Nitrous oxide flux from soil with Urochloa brizantha under nitrogen fertilization in Honduras
Flujo de óxido nitroso del suelo con Urochloa brizantha bajo fertilización nitrogenada en Honduras
DOI:
https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n3.102963Keywords:
livestock, bokashi, greenhouse gases, soil nitrogen (en)ganadería, bokashi, gases de efecto de invernadero, nitrógeno del suelo (es)
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The emission of nitrous oxide is considerable in livestock systems, influenced by nitrogen fertilization and edaphoclimatic conditions. The aim of the research was to measure the flux of nitrous oxide (N2O) from the soil under Urochloa brizantha with nitrogen fertilization. In the pastures, a randomized complete block design was established with four replicates and three treatments, consisting of 2 m2 plots with U. brizantha fertilized with urea, bokashi and without fertilizer application. The gas samples were collected over three months between the rainy and dry seasons using the static closed chamber methodology. The samples related to the soil and plants were taken at a depth of 15 cm under undisturbed conditions every month, to quantify: gravimetric moisture, ammonium, nitrate, total carbon, total nitrogen, carbon/nitrogen ratio, and plant dry matter (DM). The ANAVA registered a significant difference between treatments for N2O, with the application of urea promoting higher accumulated flows (0.37 mg N2O m-2 h-1), followed by bokashi (0.34 mg N2O m-2 h-1) and lastly by the control (0.27 mg N2O m-2 h-1). The daily emission of the gas fluctuated in the rainy season, when soil moisture promoted higher emission peaks compared to the dry season. The fractions of nitrogen, carbon and DM were not affected by the treatments. The use of urea and the anaerobic conditions of soil due to the rains generated higher N2O values, while the organic amendment, bokashi, was the best alternative for the greenhouse gas mitigation and soil conservation.
La emisión de óxido nitroso es considerable en sistemas ganaderos, influenciada por la fertilización nitrogenada y condiciones edafoclimáticas. El objetivo del ensayo fue medir el flujo de óxido nitroso (N2O) del suelo bajo Urochloa brizantha con fertilización nitrogenada. En las pasturas se estableció un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones y tres tratamientos, consistentes en parcelas de 2 m2 con U. brizantha fertilizada con urea, bokashi y sin aplicación de fertilizantes. Las muestras del gas se recolectaron a lo largo de tres meses entre la época lluviosa y seca con la metodología de cámaras cerradas estáticas. Las muestras relacionadas al suelo y plantas se tomaron a una profundidad de 15 cm en condiciones inalteradas cada mes, para cuantificar: humedad gravimétrica, amonio, nitrato, carbono total, nitrógeno total, relación carbono/nitrógeno y materia seca de plantas (MS). El ANAVA registró diferencia significativa entre tratamientos para el N2O, siendo la aplicación de urea la que promovió mayores flujos acumulados (0.37 mg N2O m-2 h-1), luego el bokashi (0.34 mg N2O m-2 h-1) y por último el testigo (0.27 mg N2O m-2 h-1). La emisión diaria del gas fue fluctuante en el periodo lluvioso, cuando la humedad en el suelo promovió mayores picos de emisión en comparación con la estación seca. Las fracciones de nitrógeno, carbono y MS no fueron afectadas por los tratamientos. El uso de la urea y las condiciones anaeróbicas del suelo por las lluvias generaron mayores valores del N2O, mientras que la enmienda orgánica, bokashi, fue la mejor alternativa mitigadora de los gases de efecto de invernadero y de conservación del suelo.
References
Arguedas Acuña, F., Jiménez-Araya, J., & Abarca Monge, S. (2019). Momento óptimo del día para muestrear óxido nitroso en el trópico muy húmedo de Costa Rica. Alcances Tecnológicos, 12(2), 33–46. https://doi.org/10.35486/at.v12i2.90 DOI: https://doi.org/10.35486/at.v12i2.90
Bastidas, M., Villegas, D., Ruden, A., Mazabel, J., Enciso, K., Gutiérrez Solís, J. F., & Arango, J. (2020). Determinación de la eficiencia en el uso del nitrógeno (UEN) por principales pasturas forrajeras de trópico bajo en respuesta a diferentes fertilizantes nitrogenados-Informe final de resultados (Report). Alianza Bioversity International - CIAT.
