Cover Crop Species Affect N2O Emissions at Hotspot Moments of Summer Crops

The use of cover crops, combined with low N fertilization and no-tillage, reduces the environmental impacts of agriculture. Legume cover crops provide N to the agroecosystem and allow N fertilization to be reduced without losing productivity, but may also increase nitrous oxide (N2O) emissions. Our main objective was to evaluate the impact of using oats, vetch, and oats+vetch mixture as cover crops on N2O emissions and summer crop yields in a maize–soybean rotation with low N fertilization to maize (32 kg N ha−1) under no-tillage. We also studied how the different cover crops affected soil variables related to N2O emissions. For the treatments that included vetch (vetch and oats+vetch), plots without N fertilization were included to evaluate if N2O emissions and crop yield were increased by low-rate N fertilization after a legume cover crop. We measured N2O emissions using static chambers in a long-term experiment located in the Argentine Pampas. We selected measurement periods in which high N2O fluxes were expected to evaluate the effect of the different cover crops during these hotspots. In the early stages of maize and soybean, the use of vetch as a cover crop increased N2O emissions compared with oats and a control without a cover crop. In those early stages, conditions for high N2O flux occurrence were promoted by the use of cover crops, as they increased soil moisture and, when vetch was the cover crop, nitrate content. Although the oats+vetch mixture reduced soil nitrate availability compared with vetch, this was not reflected lower N2O emissions. The use of oats as a cover crop did reduce N2O emissions compared with vetch and also decreased maize yields by 30.6%. The low-rate N fertilization in treatments that included vetch as a cover crop did not increase N2O emissions or yield significantly. Our study demonstrates that in low-input cropping systems under no-tillage, the use of legume cover crops can favor yields and also increase N2O emissions during the early stages of the following cash crop. Consequently, future work should explore mitigation strategies during this period.Fil: Vangeli, Sebastián. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Ingeniería Agrícola y Uso de la Tierra; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Restovich, Silvina Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Norte. Estación Experimental Agropecuaria Pergamino; ArgentinaFil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Cropland Net Ecosystem Exchange Estimation for the Inland Pampas (Argentina) Using EVI, Land Cover Maps, and Eddy Covariance Fluxes

Estimations of Net Ecosystem Exchange (NEE) are crucial to assess the carbon sequestration/carbon source capacity of agricultural systems. Although several global models have been built to describe carbon flux patterns based on flux tower data, South American ecosystems (and croplands in particular) are underrepresented in the databases used to calibrate these models, leading to large uncertainties in regional and global NEE estimation. Despite the fact that almost half of the land surface is used worldwide for agricultural activities, these models still do not include variables related to cropland management. Using enhanced vegetation index (EVI) derived from MODIS imagery (250m) and monthly CO2 exchange from a 9-year record of an eddy covariance (EC) flux tower in a crop field in the Inland Pampas region, we developed regression models to predict monthly NEE. We tested whether including a term for crop identity/land cover as a categorical variable (maize, soybean, wheat, and fallow) could improve model capability in capturing monthly NEE dynamics. NEE measured at the flux tower site was scaled to croplands across the Inland Pampa using crop-type maps, from which annual NEE maps were generated for the 2018–2019, 2019–2020, and 2020–2021 agricultural campaigns. The model based solely on EVI showed to be a good predictor of monthly NEE for the study region (r2 = 0.78), but model adjustment was improved by including a term for crop identity (r2 = 0.83). A second set of maps was generated taking into account carbon exports during harvest to estimate Net Biome Productivity (NBP) at the county level. Crops across the region as a whole acted as a carbon sink during the three studied campaigns, although with highly heterogeneous spatial and temporal patterns. Between 60% and 80% of the carbon sequestered was exported during harvest, a large decrease from the carbon sequestration capacity estimated using just NEE, which further decreased if fossil carbon emissions from agricultural supplies are taken into account. Estimates presented in this study are a first step towards upscaling carbon fluxes at the regional scale in a South American cropland area, and could help to improve regional to global estimations of carbon fluxes and refine national greenhouse gas (GHG) inventories.Fil: Marconato, Ulises. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); ArgentinaFil: Fernandez, Roberto J. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA),; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Cátedra de Ecología; ArgentinaFil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentin

Ocho preguntas frecuentes sobre cambio climático

La presentación consiste en responder a estas preguntas frecuentes: 1. ¿Qué es el cambio climático?. 2. ¿Por qué se produce el cambio climático?. 3. ¿Cuál es la diferencia entre cambio climático y calentamiento global?. 4. ¿Qué son los gases de efecto invernadero?. 5. ¿Qué actividades los generan?. 6. ¿Cuáles son los países que más los producen?. 7. ¿Argentina en el balance global de emisiones?. 8. ¿Qué lugar ocupa la agricultura y la ganadería dentro de todas las actividades en el país?Fil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Taboada, Miguel Angel. Carbon Group Agroclimatic Solutions SRL; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Cátedra de Edafología; Argentina. Academia Nacional de Agronomía y Veterinaria; Argentin

