Efecto de la Fertilización Nitrogenada en el Cultivo de Maíz para la Caracterización de la Emisión de Gases Efecto Invernadero
Effect Of Nitrogen Fertilization On Maize Crop To Characterize Greenhouse Gas Emissions
Daniel Raúl Vergara Rodríguez1, Genidth Diaz Rodriguez2, Ángela Patricia Alvarez3
1Agrónomo. Universidad Nacional Abierta y a Distancia, UNAD, Acacias (Meta). Centro Internacional de Agricultura Tropical, CIAT.
2Ingeniero agrónomo. Universidad de los Llanos, Villavicencio (Meta).
3Ingeniera Ambiental Y sanitaria. Universidad de la Salle.
dr.vergara29@hotmail.com; geniagro976@hotmail.com; ing.ambiental.apar@gmail.com
RESUMEN
Este trabajo se ejecutó en la estación Experimental Taluma de Corpoica, km 91 vía Puerto López – Puerto Gaitán (Meta) y se selecciona un suelo de sabana nativa (Oxisol). Para el estudio se toman parcelas de 400m2 (20 x 20mts), parcelas completamente al azar, 4 tratamientos con diferentes dosis de aplicación de nitrógeno (0Kgs/N, 60Kgs/N, 120Kgs/N, 240Kgs/N), 3 repeticiones. El objetivo principal de la investigación es verificar el efecto de la fertilización nitrogenada en el cultivo de maíz respecto a producción de grano y a la emisión de gases efecto invernadero. Con este proyecto se logró demostrar la producción de grano de maíz bajo diferentes dosis de fertilización de nitrógeno, encontrándose una relación acorde entre la producción de grano y la aplicación de cada dosis de nitrógeno, caracterizando al mismo tiempo los gases que se emiten con estas aplicaciones, dentro de los cuales dieron como resultado el dióxido de carbono (CO2), el gas metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O), siendo este último el más potente y perjudicial a la atmosfera.
Se encontró que el tratamiento de 60Kgs/N, es el que mejor uso eficiente del nitrógeno realiza, no siendo suficiente la dosis para las producciones esperadas en la región y que los tratamientos de 120Kgs/N y 240Kgs/N, son los que más producen grano, pero al mismo tiempo son los que más perdida de nitrógeno tienen y donde mayores emisiones de óxido nitroso (N2O) se ejecutan.
Es por esto que se debe trabajar arduamente en trabajos con los productores junto a entidades de investigación para lograr producir alimentos en esta zona con gran responsabilidad ambiental.
Palabras claves: Maíz, Manejo Agronómico, Fertilización, Nitrógeno, Gases, Emisión, Efecto Invernadero, Calentamiento Global, Producción Limpia.
ABSTRACT
This work is performed in the Experimental Taluma Corpoica station, 91 km via Puerto Lopez - Puerto Gaitan (Meta) and a native savanna soil (Oxisol) is selected. For the study plots of 400m2 (20 x 20mts), completely random plots, 4 treatments of nitrogen application rate (0lbs / N, 60kgs / N, 120kgs / N, 240Kgs / N), 3 repetitions are made. The main objective of the research is to verify the effect of nitrogen fertilization on maize grain yield about and greenhouse gas emissions. With this work we demonstrate the production of grain maize under different nitrogen fertilization, according finding a relationship between grain production and application of each dose of nitrogen, while characterizing the gases emitted with these applications, within which resulted in carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O), the latter being the most powerful and damaging to the atmosphere.
It was found that treatment of 60kgs / N, is the best efficient use of nitrogen makes, not sufficient dose for expected production in the region and treatments 120kgs / N and 240Kgs / N, are the biggest producers grain but also are the most loss of nitrogen have and where greater emissions of nitrous oxide (N2O) are executed. That is why we must work hard at work with producers with research institutions to achieve food production in this area with great environmental responsibility.
Keywords: Corn, Agricultural Management, Fertilization, Nitrogen, Gases, Emissions, Greenhouse, Global Warming, Clean Production.
