Ecological intensification decreased yield-scaled N20 emissions in a soybean-barley- maize sequence = La intensificación ecológica redujo las emisiones de N2O a escala de rendimiento en una secuencia de soja-cebada-maíz

Agricultural challenge today is to maximize crop production reducing negative environmental impacts by efficiently use of resources and inputs. Objectives: i) to evaluate N2O emissions during a soybean-bar­ley-maize rotation and their respective interperiods -chemical fallows (ChF) and cover crops (...

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Main Authors: Casanave Ponti, Sheila Mailén, Videla, Cecilia del Carmen, Rizzalli, Roberto Héctor, Monterubbianesi, María Gloria, García, Fernando Oscar, Ortega, Facundo Miguel, Andrade, Fernando Hector
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Language:Inglés
Published: Asociación Argentina de la Ciencia del Suelo 2023
Subjects:
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description Agricultural challenge today is to maximize crop production reducing negative environmental impacts by efficiently use of resources and inputs. Objectives: i) to evaluate N2O emissions during a soybean-bar­ley-maize rotation and their respective interperiods -chemical fallows (ChF) and cover crops (CC)-, and ii) to understand the relationships between N2O flow rates with soil mineral N content (Nmin), water-filled porous space (WFPS), and soil temperature (ST). N2O emissions were evaluated weekly under two management systems, ecological intensification (EI) and farmer current practices (FP). EI included higher N rates than FP, split N application, a cover crop (CC) after barley, among other management practices. Simultaneously to N2O emissions, Nmin, WFPS and ST were determined. The N2O fluxes were highest during crop periods (9-43, 6-61 and 4-104 μg N2O-N m-2 h-1, for soybean, barley and maize, respectively), intermediate during barley-maize interperiod (2-47 and 3-35 μg N2O-N m-2 h-1, for CC and ChF, respectively) and lowest during ChF of maize-soybean and soybean-barley interperiods (1-26 and 5-22 μg N2O-N m-2 h-1, respectively). Re­gression tree provided threshold splits for the effect of soil variables on emission rates: 7.4 mg N kg-1 for Nmin; 10.35 or 8.7°C for ST, depending on Nmin and WPFS values; 39.6 and 55.4 % for WPFS, both with high N. There were no significant differences in accumulated N2O emissions between management systems for the complete sequence (3050 and 3380 g N2O-N ha-1, for EI and FP, respectively). Yield-based N2O emissions for the complete sequence were lower for EI than for FP. EI decreased yield-scaled N2O emissions by 29% for soybean (p<0.05) and barley (ns) and by 30% for maize (p<0.05) compared with FP. In conclusion for the complete sequence, the EI system did not increase N2O emissions per unit area and reduced emissions per unit yield despite utilizing higher N rates and including a CC.
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Objectives: i) to evaluate N2O emissions during a soybean-bar­ley-maize rotation and their respective interperiods -chemical fallows (ChF) and cover crops (CC)-, and ii) to understand the relationships between N2O flow rates with soil mineral N content (Nmin), water-filled porous space (WFPS), and soil temperature (ST). N2O emissions were evaluated weekly under two management systems, ecological intensification (EI) and farmer current practices (FP). EI included higher N rates than FP, split N application, a cover crop (CC) after barley, among other management practices. Simultaneously to N2O emissions, Nmin, WFPS and ST were determined. The N2O fluxes were highest during crop periods (9-43, 6-61 and 4-104 μg N2O-N m-2 h-1, for soybean, barley and maize, respectively), intermediate during barley-maize interperiod (2-47 and 3-35 μg N2O-N m-2 h-1, for CC and ChF, respectively) and lowest during ChF of maize-soybean and soybean-barley interperiods (1-26 and 5-22 μg N2O-N m-2 h-1, respectively). Re­gression tree provided threshold splits for the effect of soil variables on emission rates: 7.4 mg N kg-1 for Nmin; 10.35 or 8.7°C for ST, depending on Nmin and WPFS values; 39.6 and 55.4 % for WPFS, both with high N. There were no significant differences in accumulated N2O emissions between management systems for the complete sequence (3050 and 3380 g N2O-N ha-1, for EI and FP, respectively). Yield-based N2O emissions for the complete sequence were lower for EI than for FP. EI decreased yield-scaled N2O emissions by 29% for soybean (p<0.05) and barley (ns) and by 30% for maize (p<0.05) compared with FP. In conclusion for the complete sequence, the EI system did not increase N2O emissions per unit area and reduced emissions per unit yield despite utilizing higher N rates and including a CC. El desafío de la agricultura actual es maximizar la producción agrícola reduciendo impactos ambientales negativos, optimizando la eficiencia de uso de recursos e insumos. Objetivos i) evaluar emisiones de N2O durante una rotación soja-cebada-maíz y sus respectivos interperíodos -barbechos químicos (ChF) y cultivos de cobertura (CC)-, y ii) comprender las relaciones entre emisión de N2O con N mineral (Nmin), espacio poroso lleno de agua (WFPS) y temperatura de suelo (ST). Las emisiones de N2O se evaluaron semanalmente bajo dos sistemas de manejo: intensificación ecológica (EI) y prácticas agrícolas actuales (FP). EI incluyó mayores tasas de N que FP, aplicación dividida de N, cultivo de cobertura (CC) después de la cebada, entre otras prácticas. Los flujos de N2O fueron mayores durante los cultivos (9-43, 6-61 y 4-104 μg N2O-N m-2h-1, para soja, cebada y maíz, respectivamente), intermedios durante el interperíodo cebada-maíz (2-47 y 3-35 μg N2O-N m-2h-1, para CC y CHF, respectivamente) y menor durante CHF de interperíodos maíz-soja y soja-cebada (1-26 y 5-22 μg N2O-N m-2h-1, respectivamente). El árbol de regresión proporcionó los siguientes umbrales: 7,4 mg N kg-1 para Nmin; 10.35 o 8.7°C para ST, dependiendo de los valores de Nmin y WPFS; 39.6 y 55.4 % para WPFS, ambos con alto N. No hubo diferencias significativas en emisiones acumuladas de N2O entre sistemas de manejo para la secuencia completa (3050 y 3380 g N2O-N ha-1, para EI y FP, respectivamente). Las emisiones de N2O totales a escala rendimiento fueron menores para EI que para FP, con una reducción de 29 % para soja (p<0,05) y cebada (ns) y en 30 % para maíz (p<0,05) en comparación con FP. En conclusión, para la secuencia completa, EI no aumentó las emisiones de N2O por unidad de área y redujo las emisiones por unidad de rendimiento, a pesar de utilizar tasas más altas de N e incluir un CC. EEA Balcarce Instituto de Patobiología Fil: Casanave Ponti, Sheila Mailén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fil: Videla, Cecilia del Carmen. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Fil: Rizzalli, Roberto. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Fil: Monterubbianesi, María Gloria. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Fil: García, Fernando Oscar. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Fil: Ortega, Facundo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patobiología; Argentina. Fil: Andrade, Fernando Héctor. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina. Fil: Andrade, Fernando Héctor. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. 2023-01-06T10:34:55Z 2023-01-06T10:34:55Z 2022-12 info:ar-repo/semantics/artículo info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion http://hdl.handle.net/20.500.12123/13835 http://www.ojs.suelos.org.ar/index.php/cds/article/view/740 1850-2067 eng info:eu-repo/semantics/openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0) application/pdf Asociación Argentina de la Ciencia del Suelo Ciencia del Suelo 40 (2) : 208-226 (diciembre 2022)
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