Evaluación de la duración del barbecho como indicador de sustentabilidad en la agricultura pampeana

La agricultura sustentable propone utilizar los bienes y servicios ecosistémicos sin comprometer el capital natural. Este objetivo parece plantearse dentro de un compromiso entre aumentar la productividad actual y proteger el capital natural. Utilizar más eficientemente los recursos junto con mejores prácticas de manejo podría permitir eludir este compromiso. El objetivo de este trabajo fue evaluar la duración del período sin cultivo en la campaña agrícola como indicador de eficiencia y sustentabilidad, estudiando su relación con el balance de carbono y agua, el rendimiento y el retorno económico, para un lote bajo agricultura extensiva en siembra directa de la región pampeana entre 2013 y 2020. En las campañas agrícolas durante los cuales el suelo estuvo sin cultivo más de 138 días, el lote mostró pérdidas de carbono, se usó en promedio poco más de la mitad del agua disponible y tanto la producción de alimento como el margen bruto del productor fueron menores y más variables que en campañas agrícolas en las que el suelo estuvo menos de 138 días sin cultivo. Este estudio sugiere que si un lote agrícola es mantenido cubierto por vegetación viva más de la mitad del año, sus resultados económicos y ambientales mencionados anteriormente “persistirán” en el tiempo debido, por lo menos en parte, a que los recursos son usados más eficientemente. El número de días sin cultivo puede ser un indicador robusto y de fácil adopción, que mostró sensibilidad frente a cambios en variables biofísicas y económicas del lote en estudio.Fil: Marconato, Ulises. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentin

Carbon and water vapor balance in a subtropical pine plantation

Afforestation has been proposed as an effective tool for protecting primary and/or secondary forests and for mitigating atmospheric CO2. However, the dynamics of primary productivity differs between plantations and natural forests. The objective of this work was to evaluate the potential for carbon storage of a commercial pine plantation by determining its carbon balance. Measurements started when trees were aged 6 and ended when they were older than 8 years. We measured CO2 and water vapor concentrations using the Eddy covariance method. Gross primary productivity in 2010 and 2011 was 4290 ± 473 g C m-2 and 4015 ± 485 g C m-2, respectively. Ecosystem respiration ranged between 7 and 20 g C m-2 d-1, reaching peaks in all Februaries. Of the 30 months monitored, the plantation acted as carbon source for 21 months and as carbon sink for 6 months, while values close to neutrality were obtained during 3 months. The positive balance representing CO2 loss by the system was most likely due to the cut branches left on the ground following pruning activities. The plantation was subjected to pruning in January and September 2008 and to sanitary pruning in October 2010. In all cases, cut branches were not removed but remained on the ground. Residue management seems to have a very important impact on carbon balance.Inst. de Clima y AguaFil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Lewczuk, Nuria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Richter, Klaus. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Cristiano, Piedad María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Laboratorio de Ecología Funcional; Argentin

Regional isoprenoid emission from Eucalyptus grandis forests in northeastern Argentina

Eucalyptus species are strong source of isoprenoid emission. The objective of the present study was to estimate isoprenoid emissions from Eucalyptus grandis forest crops in the Entre Rios province in the Mesopotamia region of Argentina. The emission rates of isoprene and monoterpenes were measured on individual leaves under; controlled environmental conditions. At 30°C and with a PPFD of 1000 μM m-2 s-1 the emission rate of isoprene emission was 12.5 ± 1.9 nM m-2 s-1 and monoterpenes 15.1 ± 3.1 nM m-2 s-1. Emission was significantly affected by leaf position and decreased significantly from East to West. The most abundant compound emitted was limonene, accounting for between 50 and 68% of the total monoterpene emission. The time course of the isoprene emission course showed its strong dependence on light. On sunny days 42% of the isoprene emission comes from top of the canopy and only 2% from bottom of the canopy. But on overcast days, the relative contribution of diffuse radiation may be larger and can exceed the contribution of direct radiation. A model procedure in a Geographic Information System was implemented to estimate isoprene emissions at a regional scale. A forest inventory, data from a meteorological station and leaf area indices derived from satellite data served as inputs for the model. For the Entre Rios province (78781 km2), the isoprene emission totals up to 39.5 t d-1 on a clear summer day. The methodology applied to estimate isoprenoid emissions on a regional scale contributes to the understanding of carbon exchange between biosphere and atmosphereInst. de Clima y AguaFil: Richter, Klaus. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Centritto, Mauro. National Research Council. Trees and Timber Institute; ItaliaFil: Di Bella, Carlos Marcelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentin

Dinámica de las emisiones de N2O, CH4 y CO2 en mallines de Patagonia Norte

Actualmente crece el interés por conocer la contribución que los ecosistemas naturales y los manejados hacen al cambio climático. Las actividades humanas están modificando los ecosistemas dramáticamente y hoy, cerca del 40% de la superficie terrestre natural ha sido reemplazada por cultivos o pasturas. Este proceso, ha aumentado la concentración de ciertos gases con efecto invernadero (GEI), mayormente debido al uso de fertilizantes o al mismo cambio en el uso de la tierra. Sin embargo, la emisión basal de GEI desde ecosistemas naturales puede ser no despreciable y amerita ser estudiada. Esta perspectiva es utilizada a nivel mundial para generar inventarios, modelos predictivos o tomar decisiones de uso o conservación de ambientes. En esta oportunidad estudiamos la dinámica natural de emisión de óxido nitroso (N2O), metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) desde mallines, humedales continentales de tipo semipermanente con relevancia para la región patagónica. Los gases fueron muestreados según protocolo de GRACEnet y analizados en cromatografía gaseosa. Los resultados muestran que los mallines tienen picos de emisión de estos gases en una ventana temporal pequeña asociada a la primavera tardía, relacionada a momentos de temperatura y humedad favorable para la actividad biológica del suelo. Para los tres GEI, los mallines de tipo húmedo (MH)manifestaron emisiones significativamente mayores que los mallines de tipo mésico (MM), asociado a la mayor humedad y contenido de precursores. La emisión anual acumulada expresada enCO2 equivalente (Ceq) para MH fue de 5600 kg ha-1 año-1 (relación Ceq-CO2:CH4:N2O = 22:4:1) y de 3200 (20:2:1) para MM. En función de estudios previos de balance de CO2 y estos nuevos resultados, el balance neto de Ceq se estima positivo para los mallines de Patagonia norte. Esto puede tener implicancias sobre la estimación de la huella neta de C para la actividad ganadera extensiva de la región.Fil: Enriquez, A.S. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Instituto Forestal Agropecuario Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Forestal Agropecuario Bariloche; ArgentinaFil: Vangeli, Sebastián. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto De Investigación Clima y Agua; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia. Departamento de Ingenieria Agricola y Uso de la Tierra. Cátedra de Manejo y Conservación de Suelo; ArgentinaFil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentin

¿Podemos mejorar las estimaciones de las emisiones de N2O en Argentina?

La utilización de factores de emisión por defecto y de forma homogénea en todo el país en la estimación de las emisiones de óxido nitroso (N2O) derivadas de la aplicación de fertilizantes sintéticos en los Inventarios de Gases de Efecto Invernadero de Argentina, no permiten reflejar las características productivas locales y sus diferencias regionales. Los objetivos de este trabajo fueron: a) desagregar la información de los datos de nitrógeno (N) sintético aplicado por región, cultivo y clima y b) analizar y sintetizar el estado de situación de la investigación argentina en el desarrollo factores de emisión (FE) locales. Para el primer objetivo se desarrolló una metodología para desagregar el dato de N aplicado por jurisdicción y cultivo. Para el segundo, se realizó una recopilación de trabajos científicos publicados en revistas nacionales e internacionales. Se logró desagregar el dato de aplicación de N por jurisdicción y cultivo mediante el cruzamiento de distintas fuentes de información: el 36,7% del N aplicado a nivel nacional se concentra en la Provincia de Buenos Aires, el 26,3 % en Córdoba, el 12% en Santa Fe y el 7,3% en Entre Ríos. El maíz (Zea mays L.) y trigo (Triticum aestivum L.) son los cultivos con mayor aplicación de N (33,9 y 23,3%, respectivamente). Por otro lado, encontramos 11 trabajos que permiten proponer FE para estimar emisiones directas de N2O a partir de datos experimentales, y 15 que permiten estimar las fracciones de volatilización o lixiviación que resultan en emisiones indirectas de N2O. Los valores promedio estimados y reportados a partir de la bibliografía fueron: 0,0124 kg N2O–N (kg N)-1 (FE directas de N2O), 0,081 kg N volatilizado (kg N)-1 (fracción de volatilización) y 0,244 kg N (kg N)-1 (fracción de lixiviación). Estos valores promedio difieren en hasta un 25% con los utilizados actualmente en el Inventario Nacional.Nitrous oxide (N2O) emission estimation derived from the application of synthetic fertilizers using default emission factors and in a homogeneous way throughout the country for the Inventories of Greenhouse Gases of Argentina do not reflect local productive characteristics and the regional differences. The objectives of this study were a) to disaggregate synthetic nitrogen (N) data by region, crop and weather, b) to analyze and synthesize the state of the art of research in Argentina about the development of local N2O emission factors (FE) for synthetic fertilizers application. For the first objective, a methodology was developed that consists of multiplying the average N dose applied per region by the area sown per crop. For the second, a compilation of scientific papers published in national and international journals was carried out. It waspossible to disaggregate the N application data by district and crop by crossing different sources of information: 36.7% of N at country level is applied in the Province of Buenos Aires, 26.3% in Córdoba, 12% in Santa Fe and 7.3% in Entre Ríos. Corn (Zea mays L.) and wheat (Triticum aestivum L.) are the crops with the highest application of N (33.9 and 23.3% respectively). Concerning the state of the art of local research, we found 11 papers that allow us to propose FE for direct N2O emissions, and 15 that allow us to estimate volatilization or leaching fractions that result in indirect N2O emissions. The average values estimated and reported from the literature were 0.0124 kg N2O–N (kg N)-1(direct N2O emission factors), 0.081 kg N volatilized (kg N)-1(volatilization fraction) and 0.244 kg N (kg N)-1 (leaching fraction). Compared to the values used in the National Inventory, the difference is up to 25%.Fil: Said, Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina. Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca; ArgentinaFil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Vangeli, Sebastián. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto De Investigación Clima y Agua; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia. Departamento de Ingeniería Agrícola y Uso de la Tierra. Cátedra de Manejo y Conservación de Suelo; ArgentinaFil: Popper, Azul. Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca, Dirección de Producción Sostenible; Argentin