INTRODUCCIÓN
Actualmente, el uso global de fertilizantes nitrogenados ha alcanzado aproximadamente los 100 millones de Ton/año con el fin de mantener los niveles de producción agrícola (IFA, 2005). Aproximadamente el 70% de los fertilizantes nitrogenados usados en los sistemas de producción agrícolas se pierde debido a la nitrificación y a sus procesos asociados (Raun y Johnson, 1999; Glass, 2003). En suelos agrícolas altamente fertilizados e irrigados la perdida de N en forma de nitratos (NO3-) a través de escorrentías puede alcanzar los 912 kg NO3 - ha/año (Adriano et al., 1972; Pratt y Adriano, 1973). Adicionalmente, la agricultura representa una fuente importante de generación de óxido nitroso (N2O), un poderoso gas de efecto invernadero, produciendo alrededor de 70% de las emisiones antropocéntricas totales (Mosier, 1993; Smith et al., 1997). “Se estima que las emisiones globales de N2O producidas por áreas cultivadas es de 3.5 millones ton anuales, de las cuales 1.5 millones ton son directamente atribuidas al uso de fertilizantes nitrogenados sintéticos (Kroeze, 1994; Smithet al., 1997).
Lograr la sincronía entre el suministro de N y la demanda de los cultivos sin causar exceso o deficiencia es la clave para optimizar la comercialización y el mercadeo considerando la productividad del cultivo, las ganancias o utilidades, y la calidad ambiental (Cassman, et al., 2002). Tomando en consideración los sistemas de producción de cereales (trigo, maíz, arroz, cebada, sorgo, mijo, avena, y centeno) la eficiencia del uso del nitrógeno (NUE) es aproximadamente 33%. El 67%restante representa pérdidas de los fertilizantes nitrogenados a través de escorrentías y volatilización (Raun et al., 2002). Este hecho representa un gran problema en el manejo de nutrientes para la mayoría de cultivos en general.
LA sostenibilidad ambiental en el manejo del Nitrógeno ha sido manejada en algunos países de África, Asia y Centroamérica donde es muy común el uso de la leguminosa Mucuna pruriens como abono verde o cobertura vegetal en la producción de cultivos de cereales, lo que posibilita fijar el N2 atmosférico (Sanclemente et al., 2012).
MATERIALES Y METODOS
Localización.
El ensayo se estableció en la Estación Experimental Taluma, Km 91 vía Puerto López, Puerto Gaitán. La Estación tiene las siguientes coordenadas: 4°22 11” N, 72°13 33” O. El lote donde se estableció el experimento tiene las siguientes coordenadas: 4°22 21” N, 72°13 8” O.
El lote seleccionado es una Sabana virgen, la cual es el tipo de paisaje predominante en la región. El tipo de suelo es un oxisol, los cuales son mayoría en la región. Estos suelos son conocidos por su alta saturación de aluminio y bajos contenidos en nutrientes.
Diseño Experimental.
Para el estudio se toman parcelas de 400m2 (20 x 20mts), parcelas completamente al azar, 4 tratamientos de dosis de aplicación de nitrógeno (0Kgs/N, 60Kgs/N, 120Kgs/N, 240Kgs/N), 3 repeticiones, 12 parcelas en total.
Preparación del Terreno.
Después de obtenidos los resultados del análisis de suelos, se procedió a la preparación del terreno, ejecutando primero un pase de rastra, para incorporar la vegetación existente en el terreno, en seguida se procedió a la aplicación de la enmienda con cal dolomítica para reducir la saturación de aluminio, aplicando 3 toneladas/ hectárea. Después se realiza un pase de cincel rígido para incorporar la cal. Luego se deja quieto el terreno por unos 30 días para que la cal haga su trabajo. Luego se realizó un pase de pulidor y se deja el terreno listo para realizar la siembra.
El material seleccionado de Maíz, fue el hibrido amarillo, 1596 de Monsanto, utilizando una dosis de 50.000 semillas por hectárea, para que queden 45.000 plantas por hectárea a cosecha, considerando un 8 a 10% de pérdidas en la germinación.
Se demarcan las y se procedió al establecimiento del ensayo. Se sembró con máquina, se utilizó una sembradora de 4 tolvas, John Deere 2450. Esta sembradora siembra y fertiliza al mismo tiempo.
Manejo Agronómico.
Establecido el ensayo viene el manejo agronómico del cultivo, donde las labores son fertilización con nitrógeno primera y segunda dosis, toma de muestras de emisión de gases, control de plagas, enfermedades y malezas y luego cosecha del cultivo.
Fertilización.
Al momento de la siembra se debe fertilizar aplicando el total del fosforo, el 20% del nitrógeno, el restante de este elemento se aplica a los 15 y 35 días después de la siembra, el 50% del potasio y el restante se aplica a los 35 días después de la siembra, el total del calcio, magnesio y azufre, también se aplican los elementos menores en este momento de siembra. La dosis a utilizar por hectárea de los elementos fue la siguiente:
Parcelas de Tratamiento cero nitrógenos (0N)
T- ON a la siembra
Parcelas de tratamientos con nitrógeno.
T- 60Kgs/N, 120Kgs/N, 240Khs/N a la siembra.
Factores Climáticos influyentes en el desarrollo del experimento.
Temperatura Media 27 °C (Mínima 21°C y Máxima 33°C)
Precipitación 2375m.m. media anual (Mínima 2200m.m. y Máxima 2500m.m.)
Brillo Solar 1916.5 Horas/Sol/Año, con un promedio de 5.2 horas Luz/día.
Evaporación 1636 m.m /Año
Velocidad del viento: Entre 5 y 8 Km/Hora
El cultivo del maíz tiene un requerimiento hídrico teórico de 600 mm durante el ciclo de cultivo. En su etapa vegetativa consume el 30% (180 mm) y en la etapa reproductiva el consumo es del 70% (420 mm).
Control de plagas, Enfermedades y malezas en el cultivo.
Control de plagas.
Las plagas que principalmente atacan son el gusano cogollero (Spodoptera frugiperda) y el gusano barrenador del tallo (Diatraea spp.).
Enfermedades.
Las principales son: La Mancha de asfalto, la Phaeosphaeria Maydis, Physoderma Maydis.
Control de malezas.
Desde el momento en que realizamos la siembra debemos comenzar a realizar este control; para esto aplicamos atrazina como preemergente, 1.5 kgs / hectárea. De aquí en adelante se realiza una aplicación entre surcos más o menos cada 30 días con un herbicida de contacto, para este fin utilizamos Finale, 200 cms por bomba de espalda de 20 lts.
Toma de Emisión de gases efecto invernadero.
Para la toma de muestras de gases se utilizaron los siguientes materiales: Anillos en PVC, de 20 cms de diámetro, cámaras de PVC, 20 cms de diámetro, bandas de caucho, jeringas plásticas de 20 mL, agujas hipodérmicas No. 24, frascos de vidrio (vial), termómetros digitales, cronómetros digitales, recipiente plástico. Para la toma de muestras se siguieron las recomendaciones del laboratorio de Servicios Ambientales del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), las cuales están plasmadas en un protocolo. A este protocolo actual se le realizaron algunas adaptaciones de metodología para la toma de las muestras en campo sugeridas por el mismo laboratorio para minimizar el margen de error. (Laboratorio de servicios ambientales, 2003).
Adaptaciones al protocolo para la toma muestras de emisión de gases
Las adaptaciones realizadas fueron el diámetro de los anillos y las cámaras, la cantidad de anillos y cámaras colocadas por parcela, la forma como se deben tomar y guardar los gases en los frascos. Todas estas adaptaciones quedan escritas dentro de este mismo protocolo siendo recomendación explicita del laboratorio.
1. Instalación de anillos y cámara de PVC.
Los anillos que tienen aproximadamente 20 cm de diámetro y 10 cm de altura, deben sobresalir 5 a 6 cm de la superficie para permitir la instalación de las cámaras, al instalar el anillo, se debe tener cuidado para que no se deforme y mantenga su forma cilíndrica, de lo contrario el ajuste posterior
con la cámara no será bueno y aparecerían escapes de gas que invalidarían el muestreo. Una vez instalados, los anillos permanecerán fijos en su lugar durante todo el tiempo de muestreo. Se instalaron 2 anillos por cada parcela en forma diagonal y evitando los bordes.
