Cultivar fava sense llaurar: els resultats d’un experiment de 23 anys (Agronomia mediterrània, 21/2018)

El desembre passat comentàvem un estudi de Panagiotis Dalias i Damianos Neocleous sobre l’efecte de nitrogen en pràctiques agrícoles alternatives al monocultiu convencional de blat de Xipre. Era un experiment de camp realitzat durant vuit anys, i que contemplava tècniques de rotació de cultiu, d’incorporació de palla, d’aplicació de llots de depuradora i de guaret. En aquest experiment, la introducció de la veça en un sistema de rotació resultava un sistema eficient per mitigar la “desnitrificació” del sòl. A banda d’aquesta estratègia d’introducció del cultiu de llegums, una altra pràctica proposada, que Dalias & Neocleous no assajaven en aquell estudi, era la reducció en la intensitat de llaurança. Al Departament de Ciències Agràries, Alimentàries i Forestals de la Universitat de Palerm van iniciar fa uns 25 anys un estudi específicament adreçat al “cultiu sense llaurar” com a pràctica agronòmica per mitigar la degradació de sòl i altres impactes ambientals de l’agricultura intensiva. En el marc d’aquest experiment, durant dos anys, hi cultivaren fava. Els camps que durant 23 anys havien estat cultivats sense llaurar produïen un rendiment superior del cultiu de fava, alhora que registraven un augment en el contingut de carboni orgànic en el sòl; la contrapartida eren unes majors emissions d’òxid nitrós. Giuseppe Badagliacca et al. exposen ara aquests resultats en un article a la revista Science of The Total Environment.

Des de fa 23 anys, el grup de recerca de Vito Armando Laudicina duu a terme un experiment sobre sembra directa (“no tillage”) comparada amb la llaurança convencional (“conventional tillage”). En un experiment de dos anys amb un cultiu de fava (“faba bean”) mostren com els sòls sense llaurança augment el rendiment en gran del 23%, atribuïble amb un augment del carboni i nitrogen del sòl i de la biomassa microbiana que participa en el cicle del nitrogen.

Sembra directa en la Sicília de secà

Giuseppe Badagliacca és membre del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Forestali (SAF) de l’Univirsitati di li Studi di Palermu, i del Dipartimento di Agraria de l’Università Mediterranea di Reggio Calabria.

Del Dipartimento-SAF de Palerm són també el recercador Paolo Ruisi i els professorsGaetano Amato, Luigi Badalucco i Dario Giambalvo i Vito Armando Laudicina.

Emilio Benítez és investigador del Departamento de Protección Ambiental del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), i treballa des del 1993 a la Estación Experimental del Zaidín (EEZ), a Granada, dins del grup de recerca de relacions entre planta i sòl.

Fava en floració

El Departament SAF du a terme des de fa dues dècades un experiment de llarg termini sobre la sembra directa o cultiu sense llaurança en les condicions de secà d’una zona semiàrida de Sicília, classificada edafològicament com a vertisòl. La sembra directa s’ha postulat com a pràctica agronòmica per mitigar la degradació del sòl i impactes negatius en el medi ambient. La sembra directa ajudaria a conservar millor la humitat del sòl, el contingut de matèria orgànica i l’activitat microbiana. Efectes semblants s’aconsegueixen amb els sistemes de rotació de cultius que introdueixen plantes lleguminoses, encara que en aquest cas l’efecte s’aconsegueix principalment per la fixació de nitrogen que realitzen els bacteris simbionts (rhizobis) dels nòduls de les arrels.

Nòduls blancs de l’arrel d’una lleguminosa del gènere “Vicia”. Els nòduls són el resultat de la infecció de planta per bacteris rhizobis, i és en el seu interior on es produeix la fixació de gas nitrogen (N2)

Per tal de comprovar els efectes conjunts de la sembra directa i de la introducció d’un cultiu de lleguminosa, Badagliacca et al. han estudiat durant dos anys cultius de fava en aquests camps experimentals.

L’objectiu central de l’experiment era conèixer els efectes de la sembra directa a llarg termini i del cultiu de fava en les emissions d’òxid nitrós (N2O) d’amoníac (NH3) pels vertisòls en aquest entorn mediterrani semiàrid.

