Soil conditions and effect of fertilization on the emission of greenhouse gases in an Andean coffee gradient

• Juan Burneo-Valdivieso ^[1] ; Daniel Capa-Mora ^[1] ; Pablo Ochoa-Cueva ^[1]
  1. [1] Universidad Técnica Particular de Loja

     Universidad Técnica Particular de Loja

     Loja, Ecuador

     
• Localización: Agrociencia, ISSN 2521-9766, ISSN-e 1405-3195, Vol. 57, Nº. 5, 2023, págs. 920-952
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Condiciones del suelo y efecto de la fertilizacion sobre la emision de gases de efecto invernadero en un gradiente cafetalero andino
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• Resumen
  • español

    El café (Coffea arabica and C. canephora) es un importante producto agrícola de exportación en Ecuador, pero los rendimientos registrados en la mayoría de las explotaciones cafetaleras son bajos. Las principales razones son el desconocimiento del estado nutricional del suelo y la ad-ministración de la fertilización, que implica un mal uso de los abonos y provoca emisiones de gases al medio ambiente. En este estudio se evaluó el estado nutricional del suelo de los cafe-tales a lo largo de un gradiente altitudinal de los Andes ecuatorianos, como indicador de los planes de fertilización del suelo. Se seleccionaron 471 sectores del cultivo y se determinó su pH, materia orgánica del suelo y los principales macronutrientes. También se evaluó el impacto de la fertilización del suelo en las emisiones de óxido nitroso; para ello, se eligió una finca experi-mental de café donde se probaron diferentes dosis de fertilización mineral y orgánica del suelo, y se determinaron las emisiones de N2O. Los resultados mostraron una correlación negativa entre la materia orgánica del suelo, el pH y la concentración de nitrato con la altitud. En todos los estratos altitudinales, la concentración de nitrato fue superior a la de amonio. Además, se observó una fuerte correlación entre la materia orgánica del suelo y la concentración de nitrato en el suelo. La cantidad de potasio disminuyó al aumentar la altitud, mientras que se observa-ron concentraciones medias y altas de fósforo disponible en todos los intervalos altitudinales. Sin embargo, se encontraron diferencias estadísticas significativas al comparar las dosis bajas de fertilización mineral con la fertilización orgánica. Los análisis de N2O mostraron que los cafeta-les fertilizados con abonos minerales emiten al medio ambiente de 300 a 1142 mg de N2O m-2. La fertilización mineral alta dio lugar a las mayores emisiones de N2O, con diferencias estadística-mente significativas en comparación con las dosis minerales bajas y la fertilización orgánica. Por lo tanto, se concluyó que hubo cambios en el estado nutricional del suelo a lo largo del gradiente andino de las plantaciones de café en el sur de Ecuador y que altas dosis de fertilizantes mine-rales pueden tener un fuerte impacto en las emisiones de N2O

  • English

    Coffee (Coffea arabica and C. canephora) is an important agricultural export product in Ecuador, but yields reported at most coffee farms are low. The main reasons for this are a lack of understanding of soil nutritional status and fertilization management, which implies fertilizer misuse and results in gas emissions into the environment. In this study, the soil nutritional status of coffee plantations was evaluated along an altitudinal gradient of the Ecuadorian Andes as an indicator of soil fertilization plans. A total of 471 farmlands were selected and their pH, soil organic matter, and main macronutrients were determined. The impact of soil fertilization on nitrous oxide emissions was evaluated; for this purpose, an experimental coffee farm was chosen where different doses of mineral and organic soil fertilization were tested, and N2O emissions were determined. The results showed a negative correlation between soil organic matter, pH, and nitrate concentration with altitude. In all altitudinal strata, the nitrate concentration was higher than that of ammonium. In addition, a strong correlation was observed between soil organic matter and soil nitrate concentration. The amount of potassium decreased as altitude increased, whereas medium and high concentrations of available phosphorus were observed in all altitudinal ranges. However, significant statistical differences were found when comparing low mineral fertilization doses to organic fertilization. The N2O analyses showed that coffee plantations fertilized with mineral fertilizers emit from 300 to 1142 mg N2O m-2 into the environment. High mineral fertilization resulted in the highest N2O emissions, with statistically significant differences when compared to low mineral doses and organic fertilization. Therefore, it was concluded that changes in soil nutritional status were observed along the Andean gradient of coffee plantations in southern Ecuador, and that high doses of mineral fertilizer can have a significant impact on N2O emissions.