Forma de instalación de las Cámaras.
1. Forma de muestreo de gases
Al momento del muestreo, se instalaron cámaras de PVC (10 cm de alto, 20 cm diámetro) sobre los anillos instalados en el campo. Las cámaras se cierran herméticamente con una banda de caucho. Para cada cámara se toman muestras de aire correspondientes a los tiempos 0, 10, 20 y 30 minutos, contados a partir de la ubicación de la cámara. Se utilizarán cámaras con un orificio de venteo para equilibrar presión.
Para tomar una muestra de aire, se utilizan jeringas plásticas de 20 mL conectadas a una válvula o llave de plástico. Con el embolo de la jeringa completamente en el fondo de la misma (volumen dentro de la jeringa = 0) y la válvula en posición abierta, se introduce la aguja de la jeringa en uno de los tapones de caucho de la cámara. Se bombea unas dos veces para mezclar bien los gases, solamente en el momento de tomar el tiempo 0, luego en los otros tiempos no es necesario mezclar. Se toman 10 mL de aire en la primera cámara y se cierra la válvula, se saca la jeringa y se dirige a la segunda cámara y se toman otros 10 mL de aire, se cierra la válvula, se extrae la jeringa, se toma el frasco, se introduce la ajuga de la jeringa en el tapón de este, cerca de esta ajuga de la jeringa se introduce otra ajuga, se abre la válvula y enseguida se baja el embolo hasta los 15 mL, evacuando al ambiente 5 mL, por la ajuga colocada, se cierra la válvula de la jeringa y se extrae la ajuga adicional, se abre la válvula de la jeringa y se depositan los 15 mL en el frasco, se cierra la válvula y se extrae la jeringa. Cuando se introduce la jeringa en el frasco con vacío para inyectar los 15ml de muestra que han quedado en la jeringa, si el vacío del frasco es adecuado el émbolo de la jeringa debe bajar por sí mismo hasta aproximadamente 10 mL al abrir la válvula (este valor puede cambiar si hay más o menos humedad en la muestra). Si no se observa ningún movimiento en el pistón al introducir la aguja en el frasco, se debe girar el pistón de la jeringa. Algunas veces el agua de condensación u otros compuestos volátiles de la muestra hace que el embolo se atasque. Si al girar un poco el embolo, este de todos modos no baja, ello indica que el frasco no tiene vacío y en tal caso, se debe proceder a reemplazado.
Los viales son colocados en el recipiente plástico a la sombra, para evitar cambios por la exposición a altas temperaturas.
Es necesario conocer exactamente la temperatura del aire dentro de la cámara al momento del muestreo para poder calcular adecuadamente los flujos de gases. Para ello, la primera cámara en cada parcela debe estar equipada con un termómetro que permitirá registrar la temperatura para cada uno de los tiempos y un reloj digital.
Cada tratamiento o parcela se debe tomar dentro de los diez minutos que hay entre un tiempo y otro en cada una de las repeticiones para evitar que si se toman con mucha diferencia de tiempo podría haber diferencias sustanciales entre tratamientos.
3. Análisis de las muestras
Las muestras son analizadas en un cromatógrafo de gases Shimadzu GC-14A, equipado con detector de ionización de llama (FID) en el análisis del metano y detector de captura de electrones (ECD) para el análisis del óxido nitroso.
El ciclo vegetativo del material sembrado a cosecha esta entre los 120 a 130 días. Tratando de obtener una humedad óptima al momento de cosecha se dejó hasta los 140 días.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para el análisis de resultados, hay que recordar que la Orinoquia Colombiana, es una zona relativamente nueva para la agricultura, hasta hace unos años atrás se decía que era imposible producir algún cultivo por las condiciones de suelo que se tenían.
El maíz es un cultivo que para expresar su potencial requiere de algunas buenas condiciones y entre estas esta las horas luz/día, mientras más luz/día haya, mayor energía tomará la planta y mayor será su producción.
Producción de Grano de acuerdo a los Tratamientos de Nitrógeno
Se observó que entre repeticiones de cada uno de los tratamientos no hay diferencias significativas, para la producción de grano del cultivo, dando confiabilidad en la toma de datos y resultados obtenidos.
Rendimiento.
En el tratamiento sin nitrógeno (ON), es claro que la producción es muy baja por la falta de este elemento, su producción fue escasamente de 1.3 Ton/ha.
La mayor producción de grano se obtuvo con la mayor dosis de nitrógeno que fue 240 Kgs de N/ha, la cual llego a 4.5 Ton/ha
Para el tratamiento de 60N, es importante ver que con una dosis que es apenas una tercera parte de lo que utilizan actualmente los agricultores en esta zona, (180 Kgs de N/Ha), la diferencia con los otros tratamientos es apenas de 1.1Ton, con respecto al tratamiento 120N y de 1.4 Ton, con respecto al tratamiento 240N.
Esto demuestra el buen aprovechamiento del nitrógeno en este tratamiento, a razón que en el momento de la aplicación del nitrógeno la planta está necesitada de este elemento y la dosis aplicada suple la necesidad de la planta en ese momento.
La diferencia de producción de grano entre los tratamientos con mayor dosis de aplicación de nitrógeno, entre 120N y 240N, no es significativa, es apenas de 0.3 Ton/ha, teniendo en cuenta que la dosis de mayor aplicación de nitrógeno (240N), es el doble de la otra dosis, (120N), pero también es claro que con la mayor dosis de aplicación de nitrógeno se obtiene la mayor producción.
Siendo la diferencia en producción de grano entre los tratamientos de 120N y 240N, poco significativa nos indica que la aplicación tan alta de nitrógeno (240N) no es recomendable, pues son altos los costos de aplicación de nitrógeno los cuales aumentarían los costos de producción/ha ostensiblemente.
Conociendo que en 60 Kgs de N, tenemos el mayor aprovechamiento del nitrógeno en este cultivo específicamente, pero que 60 Kgs de N/ha, no suplen la cantidad requerida por el cultivo y que la mejor producción de grano la obtenemos aplicando entre 120 y 240 Kgs de N, podemos pensar que una aplicación correcta estaría entre los 150 y 180 Kgs de N/ha, y que se podría dividir la aplicación en más veces. Normalmente la aplicación de nitrógeno se ejecuta en dos aplicaciones, una a los 15 días después de la siembra y la otra a los 35 días después de la siembra; la aplicación de las dosis sugeridas se podría ejecutar en 3 aplicaciones, que sería de la siguiente forma: A los 13, 26 y 39 días después de la siembra, pensando en un mejor aprovechamiento del nitrógeno por parte de la planta y evitando las pérdidas que afectan al medio ambiente.
Al haber una mayor cantidad de aplicaciones, el agricultor va a pensar que los costos de producción se van aumentar, pero hay que entender que la aplicación seria menos costosa con respecto al aprovechamiento del nitrógeno por parte del cultivo y por ende el beneficio que esto traería, pues se vería reflejado en un aumento en la producción de grano y en menos daño al medio ambiente. El costo beneficio sería mejor para el agricultor, pero mucho más para el medio ambiente.
Producción de Biomasa de acuerdo a los Tratamientos de Nitrógeno.
Para la biomasa de las plantas, obtenida en cada uno de los tratamientos, tenemos que para el tratamiento de 0N, es el que proporciona menos cantidad, llegando apenas a 2 Ton/ha. La falta del nitrógeno evito el buen desarrollo en las plantas, pues son plantas que quedaron con porte bajo, un poco débiles y poco forraje.
Entre los tratamientos de 60N, 120N y 240N, no hay una diferencia significativa en producción de biomasa, siendo un poco menor el tratamiento de 60N en comparación de los otros dos tratamientos que están un poco más altos en cantidad, pero muy similares entre ellos. La diferencia entre estos tratamientos es que en el tratamiento de 60N, las hojas son un poco más amarillentas durante su etapa vegetativa y sus tallos son un poco más delgados, comparadas con las de los tratamientos de 120N y 240N.
De acuerdo a estos resultados podemos decir que en el tratamiento de 60N, se corrobora el mejor aprovechamiento del nitrógeno por parte de la planta y la gran pérdida de nitrógeno en los otros dos tratamientos.