Butterbach-Bahl, K., Baggs, E. M., Dannenmann, M., Kiese, R., & Zechmeister-Boltenstern, S. (2013). Nitrous oxide emissions from soils: how well do we understand the processes and their controls?. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 368(1621), Article 20130122. https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0122 DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0122
Climatemps. (2017). La Ceiba Climate and temperature. http://www.la-ceiba.climatemps.com/index.php
CMNUCC (Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático). (2017). Acuerdos internacionales sobre acción por el clima. http://www.consilium.europa.eu/es/policies/climate-change/international-agreements-climate-action/
ENCC (Estrategia Nacional de Cambio Climático). (2022). Propuesta de lineamientos para una Estrategia Nacional de Adaptación y Mitigación al Cambio. SERNA.
FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). (2013). Climate-smart agriculture sourcebook. http://www.fao.org/docrep/018/i3325e/i3325e.pdf
FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) (2017). FAOSTAT. Base de datos emisiones de CO2-eq del sector agropecuario de Honduras. http://www.fao.org/faostat/es/#country/95
Harty, M. A., Forrestal, P. J., Watson, C. J., McGeough, K. L., Carolan, R., Elliot, C., Krol, D., Laughlin, R. J., Richards, K. G., & Lanigan, G. J. (2016). Reducing nitrous oxide emissions by changing N fertiliser use from calcium ammonium nitrate (CAN) to urea based formulations. Science of the Total Environment, 563–564, 576–586. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.04.120 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.04.120
Hernández, E. G. (2009). Evaluación agronómica y calidad analítica del Brachiaria brizantha cv marandú a diferentes fuentes de fertilización en Olancho, fase III [Undegraduate thesis, Universidad Nacional de Agricultura]. Catacamas.
Ibrahim, M. A., Guerra, L., Casasola Coto, F., & Neely, C. (2010). Importance of silvopastoral systems for mitigation of climate change and harnessing of environmental benefits. In Grassland carbon sequestration: management, policy and economics. Proceedings of the workshop on the role of grassland carbon sequestration in the mitigation of climate change (Vol. 11). FAO.
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). (2007). Summary for Policymakers. Climate Change 2007: Synthesis Report of Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511546013
Jiang, Y., Kang, Y., Han, C., Zhu, T., Deng, H., Xie, Z., & Zhong, W. (2020). Biochar amendment in reductive soil disinfestation process improved remediation effect and reduced N2O emission in a nitrate-riched degraded soil. Archives of Agronomy and Soil Science, 66(7), 983–991. https://doi.org/10.1080/03650340.2019.1650171 DOI: https://doi.org/10.1080/03650340.2019.1650171
Jones, J. J. B. 1999. Soil analysis handbook of reference methods. CRS Press.
Klein, C., & Harvey, M. (Eds.). 2012. Nitrous oxide chamber methodology guidelines. Global Research Alliance on Agricultural Greenhouse Gases.
Luo, J., de Klein, C. A. M., Ledgard, S. F., & Saggar, S. (2010). Management options to reduce nitrous oxide emissions from intensively grazed pastures: a review. Agriculture, Ecosystems & Environment, 136(3-4), 282–291. https://doi.org/10.1016/j.agee.2009.12.003 DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2009.12.003
Madigan, M. T., Martinko, J. M., & Parker, J. (Eds.). (2003). Biología de los microorganismos (10th ed.). Pearson-Prentice Hall.
