Los agricultores no pueden predecir su cosecha anual de maíz con certeza, pero con la ayuda de una nueva investigación de la Universidad Estatal de Michigan, ahora pueden identificar partes específicas de sus campos que producen consistentemente buenos o malos rendimientos. Esto no solo los salvarátiempo y dinero; resolverá uno de los problemas ambientales más extendidos que enfrentan las regiones productoras de cultivos: la pérdida de nitrógeno.
"Esta es la primera vez que alguien puede cuantificar cuánta variabilidad de rendimiento a pequeña escala hay en el Cinturón de maíz de Estados Unidos", dijo Bruno Basso, profesor de ciencias de ecosistemas de MSU y autor principal del estudio. "Nuestros hallazgospermite a los agricultores saber exactamente qué partes de sus campos agrícolas tienen rendimientos estables, lo que les permite administrar mejor sus campos variables para ahorrar dinero, reducir las pérdidas de fertilizantes y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero ".
Basso y sus coautores de MSU - Guanyuan Shuai, Jinshui Zhang y Phil Robertson - descubrieron que casi todos los campos tienen ciertas áreas con rendimientos consistentemente bajos o altos, lo que significa que gran parte del fertilizante agregado a las áreas de bajo rendimiento no se usaráy perderse para el medio ambiente. Al mismo tiempo, el nitrógeno no utilizado se pierde para el medio ambiente en lugar de ser absorbido por el cultivo. El estudio muestra que la pérdida de nitrógeno de 10 estados del Medio Oeste totaliza casi $ 1 mil millones de fertilizantes desperdiciados y 6.8 millones de toneladas métricas deemisiones de gases de efecto invernadero anualmente.
La investigación, publicada en Informes científicos , es el primero en cuantificar las pérdidas de nitrógeno de las áreas de baja producción de los campos individuales. El equipo de Basso utilizó imágenes satelitales para medir el valor de ocho años de los campos de sub-rendimiento para 70 millones de acres de tierras de cultivo en el Medio Oeste. El análisis proporcionó elinvestigadores con una imagen finamente resuelta de toda la producción de maíz del Medio Oeste, dijo Basso.
Para validar las imágenes satelitales, el equipo comparó los datos satelitales con 10 años de datos de rendimiento de alta resolución recopilados por sensores montados en cosechadoras de más de 1,000 granjas.
"Colocamos píxeles codificados por color en las imágenes para ver dónde el cultivo era estable y de alto rendimiento, dónde era estable y de bajo rendimiento y dónde era inestable año tras año", dijo Basso. "En total,aproximadamente el 50% de las áreas de subcampo que analizamos eran estables y de alto rendimiento. Las áreas de bajo rendimiento e inestables representaban cada una aproximadamente el 25% de las tierras agrícolas totales ".
Al evaluar cuánto gastan los agricultores de Corn Belt en fertilizantes que no se usan, los autores concluyeron que el mejor resultado, tanto para los agricultores como para el medio ambiente, es evitar fertilizar las áreas de bajo rendimiento de cada campo. De hecho, dijo Basso,puede ser mejor desde un punto de vista económico dejar estas áreas sin cultivar, plantarlas con pastos de conservación o, en el futuro, con cultivos de bioenergía perennes.
En cualquier caso, Basso dijo que el tiempo y los recursos deben centrarse en cultivar las porciones de los campos que son de alto rendimiento o que son inestables: algunos años de alto rendimiento, otros de bajo rendimiento. Las áreas inestables aún se pueden manejarbien con un cuidadoso manejo de fertilizantes nitrogenados durante la temporada, dijo.
"Al poner grandes datos al servicio de la sostenibilidad, ahora podemos proporcionar a los agricultores un mapa de prescripción Rx de fertilizantes nitrogenados para sus campos, que puede cambiar por completo cómo y dónde enfocan sus esfuerzos", dijo Basso."Los agricultores quieren ser buenos guardianes del medio ambiente, y estos hallazgos les brindan una forma adicional de hacerlo: para evitar fertilizar en exceso las áreas de los campos que perderán la mayor cantidad de nitrógeno en las aguas subterráneas, ríos y arroyos. Nadie gana cuando se desperdicia el fertilizante.áreas que no producirán. Una vez que los agricultores identifiquen estas áreas, pueden ahorrar dinero y ayudar al medio ambiente ".
El trabajo se realizó en una variedad de escalas geográficas, desde la investigación a pequeña escala en el sitio de Investigación Ecológica a Largo Plazo de la Estación Biológica Kellogg hasta granjas individuales en la región y finalmente todo el Medio Oeste.
"El trabajo demuestra que la sobrefertilización de tierras de cultivo consistentemente de bajo rendimiento es muy costosa para la industria y ofrece un enfoque valioso para cumplir con el objetivo de la industria agrícola de la gestión precisa del nitrógeno. Lo que es mejor para los agricultores también es lo mejor para el medio ambiente".dijo Colette St. Mary, directora del programa de investigación ecológica a largo plazo de la National Science Foundation.
"Los hallazgos brindan recomendaciones prácticas basadas en un conjunto de datos convincentemente completo junto con sensores remotos para persuadir a los agricultores de que igualar los bajos rendimientos de cultivos de áreas estables de bajo rendimiento podría eliminar los excesos estacionales en nitrógeno reactivo", dijo Jim Dobrowolski, Líder del Programa Nacional paraAgua en USDA-NIFA. "Con esta investigación, el equipo de MSU ayuda a los resultados del agricultor, al mismo tiempo que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y mantiene la calidad del agua. Es una solución 'ganar-ganar-ganar'".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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