Se puede concluir que estos resultados de biomasa están relacionados con la producción de grano; si se proporciona al cultivo unas buenas condiciones durante todo su desarrollo vegetativo, su producción de grano correspondería en parte a esta situación. Una planta fuerte y en buenas condiciones responderá con excelentes resultados.
Densidad de Plantas y de Mazorcas.
En la densidad de plantas y mazorcas se observó que la densidad de plantas fue mayor que la de mazorcas, y los tratamientos de 0N y 60N, fueron los que mostraron mayor diferencia entre plantas y mazorcas, esto debido a la falta del nitrógeno en uno y a la baja dosis en el otro, a un que las plantas se establecieron no produjeron mazorcas.
Eficiencia del uso y recuperación del nitrógeno por parte del cultivo
En el tratamiento 60N, por cada kilogramo de nitrógeno aplicado al cultivo, este produce 52.43 Kgs/ha. Esto quiere decir que para este tratamiento el uso eficiente del nitrógeno es de 3.1 Ton/ha, de grano
Para el tratamiento de 120N, nos indica que por cada kilogramo de nitrógeno aplicado al cultivo, este produce 35.29 Kgs/ha, de grano. Esto quiere decir que para este tratamiento el uso eficiente del nitrógeno es de 4.2 Ton/ha, de grano.
Para el tratamiento de 240N, nos indica que, por cada kilogramo de nitrógeno aplicado al cultivo, este produce 18.78 Kgs/ha, de grano. Para este tratamiento el uso eficiente del nitrógeno es de 4.5 Ton/ha, de grano.
Es aquí donde se confirma lo que se ha dicho en los párrafos anteriores de los resultados obtenidos en cada uno de los tratamientos para la producción de grano y biomasa del cultivo.
Si comparamos este tratamiento de 60N, con los otros dos de 120N y 240N, donde en estos dos últimos el uso eficiente es menor que en el tratamiento de 60N, podríamos decir que al realizar una aplicación como los tratamientos de 120N y 240N tenemos perdidas grandes de nitrógeno, que estarían afectando al medio ambiente y por ende al agricultor en su parte económica.
Eficiencia de recuperación del nitrógeno por parte del cultivo.
En el tratamiento 60N, por cada kilogramo de nitrógeno aplicado al cultivo, este recupera 0.82 Kgs/ha. Esto quiere decir que para este tratamiento la eficiencia de recuperación del nitrógeno por parte del cultivo es de 49.2 Kgs/ha.
Para el tratamiento de 120N, nos indica que por cada kilogramo de nitrógeno aplicado al cultivo, este recupera 0.66 Kgs/ha. Esto quiere decir que para este tratamiento la eficiencia de recuperación del nitrógeno por parte del cultivo es de 79.2 Kgs/ha.
Para el tratamiento de 240N, nos indica que por cada kilogramo de nitrógeno aplicado al cultivo, este recupera 0.36 Kgs/ha. Esto quiere decir que para este tratamiento la eficiencia de recuperación del nitrógeno por parte del cultivo es de 86.4 Kgs/ha.
Creemos que la buena eficiencia de nitrógeno en el tratamiento de 60N, es porque la cantidad de nitrógeno aplicado es apenas la que necesita la planta en ese momento, logrando un mejor aprovechamiento y evitando las pérdidas que se suceden en los otros dos tratamientos, (120N y 240N).
Al parecer las pérdidas de nitrógeno son mayores cuando los niveles de fertilización son más altos y se dan por volatilización y se da por alta humedad en el suelo en el momento de la fertilización y temperaturas mayores a 22°C. En recientes estudios se ha comprobado que al aplicar altos niveles de nitrógeno no se presentan diferencias en producción de maíz, solo se reduce la eficiencia de este nutriente y se incrementa las pérdidas como NO3 o como NH4 (Wachendorf et al., 2006; Martha et al., 2004; Nevens, 2003, Bundy and Andraski, 2005).
Resultados Emisión de Gases Efecto Invernadero.
