Washington, DC, USA
March 28, 2013
Close-up of a static chamber in a field of malt barley. The chamber
is used to collect greenhouse gas samples coming off this tiny section of the plot.
Photo by Upendra Sainju.
U.S. Department of Agriculture (USDA) scientists and their partners are providing guidance to growers in Montana and the Dakotas on how they can use some tried-and-true agricultural practices to reduce their climate change footprint.
Upendra Sainju and his colleagues with the Agricultural Research Service (ARS) in Sidney, Mont., have been studying how no-till systems, crop rotation and other approaches can reduce greenhouse gas emissions, sustain crop yields and cut back on the use of nitrogen fertilizer that pollutes the air and water. ARS is USDA's principal intramural scientific research agency, and this research supports the USDA priority of responding to climate change.
Agriculture contributes about 25 percent of the carbon dioxide produced by humans and 70 percent of the similarly produced nitrous oxide being released into the atmosphere. Tillage, cropping sequences, crop-fallow management practices, and the use of nitrogen fertilizers all play significant roles in those emissions.
The researchers evaluated the effects of irrigation, tillage, cropping systems, and nitrogen fertilization on greenhouse gas emissions from five cropping systems in sandy loam soil in western North Dakota, where growers can irrigate fields.
They also studied three cropping systems in loam soil in eastern Montana where irrigation is not usually an option. They raised conventionally tilled malt barley with and without nitrogen fertilizer, no-till malt barley with and without fertilizer, and a no-till malt barley-pea rotation with and without fertilizer. Some systems were irrigated and others were not, and the researchers tracked soil temperatures and soil water content, measured plant biomass, and used static, vented chambers to measure greenhouse gases.
Their results, described in papers in the Journal of Environmental Quality and the Soil Science Society of America Journal, showed that regardless of whether the field was irrigated, the no-till malt barley-pea rotation with reduced nitrogen fertilizer rates was the most effective system for reducing greenhouse gas emissions and sustaining yields. They also found that the no-till barley-pea rotation reduced the need for fertilizers with no effect on yields.
The study is part of a comprehensive effort to examine the effects of irrigation and different management scenarios on greenhouse gas emissions in the northern Great Plains. Growers have known for decades that no-till improves soil quality and that rotating crops reduces weeds, diseases, and pests. But the study and others like it are prompting growers to adopt no-till, rotate crops and use less fertilizer.
Read more about this research in the March 2013 issue of Agricultural Research magazine.
Combatiendo el cambio climático global con los métodos de calidad probada
Científicos del ARS y sus colaboradores están proveyendo nueva información a los agricultores en Montana, Dakota del Sur y Dakota del Norte sobre el valor de prácticas agrícolas de calidad probada para reducir su "huella de cambio climático".
Upendra Sainju y sus colegas con el ARS en Sidney, Montana, han estudiado cómo los sistemas de la labranza cero, la rotación de cultivos y otros enfoques pueden reducir las emisiones de los gases del efecto invernadero, mantener los rendimientos de cultivos, y reducir el uso del fertilizante de nitrógeno. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés), y esta investigación apoya la prioridad del USDA de responder al cambio climático.
La agricultura contribuye aproximadamente el 25 por ciento del dióxido de carbono producido por los seres humanos y el 70 por ciento del óxido nitroso soltado a la atmósfera. La labranza, la secuencia de cultivos, las prácticas de manejo de cultivos y de los campos en barbecho, y el uso de fertilizantes de nitrógeno pueden tener papeles significativas en esas emisiones.
Los investigadores evaluaron los efectos del riego, la labranza, los sistemas de cultivación, y el uso de fertilizantes de nitrógeno en las emisiones de los gases del efecto invernadero en cinco sistemas de cultivación en el suelo arenoso limoso en la parte occidental de Dakota del Norte, donde los agricultores pueden regar sus campos.
Los científicos también estudiaron tres sistemas de cultivación en el suelo limoso en la parte oriental de Montana donde la irrigación típicamente no es una opción. Ellos cultivaron la cebada con la labranza convencional y sin o con el fertilizante de nitrógeno; la cebada con la labranza cero y sin o con el fertilizante; y una rotación de la cebada y los guisantes con la labranza cero y sin y con el fertilizante. Algunos sistemas recibieron el riego y otros no, y los investigadores anotaron la temperatura y la humedad del suelo, midieron la masa de las plantas, y usaron cámaras estacionarias con aberturas para medir las emisiones de los gases del efecto invernadero.
Sus resultados, los cuales fueron publicados en 'Journal of Environmental Quality' (Revista de Calidad Ambiental) y 'Soil Science Society of America Journal' (Revista de la Sociedad Americana de la Ciencia del Suelo) demostraron que, sin tener en cuenta el uso del riego, la rotación de la cebada y los guisantes en combinación con la labranza cero y una tasa reducida del uso del fertilizante de nitrógeno fue el sistema más eficaz para reducir las emisiones de los gases del efecto invernadero y mantener los rendimientos. También descubrieron que la rotación de la cebada y los guisantes permitió una reducción en el uso de los fertilizantes sin afectar negativamente los rendimientos.
Este estudio es parte de un esfuerzo extenso de examinar los efectos del riego y diferentes estrategias de manejo en la emisión de los gases del efecto de invernadero en la región de las Grandes Llanuras. Los agricultores han sabido por muchas décadas que la labranza cero mejora la calidad del suelo, y que la rotación de los cultivos reduce las malas hierbas, las enfermedades de plantas, y los insectos plagas. Pero este estudio y otros similares están animando a los agricultores a utilizar la labranza cero, la rotación de cultivos, y menos fertilizantes de nitrógeno.
Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de marzo del 2013.
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