Uno studio di nove anni che confronta una tipica rotazione di mais e soia a due anni con una rotazione triennale più intensa che coinvolge mais, segale di cereali, soia e grano invernale, ha scoperto che il sistema triennale può ridurre drasticamente l’azoto-un importante nutriente delle colture-nel deflusso agricolo senza compromettere la resa.
I nuovi risultati sono dettagliati nel diario Frontiers in Ambiente Science.
“I tubi di drenaggio sotterranea chiamati piastrelle trasportano azoto, sotto forma di nitrato, dai campi ai flussi, compromettendo le acque superficiali a valle”, hanno scritto gli scienziati. Il deflusso dei nitrati dalle fattorie inquina i flussi e i laghi, alcuni dei quali forniscono acqua potabile per le comunità vicine. I nitrati sono anche portati giù per i principali fiumi come il Mississippi nel Golfo del Messico, contribuendo a una vasta “zona morta” affarca agli ossigeno.
“Per la massima produzione coltivata abbiamo bisogno di un drenaggio artificiale, sotto forma di piastrelle e fossati, in gran parte dell’Illinois. Sfortunatamente, il nitrato può essere perso dalla zona di radicamento con acqua di piastrelle”, ha detto Lowell Gentry, ricercatore nelle risorse naturali e scienze ambientali, in caso di malvagità, in cui la ricerca dell’Università di Illinois di Urbana ha guidato il nuovo studio con Eric Miller, un coltivatore e una terra, in caso di down, in caso di carenza, dove ha fatto la ricerca di Urbana-Champatum, dove ha guidato il nuovo studio con Eric Miller, un brontoliera e una terra, invagito, in caso di carenza, dove ha guidato la ricerca di carenti di Urbana, dove ha condotto il nuovo studio con Eric Miller, un coltivatore e un fiore condotto. “Il nostro studio è stato progettato per vedere se una rotazione delle colture più diversificata potrebbe ridurre la perdita di nitrati di piastrelle ed essere comunque competitiva con il sistema convenzionale di mais e soia.”
Dal 2015 al 2023, i ricercatori hanno determinato la resa delle colture e hanno monitorato la perdita di nitrati dai campi drenati in piastrelle in un’azienda agricola di lavoro. Il loro “trattamento di controllo” consisteva in due campi gestiti convenzionalmente sotto una rotazione di mais e di soia. Il più intenso sistema di rotazione delle colture triennali è stato impiegato in un campo adiacente. Questo campo è stato piantato con mais, seguito da un’intera stagione di soia, poi grano invernale. Un raccolto estivo di grano è stato seguito da un secondo raccolto di soia lo stesso anno, o soia a doppio crop. Tra mais e soia, è stata coltivata una coltura invernale di segale di cereali per proteggere il terreno. La segale dei cereali è stata interrotta con erbicida prima della semina di soia e ha permesso di decomporsi sulla superficie del suolo, fornendo nutrienti al raccolto successivo.
Una differenza chiave tra i sistemi di rotazione era la quantità di lavorazione del terreno. I campi di controllo sono stati completamente coltivati in autunno e in primavera, ma i ricercatori hanno messo a punto solo una stretta fascia di grano nella rotazione triennale, riducendo al minimo l’area coltivata a un terzo del campo totale ogni terzo anno. “Tirando a strisce solo circa un terzo del terreno alla volta, ci vogliono nove anni fino al campo”, ha detto Gentry. Ciò migliora la stabilità del suolo.
Colture come la segale dei cereali e il grano invernale vengono piantate in autunno dopo che vengono raccolte colture di mais e di soia. Queste colture mantengono intatto il suolo, contribuendo a ridurre l’erosione e il deflusso dei nutrienti, ha affermato Gentry. Tira il terreno e lasciandolo nudo per l’autunno, l’inverno e la primavera aumentano l’erosione del suolo e aumenta la crescita di microbi che amano l’ossigeno che consumano materia organica del suolo, rilasciando più nitrati.
I coltivatori, i politici e gli scienziati hanno trascorso decenni alla ricerca di modi per ridurre la perdita di nitrato dalle terre agricole. Alcuni approcci prevedono l’uso di bioreattori a legna o l’installazione di zone umide per catturare il deflusso. Ma quegli approcci significano che i coltivatori perdono il potere fertilizzante del nitrato.
“È molto costoso fare fertilizzanti, e quindi penso che sia molto più strategico cercare di conservare l’azoto, il che significa che tienilo sul campo, non lasciarlo andare in primo luogo”, ha detto Gentry. “Ed è quello che possono fare la segale dei cereali e il grano invernale. Succhiano abbastanza azoto durante l’autunno, l’inverno e la primavera per abbassare il livello del nitrato del suolo. Ciò riduce il livello di nitrato di piastrelle.”
I ricercatori hanno visto una riduzione del 50% delle perdite di nitrati in piastrelle nella rotazione triennale rispetto alla rotazione normale. Ciò è stato realizzato senza compromettere i rendimenti, ha trovato il team.
L’esperimento a lungo termine, reso possibile con finanziamenti continui da parte del Consiglio per la ricerca e l’istruzione dell’Illinois, ha permesso al team di imparare alcune lezioni importanti. Un anno, il tempo umido ha impedito la cessazione precoce della coltura di segale di cereali, permettendogli di crescere troppo alto. La biomassa aggiunta ha ridotto il deflusso dei nitrati delle piastrelle del 90% – un risultato positivo – ma l’eccesso di segale ha anche minato la produttività della soia, abbassando i rendimenti del 10% quell’anno. Un altro anno, un congelamento di uccisione precoce della soia a doppio coltura ha ridotto la resa delle colture e ha aumentato la perdita di nitrati delle piastrelle la primavera successiva.
Gentry ha anche notato nel tempo che i campi gestiti convenzionalmente a volte tenevano acqua stagnante dopo forti piogge, mentre i campi sperimentali no.
“Penso che sia il risultato di molto meno lavorazione nel campo sperimentale e il fatto che i lombrichi sono ora abbondanti nella diversa rotazione delle colture”, ha detto. “È interessante notare che entrambe le rotazioni hanno usato un regime di erbicidi convenzionale, quindi sappiamo che non sono gli erbicidi che uccidono i vermi; è il terreno.”
Le prime indicazioni sono che l’economia dei due sistemi è comparabile, ha affermato Gentry.
“Questo studio è una prova del concetto che una rotazione più diversificata può raggiungere questa intensificazione sostenibile, riducendo le perdite di nitrati migliorando al contempo la qualità del suolo. Speriamo che ricreare le condizioni che promuovono i processi naturali della generazione del suolo miglioreranno la qualità del suolo e la salute del suolo, invertendo la tendenza decennale di rifiutare la materia organica attraverso i nostri terreni agricoli.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com