Las emisiones de gases a causa de las fertilizaciones con nitrógeno son talvez de las emisiones más dañinas al medio ambiente, por los gases que se emiten durante este proceso, entre los cuales se pudo caracterizar luego de los análisis de laboratorio, al dióxido de carbono (CO2), gas metano (NH4) y óxido nitroso (NO2), siendo este el más potente de estos tres.
Ratificado por Andrade et al. (2015), La aplicación de fertilizantes nitrogenados fue el rubro que más aportó a las emisiones de GEI, generando un 73% del total, en contraste con el uso de energía eléctrica y combustibles fósiles, cuya contribución estuvo entre 12 y 22%, respectivamente. En Campoalegre (Huila, Colombia), se encontró que en sistemas de producción de arroz los fertilizantes nitrogenados son los responsables del 65% de la emisión de GEI. Umaña (2012) encontró valores muy similares para la contribución de la aplicación de fertilizantes nitrogenados (64%) en la emisión total de GEI en sistemas de producción de maíz en Falan, Tolima, Colombia. Según Loeb, Bonilla, Gallardo & Tafur (1987), cuando el nitró- geno se aplica en dosis mayores a las necesarias o su distribución es inapropiada, pueden ocurrir pérdidas de 40 - 80%, principalmente por volatilización (0,5 a 20%), lixiviación (1 a 70%) y desnitrificación (25 a 90%). La aplicación de grandes cantidades de nitrógeno no siempre da como resultado el aumento del rendimiento; sin embargo, están contribuyendo a la emisión de N2O, cuyo poder de calentamiento es mucho mayor que el CO2.
Flujos acumulados de Dióxido de Carbono (CO2).
En el tratamiento de 0N, es donde sucede la mayor emisión de CO2, en comparación con los otros tratamientos que llevan nitrógeno, pero esta se da más naturalmente por la actividad microbiana que se encuentra en el tratamiento, junto a unas condiciones de humedad y temperatura óptimas para que esto suceda.
Tenemos que para el tratamiento 0N, su emisión es de 523.903 mg / m2, esto quiere decir que su emisión es de aproximadamente 5.239 kgs/ha /año.
Para los tratamientos con nitrógeno, tomando el de 240N, que es el que más emite, su emisión apenas llega a 3.012 Kgs/ha /año.
Las emisiones de CO2, no son tan relevantes para el sistema ya que el mismo cultivo ayuda a controlarlo cuando lo toma para realizar su fotosíntesis. Toda la vegetación toma este gas para sus procesos fisiológicos, disminuyendo en gran parte todas estas emisiones que se causan. Dentro de los otros tratamientos que llevan nitrógeno, las emisiones son bajas y no hay diferencias significativas para las emisiones de CO2.
Flujos acumulados de Metano (NH4).
En el tratamiento 0N, se está emitiendo gas metano, los otros tratamientos que llevan nitrógeno, lo están acumulando, lo cual diría que no estarían afectando al medio ambiente.
Esto nos dice que cuando se realizan aplicaciones de nitrógeno, no hay emisiones de gas metano, solo acumulaciones. Estas emisiones en el tratamiento 0N, se dan más por reacciones de óxido reducción en el suelo, que por cualquier otro factor.
Teniendo que el tratamiento 0N, emite 439,27 mg/m2, podemos decir que en el sistema se estaría emitiendo aproximadamente 4.39 kilos de metano / ha / año.
La cantidad de gas metano que acumula el sistema es bastante baja, solo alcanza los 0.846 kgs / ha / año.
Con estos resultados podríamos decir que la zona de la Altillanura cultivada en maíz (7.000 has), no estaría afectando en emisiones de gas metano al medio ambiente, las emisiones se presentarían más por procesos naturales, que por otro factor. A nivel mundial las emisiones de gas metano pueden estar alrededor de los 400 a los 450 millones de toneladas / año.
Flujos acumulados de óxido nitroso (N2O).
Los acumulados de N2O, se presenta una interacción significativa entre la aplicación de fertilizante de acuerdo a los resultados donde las dosis más altas después de 3 días del efecto de la aplicación muestra los valores más altos de flujo, esto puede estar asociado a las condiciones de la sabana nativa de la Altillanura Colombiana donde los suelos bajo estas condiciones naturales se caracterizan por ser suelos marginales debido a su baja fertilidad natural y a su susceptibilidad a una rápida degradación.
