Agro Fossil Free - Complesse rotazioni colturali migliorano il ciclo dell'azoto organico

Descrizione generale

La disponibilità di azoto (N) negli agroecosistemi è spesso scarsamente accoppiata all'assorbimento di azoto da parte delle piante, portando a un uso inefficiente dei fertilizzanti e perdite ambientali. Costruire pool di azoto organico nel suolo e migliorare il riciclaggio interno di azoto con rotazioni delle colture riducendo al contempo gli input sintetici può aiutare a migliorare l'efficienza dell'uso di azoto. Il pool di azoto organico potrebbe essere una preziosa fonte di azoto che potrebbe aiutare gli agricoltori a ridurre la dipendenza da grandi apporti di azoto inorganico se i controlli sulla sua disponibilità fossero meglio compresi. Sebbene sappiamo che la scomposizione dei composti di azoto organico ad alto peso molecolare è il passo limitante per l'accesso all'azoto biodisponibile da fonti organiche negli ecosistemi naturali, c'è stato poco lavoro negli agroecosistemi per identificare come la gestione influenzi questo punto di flesso nel ciclo dell'azoto. . Per fornire informazioni su come i coltivatori possono gestire il pool di azoto organico per ridurre l'apporto di fertilizzanti, abbiamo esaminato i tassi di depolimerizzazione delle proteine lorde in un contesto agricolo. Nello specifico, abbiamo studiato 1) in che modo le rotazioni delle colture influiscono sui pool di N organici e alterano il tasso di ciclo di N organico, e 2) se la fertilizzazione di N inorganico migliora, non ha alcun effetto o sopprime le risposte del ciclo di N del suolo alla rotazione delle colture. Per verificarlo, abbiamo misurato i tassi lordi di depolimerizzazione proteica, consumo di amminoacidi, mineralizzazione e consumo di ammonio utilizzando saggi di diluizione del pool di isotopi 15N su terreni raccolti da un esperimento di complessità delle colture a lungo termine vicino a Mead, NE, USA. I trattamenti campionati includevano livelli di fertilizzazione sia di 0 kg che di 180 kg N ha−1 in rotazioni continue di mais, mais-soia e mais-soia-sorgo-avena/trifoglio. Abbiamo scoperto che una maggiore complessità di ritaglio unita a una fertilizzazione pari a zero ha aumentato i tassi di depolimerizzazione lorda e consumo di aminoacidi rispettivamente del 193% e del 93%, rispetto agli appezzamenti di monocoltura fertilizzati. La mineralizzazione lorda era rispettivamente 2,7 e 3,9 volte superiore nelle rotazioni complesse rispetto alle rotazioni mais-soia e mais continuo, mentre il consumo di ammonio era 4 volte superiore negli appezzamenti fertilizzati rispetto agli appezzamenti non fertilizzati in tutti i regimi di coltivazione. Dimostriamo che all'interno del nostro sistema di studio il ciclo N interno è stimolato dalla complessità del sistema di ritaglio; tuttavia, la fertilizzazione con azoto sopprime alcuni dei benefici della diversificazione temporale delle colture. Il bilanciamento dei tassi di applicazione di fertilizzanti minerali ridotti con una maggiore complessità del raccolto ha il potenziale per promuovere il ciclo interno dell'azoto riducendo al minimo le perdite di azoto negli agroecosistemi.