Spatial variability of nitrous oxide emissions from croplands and unmanaged natural ecosystems across a large environmental gradient
- Autores
- Piñeiro Guerra, Juan Manuel; Lewczuk, Nuria; Della Chiesa, Tomás; Araujo, Patricia Ines; Acreche, Martin Moises; Alvarez, Carolina; Álvarez, Carina R.; Chalco Vera, Jorge Elías; Costantini, Alejandro; De Tellería, José; Petrasek, Marcos; Piccinetti, Carlos Fabian; Picone, Liliana; Portela, Silvina Isabel; Posse Beaulieu, Gabriela; Seijo, Martin; Videla, Cecilia; Yahdjian, Laura; Piñeiro, Gervasio
- Año de publicación
- 2025
- Idioma
- inglés
- Tipo de recurso
- artículo
- Estado
- versión publicada
- Descripción
- Atmospheric nitrous oxide (N2O) is a potent greenhouse gas, with long atmospheric residence time and a global warming potential 273 times higher than CO2. N2O emissions are mainly produced from soils and are influenced by biotic and abiotic factors that can be substantially altered by anthropogenic activities, such as land uses, especially when unmanaged natural ecosystems are replaced by croplands or other uses. In this study, we evaluated the spatial variability of N2O emissions from croplands (maize, soybean, wheat, and sugar cane crops), paired with the natural grasslands or forests that they replaced across a wide environmental gradient in Argentina, and identified the key drivers governing the spatial variability of N2O emissions using structural equation modeling. We conducted on-farm field measurements over 2 years at nine different sites, including a wide environmental gradient (mean rainfall from 679 to 1090 mm year−1 and mean temperatures from 13.8°C to 21.3°C), with diverse plant species life forms, and ecosystems, from the Semiarid Chaco forests in the Northwest of Argentina to the Pampas grasslands in the Southeast. On average, agricultural systems emitted more than twice N2O (+120%), had higher soil water content (+9%), higher soil temperatures (+3%), higher soil nitrate content (+19%) but lower ammonium (−33%) than natural ecosystems. We found that land use was the main driver of N2O emissions by directly affecting soil NO3− contents in both natural ecosystems and croplands. Urgent management practices aimed at reducing N2O emissions from croplands are needed to mitigate their contributions to global climate change.
EEA Pergamino
Fil: Piñeiro-Guerra, Juan Manuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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; Argentina
Fil: Piñeiro-Guerra, Juan Manuel. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Departamento de Sistemas Ambientales; Uruguay
Fil: Piñeiro-Guerra, Juan Manuel. Universidad de la República. Departamento de Modelización Estadística de Datos e Inteligencia Artificial. Centro Universitario Regional Este; Uruguay
Fil: Lewczuk, Nuria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Della Chiesa, Tomas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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; Argentina
Fil: Della Chiesa, Tomas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Catedra de Climatología y Fenología Agrícolas; Argentina
Fil: Araujo, Patricia Inés. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. Laboratorio de Suelo; Argentina
Fil: Araujo, Patricia Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Acreche, Martin Moises. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Salta. Departamento de Producción Vegetal. Manejo de cultivos; Argentina
Fil: Acreche, Martin Moises. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Álvarez, Carolina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi; Argentina
Fil: Álvarez, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Álvarez, Carina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina
Fil: Chalco Vera, Jorge Elias. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Salta; Argentina
Fil: Chalco Vera, Jorge Elias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Salta-Jujuy; Argentina
Fil: Costantini, Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Suelos; Argentina
Fil: De Tellería, José. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícolas; Argentina
Fil: Petrasek, Marcos. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Tecnología; Argentina
Fil: Piccinetti, Carlos. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícolas; Argentina
Fil: Picone, Liliana. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina
Fil: Portela, Silvina Isabel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. Laboratorio de Suelos; Argentina
Fil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentina
Fil: Seijo, Martin. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina
Fil: Videla, Cecilia. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina
Fil: Yahdjian, Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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; Argentina
Fil: Piñeiro, Gervasio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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; Argentina
Fil: Piñeiro, Gervasio. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Departamento de sistemas ambientales; Uruguay - Fuente
- Journal of Environmental Quality 54 (2) : 483-498. (March-April 2025)
- Materia
-
Agricultura
Agroecosistemas
Prácticas Agrícolas
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Suelo
Cambio Climático
Cultivos
Maíz
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Trigo
Caña de Azúcar
Aviculture
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Soybeans
Wheat
Sugar Cane - Nivel de accesibilidad
- acceso restringido
- Condiciones de uso
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N2O emissions are mainly produced from soils and are influenced by biotic and abiotic factors that can be substantially altered by anthropogenic activities, such as land uses, especially when unmanaged natural ecosystems are replaced by croplands or other uses. In this study, we evaluated the spatial variability of N2O emissions from croplands (maize, soybean, wheat, and sugar cane crops), paired with the natural grasslands or forests that they replaced across a wide environmental gradient in Argentina, and identified the key drivers governing the spatial variability of N2O emissions using structural equation modeling. We conducted on-farm field measurements over 2 years at nine different sites, including a wide environmental gradient (mean rainfall from 679 to 1090 mm year−1 and mean temperatures from 13.8°C to 21.3°C), with diverse plant species life forms, and ecosystems, from the Semiarid Chaco forests in the Northwest of Argentina to the Pampas grasslands in the Southeast. On average, agricultural systems emitted more than twice N2O (+120%), had higher soil water content (+9%), higher soil temperatures (+3%), higher soil nitrate content (+19%) but lower ammonium (−33%) than natural ecosystems. We found that land use was the main driver of N2O emissions by directly affecting soil NO3− contents in both natural ecosystems and croplands. Urgent management practices aimed at reducing N2O emissions from croplands are needed to mitigate their contributions to global climate change.EEA PergaminoFil: Piñeiro-Guerra, Juan Manuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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: Piñeiro-Guerra, Juan Manuel. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Departamento de Sistemas Ambientales; UruguayFil: Piñeiro-Guerra, Juan Manuel. Universidad de la República. Departamento de Modelización Estadística de Datos e Inteligencia Artificial. Centro Universitario Regional Este; UruguayFil: Lewczuk, Nuria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Della Chiesa, Tomas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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: Della Chiesa, Tomas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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Atmospheric nitrous oxide (N2O) is a potent greenhouse gas, with long atmospheric residence time and a global warming potential 273 times higher than CO2. N2O emissions are mainly produced from soils and are influenced by biotic and abiotic factors that can be substantially altered by anthropogenic activities, such as land uses, especially when unmanaged natural ecosystems are replaced by croplands or other uses. In this study, we evaluated the spatial variability of N2O emissions from croplands (maize, soybean, wheat, and sugar cane crops), paired with the natural grasslands or forests that they replaced across a wide environmental gradient in Argentina, and identified the key drivers governing the spatial variability of N2O emissions using structural equation modeling. We conducted on-farm field measurements over 2 years at nine different sites, including a wide environmental gradient (mean rainfall from 679 to 1090 mm year−1 and mean temperatures from 13.8°C to 21.3°C), with diverse plant species life forms, and ecosystems, from the Semiarid Chaco forests in the Northwest of Argentina to the Pampas grasslands in the Southeast. On average, agricultural systems emitted more than twice N2O (+120%), had higher soil water content (+9%), higher soil temperatures (+3%), higher soil nitrate content (+19%) but lower ammonium (−33%) than natural ecosystems. We found that land use was the main driver of N2O emissions by directly affecting soil NO3− contents in both natural ecosystems and croplands. Urgent management practices aimed at reducing N2O emissions from croplands are needed to mitigate their contributions to global climate change. EEA Pergamino Fil: Piñeiro-Guerra, Juan Manuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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Facultad de Agronomía. 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; Argentina Fil: Della Chiesa, Tomas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Catedra de Climatología y Fenología Agrícolas; Argentina Fil: Araujo, Patricia Inés. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. Laboratorio de Suelo; Argentina Fil: Araujo, Patricia Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Acreche, Martin Moises. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Salta. Departamento de Producción Vegetal. Manejo de cultivos; Argentina Fil: Acreche, Martin Moises. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Álvarez, Carolina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi; Argentina Fil: Álvarez, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Álvarez, Carina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina Fil: Chalco Vera, Jorge Elias. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Salta; Argentina Fil: Chalco Vera, Jorge Elias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Salta-Jujuy; Argentina Fil: Costantini, Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Suelos; Argentina Fil: De Tellería, José. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícolas; Argentina Fil: Petrasek, Marcos. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Tecnología; Argentina Fil: Piccinetti, Carlos. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícolas; Argentina Fil: Picone, Liliana. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina Fil: Portela, Silvina Isabel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. Laboratorio de Suelos; Argentina Fil: Posse Beaulieu, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Clima y Agua; Argentina Fil: Seijo, Martin. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina Fil: Videla, Cecilia. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina Fil: Yahdjian, Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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; Argentina Fil: Piñeiro, Gervasio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. 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; Argentina Fil: Piñeiro, Gervasio. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Departamento de sistemas ambientales; Uruguay |
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Atmospheric nitrous oxide (N2O) is a potent greenhouse gas, with long atmospheric residence time and a global warming potential 273 times higher than CO2. N2O emissions are mainly produced from soils and are influenced by biotic and abiotic factors that can be substantially altered by anthropogenic activities, such as land uses, especially when unmanaged natural ecosystems are replaced by croplands or other uses. In this study, we evaluated the spatial variability of N2O emissions from croplands (maize, soybean, wheat, and sugar cane crops), paired with the natural grasslands or forests that they replaced across a wide environmental gradient in Argentina, and identified the key drivers governing the spatial variability of N2O emissions using structural equation modeling. We conducted on-farm field measurements over 2 years at nine different sites, including a wide environmental gradient (mean rainfall from 679 to 1090 mm year−1 and mean temperatures from 13.8°C to 21.3°C), with diverse plant species life forms, and ecosystems, from the Semiarid Chaco forests in the Northwest of Argentina to the Pampas grasslands in the Southeast. On average, agricultural systems emitted more than twice N2O (+120%), had higher soil water content (+9%), higher soil temperatures (+3%), higher soil nitrate content (+19%) but lower ammonium (−33%) than natural ecosystems. We found that land use was the main driver of N2O emissions by directly affecting soil NO3− contents in both natural ecosystems and croplands. Urgent management practices aimed at reducing N2O emissions from croplands are needed to mitigate their contributions to global climate change. |
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