Es claro que para el tratamiento de 240N, es donde se presenta la mayor emisión de este gas por ser la cantidad más alta de nitrógeno aplicado.
Por otra parte, podemos estimar que si tenemos aproximadamente 7.000 hectáreas sembradas de maíz en la Altillanura Colombiana y que los productores utilizan una dosis de 180 kgs de N / ha, esta dosis emitiría aproximadamente 147 mg de N2O / m2, emitiendo por hectárea / año aproximadamente 1.47 kilos de N2O, estos nos daría aproximadamente una emisión de 10.290 kilos de N2O / año para toda el área sembrada en esta zona. (10.2 Ton de N2O / año).
Aunque es un porcentaje bastante bajo, que no es muy representativo conociendo las emisiones globales anuales de N2O, que llegan a los 12.7 millones de toneladas, si es preocupante porque se debe manejar de una forma donde se beneficie el agricultor y el medio ambiente.
Es a este gas (N2O), que se le debe apuntar y que se debe tratar de mitigar, pues es el causante en gran porcentaje de los problemas del cambio climático en el mundo.
Teniendo en cuenta según Zuñiga, O. (2015). El discurso legitimador es el del cambio climático cuya hipótesis del calentamiento global por incremento de gases de invernadero y en especial el CO2, aún se encuentran en debate por la comunidad científica.
CONCLUSIONES
El trabajo realizado demostró claramente que con las aplicaciones de nitrógeno efectivamente hay emisión de gases efecto invernadero, logrando caracterizar al mismo tiempo estos mismos, dentro de los cuales tenemos el CO2, CH4 y N2O, siendo este último el más potente y perjudicial a la atmósfera.
Se logró medir que al aplicar mayor cantidad de nitrógeno hay mayor producción de grano de maíz, pero también hay mayores pérdidas de nitrógeno y por consiguiente mayor emisión de óxido nitroso (N2O).
Se logró observar que el nitrógeno es un elemento esencial para lograr obtener buenas producciones de maíz, el cual debe ser aplicado en dosis adecuadas para evitar pérdidas que afecten al medio ambiente, evidenciándolo claramente; donde no se aplicó nitrógeno la producción fue muy baja y donde se aplicó nitrógeno sus producciones fueron más altas.
Los resultados arrojaron que el tratamiento de 60N, es el que tiene un mejor uso eficiente del nitrógeno y que es donde hay menor perdida al momento de la aplicación de nitrógeno, no siendo suficiente esta dosis para lograr una producción aceptable que cubra los gastos de producción y deje ganancias al productor y que el menor uso eficiente del nitrógeno lo tiene el tratamiento de 240N, llegando a unas pérdidas de nitrógeno de casi el 60%.
RECOMENDACIONES
Dadas las actuales condiciones ambientales por toda la gran contaminación, se necesita desarrollar nuevas tecnologías y métodos para regular estas emisiones de gases que causan estas fertilizaciones nitrogenadas y así mejorar la eficiencia del uso del nitrógeno y mitigar el cambio climático.
Se necesita la integración de sistemas con bajos niveles de nitrificación que beneficien a la agricultura y al medio ambiente.
Conociendo las grandes pérdidas de nitrógeno que se tienen en las aplicaciones, que pueden llegar a más del 60% y de acuerdo a los resultados anteriores se debe pensar seriamente en dividir la aplicación de nitrógeno en tres y no en dos como se tiene actualmente, para obtener un mejor aprovechamiento de este elemento.
Es importante concientizar a los productores en el mal uso que se le está dando al nitrógeno el cual no solo está afectando al medio ambiente sino a ellos también económicamente.
Es importante que las entidades de investigación sigan desarrollando estudios dirigidos a mejorar los rendimientos en los cultivos, pero sin descuidar la sostenibilidad ambiental.
La Orinoquia Colombiana es para tener en cuenta, como una gran alternativa de producción de cultivos que pueden ayudar a la seguridad alimentaria en nuestro país, ya que en el futuro la demanda de alimento será mayor.
BIBLIOGRAFIA