas presenta un desafío para la mejora de la calidad del agua. El P suele estar elevado en suelos gestionados para la producción intensiva de ganado debido a la aplicación excesiva repetida de purines y fertilizantes. Las altas acumulaciones de nutrientes heredados resultan en una mala calidad del agua a través de vías de transporte como escorrentía superficial, drenaje subsuperficial y erosión del suelo. Para lograr objetivos de calidad ambiental del agua, se requieren estrategias de gestión mejoradas para apuntar y reducir las fuentes excesivas de P agrícola. El resiembra de praderas antiguas se sabe que mejora la productividad de pastizales y mejora la salud general del suelo. Sin embargo, la perturbación del suelo asociada con la resiembra podría tener impactos positivos y negativos en otras funciones del suelo que afectan el equilibrio de nutrientes (incluida la mejora de la actividad microbiana, pero también aumentando el potencial de pérdidas de sedimentos y nutrientes). Este estudio investiga el impacto de la resiembra y la labranza de inversión en la dirección de los excedentes de nutrientes en la superficie del suelo e identifica posibles compensaciones entre producción, medio ambiente (a través de la erosión del suelo y las pérdidas asociadas de sedimentos y nutrientes) y salud del suelo. En un sitio de estudio en la cuenca del Blackwater en Irlanda del Norte, recolectamos muestras de suelo en cuadrículas de alta resolución (35 m) antes y después de la resiembra para análisis de nutrientes y combinamos esto con interpolación basada en SIG. Encontramos que disminuciones en el contenido de nutrientes en la superficie a escala de subcampo (0-7,5 cm de profundidad) ocurrieron después de la labranza y la resiembra, pero que esto era variable espacialmente. Además, la magnitud de los cambios en el contenido de nutrientes fue variable entre el P y otros nutrientes muestreados. El diferenciación de imágenes basada en LiDAR indicó variabilidad en la magnitud de la erosión del suelo y la pérdida de sedimentos también a escala de subcampo. La información sobre las zonas identificadas de deposición y erosión (a partir del análisis LiDAR) se combinó con datos de deslizamientos en masa para determinar tasas de acumulación y pérdidas de nutrientes en el campo y confirmó algunos de los patrones identificados en los cambios en el contenido de nutrientes en la superficie del suelo después de la resiembra. Concluimos que si bien la labranza de inversión y la resiembra son prácticas agrícolas esenciales, existen compensaciones ambientales a través de posibles pérdidas de nutrientes y sedimentos. Se encontró que la diferenciación de imágenes basada en LiDAR es una herramienta útil para ayudar a cuantificar estos riesgos. La cuantificación de las pérdidas de sedimentos y nutrientes como resultado de la erosión del suelo inducida por la labranza de inversión y la resiembra ayuda a comprender las posibles tendencias en los estados de calidad del agua.