La sustitución de sphagnum por turba como sustrato de cultivo reduce las emisiones de NO de los sistemas de producción de vegetales
Autores: Liang, Xiaofeng; Wang, Hong; Zhang, Yudan; Yang, Rui; Zhang, Dongdong; Zhou, Wanlai; Qi, Zhiyong; Lin, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La sustitución de sphagnum por turba como sustrato de cultivo reduce las emisiones de NO de los sistemas de producción de vegetales
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Producción de hortalizas en invernadero
Emisiones de NO
Desnitrificación
Lechuga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Los sustratos a base de turba han sido ampliamente utilizados en la producción de hortalizas en invernaderos (GVP). Sin embargo, la turba es un recurso no renovable, y existe un problema con las emisiones de NO cuando se utiliza en la producción de hortalizas en invernaderos debido a la aplicación de grandes cantidades de soluciones nutritivas. El musgo de Sphagnum (SP) es una sustancia precursora y un recurso renovable para la formación de turba, y tiene buenas propiedades físicas y químicas. Sin embargo, no ha habido estudios sobre el efecto de usar sphagnum para reemplazar la turba en la producción de hortalizas en invernaderos en las emisiones de NO. Por lo tanto, este estudio utilizó un sustrato de turba como tratamiento de control (CK), con sphagnum reemplazando la turba en un 25% (25SP), 50% (50SP), 75% (75SP) y 100% (100SP) en seis grupos de tratamiento. Además, la lechuga se utilizó como sujeto experimental en experimentos de macetas, y se determinaron las propiedades fisicoquímicas, las emisiones de NO, el valor del isótopo de NO y la actividad microbiana relacionada con el NO y las estructuras de la comunidad utilizando diferentes tratamientos. En comparación con el tratamiento CK, el tratamiento 25SP redujo significativamente las emisiones de NO en un 55.35%, mientras que el tratamiento 75SP aumentó significativamente las emisiones de NO en un 67.76%. El tratamiento 25SP redujo el NO a N en mayor medida y demostró la menor contribución de la desnitrificación fúngica (FD) y los procesos de nitrificación bacteriana (BN), lo que resultó en menores emisiones de NO. Por otro lado, NH4+ y NO fueron los principales sustratos para las emisiones de NO; el tratamiento 75SP tenía mayores contenidos de NH y NO y una menor abundancia relativa del gen, lo que resultó en mayores emisiones de NO. Además, la producción y reducción de NO estaban dominadas por la desnitrificación bacteriana para todos los tratamientos. Por lo tanto, este estudio analizó la composición de la comunidad de géneros bacterianos desnitrificantes y su asociación con las propiedades fisicoquímicas. Los resultados indicaron que el género desnitrificante dominante en el sustrato de turba era y que el reemplazo de sphagnum redujo la abundancia relativa de . El género dominante fue en el reemplazo del 100% de sphagnum. Más importante aún, se correlacionó con C/N y la conductividad eléctrica (EC), mientras que fue afectado por NH y el espacio poroso lleno de agua (WFPS). Por lo tanto, diferentes géneros dominantes de desnitrificación fueron afectados por diferentes factores ambientales, lo que afectó indirectamente la emisión de NO. En resumen, el tratamiento 25SP pudo mejorar la eficiencia en el uso de nitrógeno y no tuvo un efecto significativo en el rendimiento de la lechuga. Por lo tanto, el reemplazo del 25% de sphagnum es el porcentaje más adecuado para reemplazar la turba.
Descripción
Los sustratos a base de turba han sido ampliamente utilizados en la producción de hortalizas en invernaderos (GVP). Sin embargo, la turba es un recurso no renovable, y existe un problema con las emisiones de NO cuando se utiliza en la producción de hortalizas en invernaderos debido a la aplicación de grandes cantidades de soluciones nutritivas. El musgo de Sphagnum (SP) es una sustancia precursora y un recurso renovable para la formación de turba, y tiene buenas propiedades físicas y químicas. Sin embargo, no ha habido estudios sobre el efecto de usar sphagnum para reemplazar la turba en la producción de hortalizas en invernaderos en las emisiones de NO. Por lo tanto, este estudio utilizó un sustrato de turba como tratamiento de control (CK), con sphagnum reemplazando la turba en un 25% (25SP), 50% (50SP), 75% (75SP) y 100% (100SP) en seis grupos de tratamiento. Además, la lechuga se utilizó como sujeto experimental en experimentos de macetas, y se determinaron las propiedades fisicoquímicas, las emisiones de NO, el valor del isótopo de NO y la actividad microbiana relacionada con el NO y las estructuras de la comunidad utilizando diferentes tratamientos. En comparación con el tratamiento CK, el tratamiento 25SP redujo significativamente las emisiones de NO en un 55.35%, mientras que el tratamiento 75SP aumentó significativamente las emisiones de NO en un 67.76%. El tratamiento 25SP redujo el NO a N en mayor medida y demostró la menor contribución de la desnitrificación fúngica (FD) y los procesos de nitrificación bacteriana (BN), lo que resultó en menores emisiones de NO. Por otro lado, NH4+ y NO fueron los principales sustratos para las emisiones de NO; el tratamiento 75SP tenía mayores contenidos de NH y NO y una menor abundancia relativa del gen, lo que resultó en mayores emisiones de NO. Además, la producción y reducción de NO estaban dominadas por la desnitrificación bacteriana para todos los tratamientos. Por lo tanto, este estudio analizó la composición de la comunidad de géneros bacterianos desnitrificantes y su asociación con las propiedades fisicoquímicas. Los resultados indicaron que el género desnitrificante dominante en el sustrato de turba era y que el reemplazo de sphagnum redujo la abundancia relativa de . El género dominante fue en el reemplazo del 100% de sphagnum. Más importante aún, se correlacionó con C/N y la conductividad eléctrica (EC), mientras que fue afectado por NH y el espacio poroso lleno de agua (WFPS). Por lo tanto, diferentes géneros dominantes de desnitrificación fueron afectados por diferentes factores ambientales, lo que afectó indirectamente la emisión de NO. En resumen, el tratamiento 25SP pudo mejorar la eficiencia en el uso de nitrógeno y no tuvo un efecto significativo en el rendimiento de la lechuga. Por lo tanto, el reemplazo del 25% de sphagnum es el porcentaje más adecuado para reemplazar la turba.