Mcneill, A., & Unkovich, M. (2007). The nitrogen cycle in terrestrial ecosystems. In P. Marschner, & Z. Rengel (Eds.). Nutrient cycling in terrestrial ecosystems (pp. 37–64). Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-540-68027-7_2 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-68027-7_2
Millard, N., Ndufa., J. K., Cadisch., G., & Baggs, E. M. (2004). Nitrous oxide emissions following incorporation of improved-fallow residues in the humid tropics. Global Biogeocheical Cycles, 18(1), Article 1032. https://doi.org/10.1029/2003GB002114 DOI: https://doi.org/10.1029/2003GB002114
Molina, E., & Meléndez, G. (2002). Tabla de interpretación de análisis de suelos. Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica.
Montenegro, J. (2020). Efecto de diferentes fuentes de nitrógeno en la emisión de óxido nitroso en plantaciones de café en Costa Rica. Revista de Ciencias Ambientales, 54(2), 111–130. https://doi.org/10.15359/rca.54-2.6 DOI: https://doi.org/10.15359/rca.54-2.6
Nogueira, A. K. S., Rodrigues, R. A. R., Castro, B. S., Nogueira, T. F., Silva, J. J. N., Behling, M., Mombach, M., Armacolo, N., & Silveira, J. G. (2015). Emissões de óxido nitroso e metano do solo em áreas de recuperação de pastagens na Amazonia matogrossense. Química Nova, 38(7), 937–943. https://doi.org/10.5935/0100-4042.20150109 DOI: https://doi.org/10.5935/0100-4042.20150109
Oertel, C., Matschullat, J., Zurba, K., Zimmermann, F., & Erasmi, S. (2016). Greenhouse gas emissions from soils – A review. Geochemistry, 76(3), 327–352. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2016.04.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemer.2016.04.002
Pastrana, I., Reza, S., Espinosa, M., Suárez, E., & Díaz, E. (2011). Efecto de la fertilización nitrogenada en la dinámica del óxido nitroso y metano en Brachiaria humidicola (Rendle) Schweickerdt. Ciencia y Tecnología Agropecuaria, 12(2), 134–142. https://doi.org/10.21930/rcta.vol12_num2_art:223 DOI: https://doi.org/10.21930/rcta.vol12_num2_art:223
Rowlings, D. W., Grace, P. R., Scheer, C., & Liu, S. (2015). Rainfall variability drives interannual variation in N2O emissions from a humid, subtropical pasture. Science of the Total Environment, 512-513, 8–18. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.01.011 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.01.011
Silva Parra, A., Gómez Isuasti, A. S., Landazury, B., & Preciado, B. (2013). Evaluación de gases de efecto invernadero (GEI) en sistemas ganaderos asociados con pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum Hoechst Ex Chiov). Revista Colombiana de Ciencia Animal, 6(1), 36–43.
Soil Taxonomy. (2014). Claves para la taxonomía de suelos (12th ed.). United Sates Department of Agriculture. Natural Resources Conservation Service. https://www.nrcs.usda.gov/sites/default/files/2022-10/Spanish-Keys-to-Soil-Taxonomy.pdf
Sosa, B. A. (2013). Dinámica del nitrógeno del suelo en sistemas de maíz Zea mays L. y soya Glycine max L. bajo el efecto de abonos verdes (Doctoral dissertation, Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira). https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/33721
Steinfeld, H., Gerber, P., Wassenaar, T., Castel, V., Rosales, M., & Haan, C. (2006). Livestock’s long shadow. Environmental issues and options. FAO, Food and Agriculture Organization of the United Nations.
Uchida, Y., Clough, T. J., Kelliher, F. M., Hunt, J. M., & Sherlock, R. R. (2011). Effects of bovine urine, plants and temperature on N2O and CO2 emissions from a sub-tropical soil. Plant and Soil, 345, 171–186. https://doi.org/10.1007/s11104-011-0769-z DOI: https://doi.org/10.1007/s11104-011-0769-z
Venterea, R. T., Parkin, T. B., Cárdenas, L., Petersen, S. O., & Pedersen, A. R. (2012). Data analysis considerations. In C. de Klein, & M. Harvey (Eds.), Nitrous oxide chamber methodology guidelines (pp. 95–121). Global Research Alliance on Agricultural Greenhouse Gases.
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