A new paper has been posted as a preprint on the Research Square platform.
See full article/ Veure l’article complet
English:
Peri-urban agricultural soils have degraded from intensive tillage and chemical fertilizer use, leading to reduced soil organic carbon (SOC), loss of microbial diversity, and declining crop yields. Nutrient recovery from urban waste can substitute chemical fertilizers, but nutrient cycling in depleted soils can be ineffective. A promising strategy is the incorporation of unstable, carbon-rich biomass waste, which can regenerate soil while closing carbon and nutrient loops. We tested this by applying 150 t ha-1 of ramial chipped wood (RCW) and evaluated yield, soil health, and emissions of CO2, CH4, N2O, and NH3 for spinach and sweet potato cultivation. The outcomes of RCW were compared with mineral fertilisation, compost, and struvite combined with organic nitrogen. Spinach grown with RCW showed the lowest productivity amongst treatments (1.16 – 0.32 kg m-2), whereas sweet potato reached the highest yield (1.72 – 1.99 kg m-2), reflecting its nitrogen-fixation capacity and better adaptation to RCW–amended soils. High RCW doses showed higher CO2 emissions than other treatments initially and significantly enhanced SOC and soil N stocks (+96.3% and +82%, respectively, for sweet potato). We found that N2O emissions are reduced significantly from 0.36 kg ha-1 emitted with mineral fertilizer treatment to 0.07 kg ha-1 with RCW for spinach cultivation, which we attribute to the ability of the unstable carbon available in RCW to bind more easily to the nitrogen. Overall, applying RCW favours sweet potato production while reducing N2O emissions and improving soil fertility, highlighting agronomic and environmental trade-offs for sustainable urban food systems.
Català:
Els sòls agrícoles periurbans s’han degradat a causa del conreu intensiu i de l’ús de fertilitzants químics, fet que ha provocat una reducció del carboni orgànic del sòl (SOC), una pèrdua de diversitat microbiana i una disminució del rendiment dels cultius. La recuperació de nutrients a partir de residus urbans pot substituir els fertilitzants químics, però el cicle de nutrients en sòls degradats pot resultar poc eficient. Una estratègia prometedora és la incorporació de residus de biomassa inestables i rics en carboni, capaços de regenerar el sòl alhora que tanquen els cicles del carboni i dels nutrients. Per comprovar-ho, es van aplicar 150 t ha⁻¹ de fusta triturada de brancatge (RCW) i es van avaluar el rendiment, la salut del sòl i les emissions de CO₂, CH₄, N₂O i NH₃ en el cultiu d’espinacs i moniatos. Els resultats obtinguts amb RCW es van comparar amb els de la fertilització mineral, el compost i l’estruvita combinada amb nitrogen orgànic. Els espinacs cultivats amb RCW van mostrar la productivitat més baixa entre els tractaments (1,16 – 0,32 kg m⁻²), mentre que el moniato va assolir el rendiment més alt (1,72 – 1,99 kg m⁻²), reflectint la seva capacitat de fixació de nitrogen i una millor adaptació als sòls esmenats amb RCW. Les dosis elevades de RCW van generar inicialment emissions més altes de CO₂ que la resta de tractaments, però van augmentar de manera significativa les reserves de SOC i de nitrogen del sòl (+96,3 % i +82 %, respectivament, en el cas del moniato). Es va observar una reducció significativa de les emissions de N₂O, que van passar de 0,36 kg ha⁻¹ amb el tractament de fertilitzant mineral a 0,07 kg ha⁻¹ amb RCW en el cultiu d’espinacs, fet que atribuïm a la capacitat del carboni inestable present al RCW d’unir-se més fàcilment al nitrogen. En conjunt, l’aplicació de RCW afavoreix la producció de moniato alhora que redueix les emissions de N₂O i millora la fertilitat del sòl, posant de manifest els equilibris agronòmics i ambientals per a uns sistemes alimentaris urbans sostenibles.
Figure: Scheme of the sampling methodology used for the experiments.