Diversificación de cultivos, optimización de la fertilización nitrogenada y manejo del suelo para la reducción de gases de efecto invernadero y el mantenimiento de la productividad en agroecosistemas de regadío en zona mediterránea

Abstract

La viabilitat del cultiu de blat de moro a la vall de l'Ebre es veu qü estionada a causa de la inestabilitat dels preus de venda dels cereals i els alts costos de producció . Per abordar aquest problema, es proposa la intensificació sostenible mitjançant l'ú s de dobles cultius, els quals permeten augmentar els rendiments econò mics i estalviar inputs aprofitant els recursos ecosistèmics generats. No obstant això , implementar el doble cultiu requereix canvis significatius en la gestió de l'explotació , pel que cal estudiar les pràctiques agrı́coles més adequades.

Amb l'objectiu d'avaluar els efectes del doble cultiu de lleguminosa-blat de moro, juntament amb diferents sistemes de laboreig i dosis de fertilització nitrogenada, es va dur a terme un experiment de tres anys de durada al vall de l'Ebre. Els resultats van mostrar que el doble cultiu va incrementar els rendiments i la biomassa total, tot i que també va augmentar el consum d'aigua. No obstant això , al considerar només l'aigua de reg, el doble cultiu va demostrar una major eficiència en l'ú s de l'aigua.

L'ú s del doble cultiu va permetre reduir la fertilització nitrogenada i disminuir les emissions de N2O, encara que va generar majors emissions de CO2. A més, el doble cultiu va augmentar els nivells de carboni orgànic al sò l i va millorar la seva qualitat biolò gica. Pel que fa als sistemes de maneig del sò l, el no-laboreig va mostrar els majors rendiments de cultius i una major productivitat de l'aigua. No obstant això , també va generar majors emissions de N2O i CO2 en alguns casos. L'ú s d'altres dosis de fertilitzants de nitrogen no va demostrar cap avantatge en el rendiment o l'eficiència de l'ú s de l'aigua enfront de la dosis mitjana. Aixı́ mateix, no es van obtenir diferències en el contingut de C en funció de les dosis de nitrogen aplicades. No obstant això , l'ú s de dosis altes de fertilització nitrogenada va implicar un important augment de les emissions de N2O.

En resum, els resultats d'aquest estudi indiquen que en les condicions mediterrànies assenyalades, l'ú s del doble cultiu de lleguminosa-blat de moro, combinat amb sistemes de reducció de laboreig i dosis de fertilització nitrogenada, pot ser una estratègia efectiva per mantenir els rendiments dels cultius, estalviar recursos hı́drics i reduir les emissions de N2O. A més, aquest enfocament contribueix a l'augment del carboni orgànic al sò l i millora la seva qualitat biològica.

La viabilidad del cultivo de maı́z en el valle del Ebro se ve cuestionada debido a la inestabilidad de los precios de venta de los cereales y a los elevados costes de producció n. Para abordar este problema, se propone la intensificació n sostenible mediante el uso de dobles cultivos, los cuales permiten aumentar los rendimientos econó micos y ahorrar insumos al aprovechar los recursos ecosistémicos generados. Sin embargo, implementar el doble cultivo requiere cambios significativos en el manejo de la explotació n, por lo que se deben estudiar las prácticas agrı́colas más adecuadas.

Con el objetivo de evaluar los efectos del doble cultivo de leguminosa-maı́z, junto con diferentes sistemas de laboreo y dosis de fertilizació n nitrogenada, se llevó a cabo un experimento de tres añ os de duració n en el valle del Ebro. Los resultados mostraron que el doble cultivo incrementó los rendimientos y la biomasa total, aunque también aumentó el consumo de agua. Sin embargo, al considerar solo el agua de riego, el doble cultivo demostró una mayor eficiencia en el uso del agua.

El empleo del doble cultivo permitió reducir la fertilizació n nitrogenada y disminuir las emisiones de ó xido nitroso (N2O), aunque generó mayores emisiones de dióxido de carbono (CO2). Además, el doble cultivo aumentó los niveles de carbono orgánico en el suelo y mejoró su calidad biológica. En cuanto a los sistemas de laboreo, el no laboreo mostró los mayores rendimientos de cultivos y una mayor productividad del agua. Sin embargo, también generó mayores emisiones de N2O y CO2 en algunos casos. El uso de altas tasas de fertilizante nitrogenado no mostró ninguna ventaja en rendimiento o eficiencia del uso del agua sobre la tasa media. Ası́ mismo no se obtuvieron diferencias en el contenido de C en funció n de las dosis de nitrógeno aplicadas. Sin embargo, el empleo de dosis altas de fertilizació n nitrogenada implicó un importante aumento de las emisiones de N2O.

En resumen, los resultados de este estudio indican que en las condiciones mediterráneas ensayadas el uso del doble cultivo de leguminosa-maı́z, combinado con sistemas de reducción de laboreo y dosis de fertilizació n nitrogenada, puede ser una estrategia efectiva para mantener los rendimientos de los cultivos, ahorrar recursos hı́dricos y reducir las emisiones de N2O. Además, este enfoque contribuye al aumento del carbono orgánico en el suelo y mejora su calidad biológica.

The viability of maize cultivation in the Ebro valley is being questioned due to the instability of cereal selling prices and its high production cost. To address this issue, sustainable intensification is proposed through the use of double cropping, which allows for increased economic yields and resource savings by leveraging generated ecosystem resources. However, implementing double cropping requires significant changes in farming practices, requiring a study of the most appropriate agricultural methods.

With the aim of assessing the effects of legume-maize double cropping, along with different tillage systems and nitrogen fertilization rates, a three-year experiment was conducted in the Ebro valley. The results showed that double cropping increased yields and total biomass, though it also led to increase water consumption. However, when considering only irrigation water, double cropping demonstrated greater water use efficiency.

The use of double cropping reduced N fertilization and decreased N2O emissions, although it resulted in higher CO2 emissions. Furthermore, double cropping increased soil organic carbon levels and improved its biological quality. Regarding tillage systems, no-till practices showed the highest crop yields and water productivity. However, it also led to higher N2O and CO2 emissions in some cases. The use of high rates of nitrogen fertilizers did not show any advantage in terms of yield or water use efficiency compared to moderate rates. Similarly, there were no differences in soil carbon content based on the applied nitrogen rates. However, the use of high N fertilization rates resulted in a significant increase in N2O emissions.

In summary, the results of this study indicate that under the tested Mediterranean conditions, the use of legume-maize double cropping, combined with reduced tillage systems and nitrogen fertilization rates, can be an effective strategy to maintain crop yields, save water resources, and reduce soil N2O emissions. Additionally, this approach contributes to increasing organic carbon in the soil and improving its biological quality.