Agro Fossil Free - La gestione dei nutrienti guida la direzione e l'entità del flusso di protossido di azoto nel suolo restituito dai residui delle colture con diversa umidità del suolo

Descrizione generale

I residui colturali come input chiave di carbonio organico hanno il potenziale per il sequestro del carbonio nel suolo. Tuttavia, studi precedenti hanno mostrato un effetto incoerente del ritorno dei residui sulla direzione e sull'entità delle emissioni di protossido di azoto (N2O) nel suolo. Abbiamo utilizzato uno studio di incubazione del suolo in laboratorio per testare la risposta dell'emissione di N2O al tipo di residuo colturale, all'umidità del suolo e al modo in cui la gestione dei nutrienti modula queste risposte. In questo studio, abbiamo incorporato residui colturali con diverse qualità (frumento, riso, soia e mais) a due contenuti di umidità del suolo {80% capacità di campo (FC) e 60% FC} e con sette livelli di nutrienti: N0P0K0 (nessun nutriente) , N0PK, N100PK, N150PK, N100PK + letame@ 5 Mg ha−1, N100PK + biochar@ 5 Mg ha−1 e N150PK + biochar@ 5 Mg ha−1. I risultati hanno dimostrato differenze significative (p < 0,01) nell'entità delle emissioni di N2O tra i trattamenti. Tuttavia, solo l'effetto di interazione di residuo × nutriente e nutriente × umidità era significativo (p <0,05). N100PK e N150PK all'80% di FC hanno mitigato le emissioni di N2O di circa il 20% nel suolo modificato con residui di frumento (cfr. suolo di controllo senza residui). Al contrario, la modifica dei residui di mais (cfr. suolo di controllo) ha aumentato le emissioni di N2O del 130% sotto N0P0K0 e dell'80% FC. Gli effetti residui sono stati correlati negativamente con il rapporto C:N, ed è stata ottenuta una forte correlazione positiva (p < 0,01) tra emissione di N2O e respirazione di CO2, carbonio labile, azoto minerale e azoto totale residuo (TN). Quando non sono stati aggiunti nutrienti, l'emissione di N2O è stata maggiore nel suolo restituito dai residui. Tuttavia, i flussi cumulativi di N2O sono diminuiti del 6-17% quando i residui di mais e frumento (vedi terreno di controllo) sono stati applicati con sostanze nutritive. Flussi negativi di N2O che indicano il consumo sono stati osservati in ogni trattamento dopo 57 giorni di incubazione ed erano più pronunciati nel terreno di controllo senza residui e sostanze nutritive. Diminuendo l'umidità del suolo dall'80% FC al 60% FC, il tasso di consumo di N2O è aumentato di 6,6 volte tra i tipi di residui e la gestione dei nutrienti. I risultati dell'analisi di regressione e della modellazione delle equazioni strutturali (SEM) hanno mostrato che residuo TN, emissione di CO2 nel suolo, NO3-N e SOC labile erano le variabili predittive chiave e potrebbero spiegare l'82% di variabilità nell'emissione di N2O nel suolo nei Vertisoli dell'India centrale. I risultati hanno suggerito che l'aggiunta di nutrienti (NPK) potrebbe alterare l'entità e la direzione del flusso di N2O nel suolo in base al tipo di residuo e all'umidità del suolo, influenzando i processi microbici del suolo sottostanti del ciclo C e N nel Vertisol dell'India subtropicale.