Secondo i ricercatori, i terreni non lavorati (mostrati qui) contenevano più carbonio organico nel suolo. I risultati principali dello studio sono stati che la lavorazione del terreno si traduce in microbiomi del suolo distintivi, con terreni non lavorati contenenti diversi pool di batteri che ciclano l'azoto. Credito:Estensione Penn State
Gli scienziati sanno da tempo che l'agricoltura no-till riduce l'erosione e riduce il deflusso di acqua e nutrienti dai campi coltivati, ma ora un nuovo studio condotto da un team di ricercatori della Penn State suggerisce che limitare il disturbo del suolo può anche diminuire i rilasci di protossido di azoto.
Un gas serra che contribuisce al cambiamento climatico, il protossido di azoto è 300 volte più potente dell'anidride carbonica. Per scoprire in che modo la no-till influisce sui microbi del suolo che producono e scompongono il protossido di azoto, i ricercatori hanno concentrato il loro studio su un esperimento di lavorazione del terreno di 40 anni che è stato mantenuto presso il Russell E. Larson Agricultural Research Center della Penn State.
"Volevamo vedere se il livello di lavorazione del terreno nell'esperimento a lungo termine ha influenzato i microbi del suolo responsabili delle emissioni nette di protossido di azoto", ha affermato Mary Ann Bruns, capogruppo e coautrice dello studio, professore di microbiologia e biogeochimica del suolo presso il College of Scienze Agrarie. "Questo è un obiettivo particolarmente impegnativo perché molti batteri diversi producono protossido di azoto, ma molti altri possono convertirlo in un gas azoto inerte che non contribuisce all'effetto serra".
Lo studio, guidato da Mara Cloutier, una studentessa di dottorato in scienze del suolo e biogeochimica quando la ricerca è stata condotta, ha raccolto e valutato campioni di suolo prelevati da appezzamenti che sono stati gestiti come no-till, scalpello-disk o versoio arato:tre lavorazioni pratiche che rappresentano rispettivamente livelli di disturbo fisico a bassa, media e alta intensità, per quattro decenni.
I ricercatori hanno valutato le comunità batteriche del suolo e i marcatori del gene di denitrificazione (sequenze di DNA che possono essere utilizzate per identificare le specie microbiche) nei suoli campionati da colture di mais e soia. Hanno anche raccolto campioni di suolo in tre fasi di crescita di piante di mais e soia per valutare i microbiomi nei suoli influenzati dalla lavorazione del terreno, dal tipo di coltura e dallo stadio della coltura.
In risultati recentemente pubblicati in Soil &Tillage Research , i ricercatori hanno riferito che la lavorazione del terreno ha avuto un'influenza maggiore sulla composizione della comunità microbica e sui marcatori genetici rispetto al tipo di coltura o allo stadio della coltura. Rispetto alle altre pratiche di lavorazione del terreno, i terreni non lavorati contenevano meno geni marcatori per alcuni tipi di batteri produttori di protossido di azoto, ma nessuna differenza nei batteri che degradano il protossido di azoto, suggerendo che i terreni non lavorati possono generare ed emettere meno protossido di azoto.
Bruns, che è membro di una task force nazionale su microbi e cambiamenti climatici per l'Accademia americana di microbiologia, ha spiegato che la ricerca potrebbe aiutare a ridurre le emissioni di protossido di azoto.
"Se riuscissimo a trovare pratiche di gestione che aumentino l'attività dei batteri che degradano il protossido di azoto in azoto gassoso inerte", ha affermato Bruns, "l'azoto fertilizzante andrebbe comunque perso, ma come gas azoto più benigno".
Secondo Cloutier, che ora è project manager presso il Soil Health Institute, con sede a Raleigh, nella Carolina del Nord, i terreni non lavorati in questo esperimento contenevano più carbonio organico nel suolo.
"I nostri risultati principali sono stati che la lavorazione del terreno si traduce in microbiomi del suolo distintivi, con terreni non lavorati contenenti diversi pool di batteri che ciclano l'azoto. L'uso della lavorazione senza lavorazione come strategia di sequestro del carbonio può comportare benefici di ritenzione di azoto, ma sono necessarie ulteriori ricerche per capire come i microbi influenzano queste relazioni carbonio-azoto". + Esplora ulteriormente
