O carbono do solo afeta o teor de proteína vegetal
O autor é um ecologista de pesquisa do USDA-Agricultural Research Service em Raleigh, N.C.
Tanto em ensaios de pesquisa quanto na fazenda, a resposta à aplicação de fertilizantes nitrogenados pode ser bastante variável. Todos nós já vimos situações em que, além de uma cor de planta mais verde, a aplicação de nitrogênio teve pouco impacto no crescimento e no rendimento da forragem. Por outro lado, notamos situações em que a aplicação de nitrogênio teve um grande impacto na produtividade do pasto.
O nitrogênio é o elemento essencial da proteína nos tecidos vegetais e animais. A proteína é necessária em uma variedade de moléculas para que os organismos funcionem de forma eficaz, como enzimas e DNA. Em todas as plantas, o nitrogênio é o elemento mais importante na formação e função da clorofila, o composto essencial necessário para a fotossíntese. Sem a fixação do dióxido de carbono da atmosfera via clorofila, os animais não existiriam e não teríamos comida nem de plantas nem de animais.
Compensação ambiental
Então, talvez devêssemos aplicar nitrogênio mais do que suficiente em nossas forragens, e não haveria essa limitação para esse importante nutriente. Isso poderia funcionar, mas o nitrogênio é caro e muitos dos nossos problemas de qualidade da água existem porque houve muito nitrogênio vazando para as águas subterrâneas ou escoando para as águas superficiais e causando desastres ambientais.
Não devemos nos envenenar apenas para produzir comida para comer, devemos?
O dilema com o nitrogênio é determinar quanto aplicar para ser suficiente sem causar perdas ambientais e econômicas. Claro, existem muitas outras questões importantes também – Qual é o melhor momento para aplicar nitrogênio para obter a melhor utilização da planta e menos perda para o meio ambiente? Qual forma de nitrogênio é a mais econômica e nos dará a melhor eficiência de absorção pela planta? Onde no dossel ou perfil do solo o nitrogênio deve ser aplicado para evitar perdas por lixiviação, volatilização e desnitrificação?
Se sua colheita de feno ou forragem
2% de nitrogênio (N) na colheita, e você pretende colher 5 toneladas por acre a cada ano, então pode fazer sentido aplicar pelo menos 200 libras por acre (10.000 libras x 2% =200 libras). Mas, se apenas cerca de 50% do nitrogênio que você aplica for realmente absorvido e utilizado pela cultura, talvez 400 libras de N por acre seja o que é necessário anualmente.
Para onde vão os outros 50% do nitrogênio?
Parte é perdida pela volatilização da amônia na atmosfera. Alguns podem ser desnitrificados a gás óxido nitroso e perdidos na atmosfera. Alguns podem ser lixiviados abaixo da zona da raiz como nitrato. Alguns podem ser lavados da superfície do solo para terras próximas ou águas superficiais. Alguns podem ser lavados com partículas do solo através da erosão, e alguns podem ser incorporados por microorganismos do solo em matéria orgânica recém-formada. Essas nem são todas as possibilidades.
Uma rica fonte de nitrogênio
Então, o que o carbono do solo tem a ver com a proteína em sua grama?
É uma questão de matéria orgânica do solo e microorganismos do solo. A matéria orgânica do solo é composta principalmente de carbono; na verdade, 58% da matéria orgânica do solo é carbono. Os micro-organismos do solo são aquelas criaturas menores no solo que precisam de um microscópio para serem vistas – bactérias, fungos e actinomicetos. É claro que também existem muitos organismos visíveis no solo.
A matéria orgânica do solo em campos agrícolas também contém 4% a 6% de nitrogênio. O nitrogênio orgânico do solo está fortemente ligado e deve ser mineralizado pelos microrganismos do solo em amônia e nitrato, as duas formas inorgânicas de nitrogênio prontamente absorvidas pelas plantas. Se um solo tivesse 2% de matéria orgânica do solo, então poderia haver 800 a 1.200 libras de N por acre nesse solo. Se um solo tivesse 5% de matéria orgânica do solo, então poderia haver 2.000 a 3.000 libras de N por acre. Isso é muito nitrogênio nas 4 polegadas superiores do solo, e pode haver outra quantidade igual nas próximas 20 polegadas do solo.
Podemos usar um pouco desse nitrogênio no solo, mas saber quanto fica disponível durante uma estação de crescimento tem sido difícil de prever. Os cientistas estudaram essa questão com mais intensidade antes da revolução industrial que levou ao desenvolvimento de fertilizantes sintéticos de nitrogênio. Uma vez que o nitrato de amônio e a ureia se tornaram prontamente disponíveis, a ênfase na compreensão da mineralização do nitrogênio da matéria orgânica diminuiu bastante.
Agora há um interesse renovado em entender a mineralização de nitrogênio com a convergência dos custos crescentes de fertilizantes de nitrogênio, esforços de limpeza da qualidade da água e interesse na saúde do solo. É aqui que a compreensão do carbono no solo se conecta à proteína da grama.