Per això han mesurat els efectes de la llaurança en la densitat del sòl, en l’espai porós ocupat per l’aigua (WFPS), el carboni orgànic total (TOC), el nitrogen total (TN), l’activitat enzimàtica denitrificant (DEA) i l’abundància d’alguns gens bacterians (16S com a marcador taxonòmic; amoA, gen implicat en l’oxidació d’amoni; nosZ, gen de la reductasa de l’òxid nitrós). Tots aquests paràmetres poden afectar les emissions de nitrogen gasós del sòl.

Esquema del cicle de nitrogen en un entorn agrari. El nitrogen atmosfèric (N2) pot ser fixat pels rizobis dels nòduls de plantes lleguminoses o per altres diazòtrofs de vida lliure, donant lloc a amoni (NH4+). L’oxidació d’amoni per part de bacteris nitrificants amb el gen amoA genera nitrits (NO2), que altres bacteris nitrificants converteixen en nitrats (NO3), que és la forma de nitrogen edàfic que preferentment absorbeixen les plantes no-lleguminoses. Els bacteris desnitrificants amb el gen nosZ tanquen el cicle en utilitzar el nitrat per al seu metabolisme de respiració anaeròbia, transformant-lo en dinitrogen.

L’efecte de la sembra directa en el cultiu de fava i en les propietats de sòl

Les parcel·les de sembra directa oferiren un rendiment superior de collita de fava, en comparació amb les de llaurança convencional. En termes de gra, l’augment era del 23%.

Pel que fa a les emissions de NH3 no s’observaren diferències entre sòls de no-llaurança i de llaurança convencional.

En canvi, pel que fa a les emissions totals de N2O, tenint en compte les dues temporades de l’estudi, les de parcel·les de sembra directa eren superiors (2,58 kg de nitrogen-N2O per hectàrea) a les de llaurança convencional (1,71 kg). Això es relacionava també amb un augment de l’activitat enzimàtica desnitrificadora, que era molt més elevada en les parcel·les sense llaurança (74,6 μg de nitrogen-N2O·kg-1·h-1) que en les parcel·les de llaurança convencional (18,6 μg·kg-1·h-1). En darrera instància, després de 23 anys sense llaurar, les parcel·les de sembra directa mostraven una major densitat de sòl i una major humitat (en termes de WFPS). D’aquesta manera, el contingut bacterià total era superior (96% d’acord amb l’abundància de gens ribosomals 16S), com també ho era el contingut de bacteris implicats en el cicle del nitrogen (el gen amoA era un 154% superior en els sòls de sembra directa, i el gen nosZ ho era en un 84%).

Badagliacca et al. posen de manifest els beneficis de la sembra directa en les característiques del sòl, particularment en l’augment del contingut de carboni orgànic total. Aquest major riquesa nutrícia dels sòls no-llaurats explica l’augment del rendiment de la collita de fava en parcel·les que no han estat llaurades en els darrers 20 anys. Ara bé, els sòls no-llaurats mostren una major activitat bacteriana associada al cicle del nitrogen i de retruc unes majors emissions de N2O. El gas N2O és poc rellevant quantitativament en el cicle de nitrogen dels sòls, però és força rellevant pels seus efectes en la físico-química atmosfèrica, tant pel que fa a la depleció d’ozó troposfèric i, particularment, a l’efecte hivernacle.

En darrer terme, la llaurança cerca l’airejament del sòl, l’homogeneïtzació de nutrients, la destrucció de males herbes, etc. En zones cerealístiques de baixa pluviometria, la sembra directa pot ésser més efectiva, però depèn és clar del tipus de sòl. Les emissions de NOx i especialment de N2O són considerades un dels efectes indestijats de l’agricultura intensiva i de l’ús de fertilitzants químics. Però com posen de manifest Badagliacca et al. la sembra directa, en preservar l’activitat microbiana del sòl, pot també provocar un augment en les emissions de N2O.

Lligams:

Long-term no-tillage application increases soil organic carbon, nitrous oxide emissions and faba bean (Vicia faba L.) yields under rain-fed Mediterranean conditions. Giuseppe Badagliacca, Emilio Benítez, Gaetano Amato, Luigi Badalucco, Dario Giambalvo, Vito Armando Laudicina, Paolo Ruisi. Sci. Total Environ. 639: 350-359 (2018).

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: