Este estudio examina los riesgos ambientales de la excesiva fertilización con nitrógeno en sistemas agrícolas intensivos en China y formas de mejorar la gestión del nitrógeno. Los investigadores estudiaron dos sistemas agrícolas intensivos en China y encontraron que las prácticas actuales de fertilización con 550-600 kg de nitrógeno por hectárea anualmente no aumentan significativamente los rendimientos de los cultivos pero sí duplican las pérdidas de nitrógeno para el medio ambiente en comparación con una fertilización

2. Docente:
Jennifer Gutiérrez
Estudiantes :
Alexander Silva Acero
Biología molecular
Quinto semestre
Universidad De Cundinamarca
Facatativá
2015

3. LA REDUCCIÓN DE LOS RIESGOS AMBIENTALES
MEDIANTE LA MEJORA DE LA GESTIÓN DE N EN LOS
SISTEMAS AGRÍCOLAS CHINOS INTENSIVOS
Comunicado por G. David Tilman,
de la Universidad de Minnesota,
St. Paul, MN 3 de enero de 2009
(recibido para revisión 03 de julio),
2008
Akey Laboratorio de Interacciones
Planta y Suelo del Ministerio de
Educación, China, y la Facultad de
Recursos y Ciencias Ambientales,
Universidad Agrícola de China,
Beijing 100193, China

4. RESUMEN
La fertilización excesiva N en las zonas de agricultura intensiva de China ha
dado lugar a graves problemas ambientales a causa de la atmósfera, el
suelo y el enriquecimiento del agua con reactivos N de origen agrícola.
Este estudio examina los rendimientos de grano y N vías de pérdida
utilizando un enfoque sintético en 2 de los sistemas más intensivos de
doble cultivo en China:
• Trigo y arroz anegado/ de tierras altas en la región Taihu del este de
China
• frente al trigo de regadío / maíz de temporal en la Llanura Norte de
China. Cuando se compara con la fertilización N óptima basada en el
conocimiento con 30-60% N ahorro, encontramos que las prácticas
agrícolas actuales con N 550-600 kg de N por hectárea anualmente
fertilizante no aumentan significativamente los rendimientos de los
cultivos, pero no dar lugar a aproximadamente 2 veces más grande N
pérdidas para el medio ambiente.

5. Los últimos 40 años han visto un cambio extraordinario en el ciclo N
mundial. Tan recientemente como en la década de 1960, la
disponibilidad de N en la mayor parte del mundo estaba controlado
por procesos naturales, pero la expansión de la producción de
fertilizantes nitrogenados sintéticos y la liberación de N de la
combustión de combustibles fósiles ahora coincide con la tasa natural
de formación de reactivos N en todo el mundo . La tasa de cambio ha
sido espectacular, con la mitad del fertilizante sintético N utilizado
alguna vez de haber sido aplicada durante los últimos 15 a 20 años.
Además, debido a la dificultad de predecir con precisión las
necesidades de fertilizantes N, tasas superiores requerimientos de la
planta a menudo se aplican, induciendo así consecuencias
ambientales no deseados tales como la lixiviación de nitrato y la
emisión de óxido nitroso y amoníaco. Esto se ha convertido en una
preocupación importante para los científicos, grupos ambientalistas y
políticos agrícolas en todo el mundo.
INTRODUCCION

6. Materiales y METODOS
• (1) la región Taihu en el este de
China (30-32 ° N, 119 a 122 ° E)
en el delta aluvial del río
Yangtze
• (2) la Llanura Norte de China en
el noreste de China (32-41 ° N,
113 a 120 ° E) en la llanura
aluvial del río Amarillo (Fig. S3).
Detalles del clima, los suelos y
los cultivos se dan en SI texto.
Áreas de estudio. Dos regiones de agricultura intensiva
representativos diferentes fueron seleccionadas como áreas
de estudio:

7. • Estudio de campo 1. En la región de Taihu, 26 de arroz (8 o 9 lugares cada año) y el
9 de trigo (3 lugares de cada año) en la granja experimentos de campo con 7
(arroz) o 5 (trigo) N tarifas se llevaron a cabo entre 2003 y 2006. Los tratamientos 7
arroz N fueron 0, 100, 150, 200, 250, 300 y 350 kg de N por hectárea y los 5
tratamientos N trigo fueron 0, 100, 150, 200 y 250 kg de N por hectárea. Las
parcelas (42 m2 de superficie, 7 × 6 m) se dispusieron en un diseño experimental
de bloques completos al azar con 4 repeticiones.

8. • Los tratamientos de trigo de invierno
N 5 eran 0, 75, 150, 225, y 300 kg de N
por hectárea y los tratamientos de
maíz 6 N de verano eran 0, 40, 80,
120, 160, y 240 kg de N por hectárea.
El tamaño de la parcela fue de 63 m2
(9 × 7 m). Las parcelas fueron
dispuestas en un diseño experimental
de bloques completos al azar con 3
repeticiones. A excepción de la
aplicación de fertilizantes y cosecha de
granos, cada campo experimental se
logró utilizando prácticas de gestión
actuales del agricultor individual en
ambas rotaciones. La biomasa aérea
se midió a mano en todas las parcelas.
El área central de 16 m2 (4 x 4 m) en
cada parcela se cosechó para
determinar el rendimiento de grano
de materia seca.

9. En la Llanura Norte de China, el estudio 15N
se llevó a cabo en micro parcelas en los
experimentos de campo en la granja Tanto
en la planta rotaciones y muestreo de
suelos y análisis de N total y la abundancia
de 15N se describen como en (44). La tasa
de recuperación de N se expresa como el
porcentaje de fertilizantes 15N aplicada
ocupado por las partes de la planta sobre el
suelo y la tasa de retención de N como el
porcentaje de fertilizantes 15N aplicada
recuperado en los 100 cm superiores del
perfil del suelo. La tasa de pérdida se
calcula restando la tasa de tasa de
recuperación y retención de 100. La media y
la desviación típica se calculó a través de
todos los años experimentales y sitios en
especies mismo cultivo.

10. RESULTADOS
Calculamos el balance anual de N para ambas rotaciones
utilizando dos escenarios: la práctica convencional N en
función de fertilización óptima N. Hemos calculado un
superávit anual N de 87 kg de N por hectárea para las prácticas
actuales con grandes pérdidas por desnitrificación para el
sistema de arroz / trigo. Fertilizante sintético N fue la entrada
principal, seguido de N en el agua de riego, la fijación biológica
de N2, y N deposición. Un mejor equilibrio N se puede lograr
mediante la adopción de estrategias óptimas de fertilización N
diseñados para mantener rendimientos relativamente altos,
pero reducir el riesgo ambiental. Sin embargo, dinitrification
podría reducirse aún más mediante la mejora de la gestión del
carbono y el control del régimen de agua (25-27). También
calculamos unos 212 kg de N por hectárea excedente para la
práctica actual con grandes pérdidas por volatilización de NH3
en el sistema de trigo / maíz.

11. Una gran parte de los excedentes de N acumulado en forma de nitrato
en el perfil del suelo después de la cosecha, y en parte existía como N
en forma orgánica, debido a la aplicación de estiércol. Sin embargo, la
inusual gran cantidad de excedente anual N también puede ser
causada por subestimar la pérdida de lixiviación debido a las
condiciones de sequía en nuestros años de observación con la
reducción de 24 a 46% en las precipitaciones. Estudios anteriores
mostraron que las fuertes pérdidas de N por lixiviación solamente se
produjeron en algunos años con lluvias de verano pesada, lo que lleva
a la acumulación de nitratos en el subsuelo profundo y las aguas
subterráneas. En el futuro, un equilibrio ligeramente negativo N podría
lograrse usando una tasa óptima de aproximadamente 286 N kg de N
por hectárea para mantener rendimientos relativamente altos (15, 16).
El saldo ligeramente negativo sería propicio para asegurarse de que las
plantas utilizan plenamente nitrato acumulada y además reducir la
lixiviación de nitratos. Una alta tasa de retención de N es propicio para
el mantenimiento de suelos N fertilidad.

12. Relaciones de N tasa de recuperación (A), la tasa de pérdida (B), y la tasa de retención
(C) con N tasa de aplicación en cultivos (4 Estudio de campo 2). Las barras verticales
indican la desviación estándar de la media (promedio de 6 15N experimentos de
campo). Cada accesorio modelo produjo un modelo altamente significativa (P <0,01).

13. Conclusiones
• El exceso de fertilización es un problema grave en las áreas de
producción agrícola intensiva en China, lo que resulta en el
enriquecimiento de reactivo N en el aire, el suelo y el agua, con el
consiguiente deterioro de los servicios ecosistémicos.
• Nuestros estudios muestran que el uso más eficiente de los
fertilizantes nitrogenados puede permitir tasas de aplicación actual N
se reduzcan en un 30 a 60%. Esto sería aún así mantener
rendimientos de los cultivos y el balance de N en las rotaciones, al
tiempo que reduce sustancialmente las pérdidas de N para el medio
ambiente.
• El exceso de aplicación de N también representa un gasto económico
innecesario para los agricultores.
• Las nuevas recomendaciones deberían tener plenamente en cuenta el
suministro de capacidad de N del suelo y N depositado a partir de aire
agua y riego. Las características de comportamiento de N entre los 4
cultivos eran marcadamente diferentes dependiendo de las prácticas
del clima, del suelo y de gestión.

14. BIBLIOGRAFIA
Xiao-Tang Ju
aKey Laboratory of Plant and Soil Interactions, Ministry of Education, China, and College
of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193,
China;
Guang-Xi Xing
bState Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science,
Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China;
Xin-Ping Chen
aKey Laboratory of Plant and Soil Interactions, Ministry of Education, China, and College
of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193,
China;
Shao-Lin Zhang
bState Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science,
Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China;
Li-Juan Zhang
cCollege of Agricultural Resources and Environmental Sciences, Hebei Agricultural
University, Baoding 071001, China; and
Xue-Jun Liu
aKey Laboratory of Plant and Soil Interactions, Ministry of Education, China, and College
of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193,
China;