As taxas ótimas de nitrogênio diferiram
Em uma série de testes de estoque de festucas altas em fazendas na Carolina do Norte e nos estados vizinhos, a quantidade de nitrogênio derivada da mineralização da matéria orgânica do solo foi comparada com a quantidade de nitrogênio fornecida pelo fertilizante de uréia. Amostras de solo foram coletadas no início do período de armazenamento (início de setembro) e analisadas para mineralização de nitrogênio no solo e atividade biológica de teste de solo.
A forragem de festuca alta foi deixada crescer livremente por cerca de quatro meses em dezembro ou janeiro, quando o crescimento da forragem e o valor nutritivo foram determinados. As vacas de corte foram então colocadas nessas pastagens como típico para essa abordagem de manejo.
Durante o período experimental, o nitrogênio foi aplicado a 0, 40, 80 e 120 libras de N por acre, e esses tratamentos foram replicados quatro vezes para um total de 16 parcelas em cada um dos 37 ensaios realizados no outono de 2018. Experimental também estavam disponíveis resultados de 55 estudos realizados em 2015 e 2016 usando uma abordagem semelhante.
Na média de todos os ensaios, o rendimento da forragem melhorou com taxas mais altas de fertilizante nitrogenado aplicado. Isso não seria incomum, já que muitas recomendações atuais para forragens de estoque de outono exigem 50 a 100 unidades de nitrogênio por acre. No entanto, o que foi único neste estudo foi que apenas 26 dos 92 ensaios tiveram resposta de rendimento suficiente para cobrir o custo do nitrogênio adicionado.
Sessenta e seis ensaios (72%) não precisaram de mais nitrogênio do que o que já estava presente no solo para otimizar a produção. A quantidade de nitrogênio inorgânico residual na superfície de 4 polegadas do solo era baixa, então a fonte mais razoável de nitrogênio disponível era da mineralização da matéria orgânica.
Por que alguns campos responderam ao nitrogênio fertilizante e outros não?
Não foi por causa da quantidade de nitrogênio inorgânico residual na superfície de 4 polegadas do solo, porque não houve diferenças na amônia e nitrato do solo entre os campos responsivos e não responsivos. A diferença deveu-se à quantidade de mineralização de nitrogênio da matéria orgânica do solo.
O potencial de mineralização do nitrogênio do solo sob condições ideais no laboratório foi em média de 131 libras de N por acre naqueles ensaios que não responderam nada ao nitrogênio do fertilizante. Naqueles ensaios que exigiram mais fertilizante de nitrogênio para otimizar o rendimento, a mineralização de nitrogênio do solo foi significativamente menor em 93 libras de N por acre. Ensaios com uma necessidade de fertilizante de 40 libras de N por acre ou menos para otimizar o rendimento tiveram um nível intermediário de mineralização de N do solo de 119 libras de N por acre.
Um teste mais prático
Esses resultados foram surpreendentes para muitos colaboradores agricultores que os viram pela primeira vez. No entanto, eles fazem sentido se aceitarmos que a saúde do solo pode ser alterada por escolhas de manejo de forragem e pastagem nas fazendas. Solos com maior potencial de mineralização de nitrogênio têm maior capacidade de suprir as plantas com nitrogênio disponível. Infelizmente, ser capaz de determinar o potencial de mineralização do nitrogênio do solo no laboratório requer pelo menos dois meses de tempo de processamento e custaria razoavelmente cerca de US$ 40 por amostra apenas para esta análise.
Felizmente, o aspecto prático do teste do solo foi considerado no início do projeto de pesquisa. Uma estimativa simples, rápida e mais econômica da atividade biológica do solo também foi determinada juntamente com a estimativa do potencial de mineralização do nitrogênio do solo.
Avaliamos a atividade biológica do teste do solo, que requer apenas cerca de uma semana desde a amostragem até o envio do relatório do teste do solo e pode custar apenas cerca de US$ 5 a US$ 10 por amostra em um ambiente de pesquisa. Por que a atividade biológica de teste do solo pode ser considerada uma alternativa adequada é porque existe uma forte associação entre a mineralização do nitrogênio do solo e a atividade biológica do teste do solo. Essa associação foi observada neste estudo (ver Figura 1) e em outros.
O impacto desta pesquisa é que os produtores de feno e forragem podem agora usar um teste de solo para determinar a saúde biológica de seus solos e fazer determinações razoáveis e específicas de campo de quanto nitrogênio fertilizante pode ser necessário para otimizar o rendimento. Este teste de solo ajudaria os produtores a ajustar o potencial de lucro no curto prazo, maximizar a eficiência dos dólares investidos em fertilizantes e contribuir para a saúde das bacias hidrográficas locais. A otimização do nitrogênio do fertilizante também reduz a pegada de carbono da operação agrícola ao sequestrar carbono na matéria orgânica do solo.
Se você quiser confirmar o valor dessa abordagem em sua fazenda, entre em contato com um laboratório de testes de solo em sua área para ver se eles oferecem testes biológicos de solo. Poderia ser em seus melhores interesses econômicos e ecológicos! Este artigo foi publicado na edição de março de 2020 da Hay &Forage Grower nas páginas 20 e 21.
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