Evaluación de una técnica de corrección para la estimación de la precipitación satelital en Córdoba (Argentina)

La precipitación constituye uno de los factores más limitantes de la producción agropecuaria, sobre todo en sistemas de secano. Sin embargo, su elevada variabilidad espacio-temporal dificulta su estimación en áreas extensas. Los sensores remotos sur- gen como alternativa para proveer información espacialmente explícita sobre los eventos de precipitación a diferentes escalas, aunque su precisión depende en gran medida del intervalo temporal considerado. En los últimos años, se ha avanzado hacia la combinación de la información provista por estaciones meteorológicas y aquella proveniente de diferentes misiones satelitales [1,2,3]. El objetivo de este trabajo fue aplicar una técnica de corrección de la precipitación CHIRPS y evaluar su precisión en función de la densidad de estaciones meteorológicas disponibles.Fil: Gusmerotti, Lucas Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Di Bella, Carlos Marcelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Métodos Cuantitativos y Sistemas de Información; ArgentinaFil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Oricchio, Patricio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentin

Cultivos de cobertura y emisiones de N2O en la región húmeda y semiárida pampeana

La utilización de cultivos de cobertura (CC) como práctica para aumentar las reservas de carbono en el suelo puede incrementar las emisiones de N2O como consecuencia no deseada. El objetivo de este trabajo fue cuantificar el impacto de incluir gramíneas, solas o en mezcla con crucíferas, como CC en un monocultivo de soja sobre las emisiones de N2O, en dos sitios con suelos y climas diferentes: Pergamino y Anguil. Se evalua ron dos manejos diferentes: i) monocultura de soja (S-S); ii) monocultura de soja con CC (S-CC) y iii) pasturas como referencia de emisiones basales (P). Durante dos campañas, se estimaron las tasas de emisión de N2O utilizando cámaras estáticas en dos periodos en los que se esperan las máximas emisiones de N2O (alrededor de la siembra y de la cosecha de soja). Además, se determinó el porcentaje de poros llenos de agua (%WFPS) y la concentración de nitratos, variables relacionadas con las emisiones. El efecto de incluir o no CC sobre las emisiones de N2O no fue el mismo entre los periodos ni en los sitios estudiados. Durante el primer año, no hubo diferencias significativas entre los tratamientos de S-CC y S-S en ninguno de los dos sitios. En el segundo año, en cambio, la secuencia S-S tuvo mayores emisiones que S-CC en Pergamino en el período de siembra de soja, mientras que en Anguil no se observó este efecto. Por el contrario, en el periodo de cosecha de soja, en Pergamino, no se encontraron diferencias entre tratamientos mientras que en Anguil, S-CC tuvo mayores emisiones que S-S. Nuestros resultados sugieren que la utilización de gramíneas puras o mezclas de gramíneas sin leguminosas no aumentan inequívocamente las emisiones de N2O. Las características propias de cada sitio, afectaron de manera diferencial las variables moduladoras de las emisiones de N2O.Fil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentina.Fil: Frasier, Ileana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Suelos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Restovich, Silvina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. Laboratorio de Suelo; Argentina.Fil: Vangeli, Sebastián. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Cátedra de Manejo y Conservación de Suelos; Argentina.Fil: Vargas Gil, Silvina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Fitopatología y Modelización Agrícola (UFyMA); Argentin