Nitrogen Losses and Potential Mitigation Strategies for a Sustainable Agroecosystem

Resumo

O nitrogênio (N) no sistema de produção agrícola influencia muitos aspectos dos agroecossistemas e vários serviços ecossistêmicos críticos dependem amplamente da disponibilidade de N no solo. Mudanças cumulativas nos serviços ecossistêmicos regionais podem levar a mudanças ambientais globais. Assim, o status do N do solo na agricultura é de importância crítica para estrategizar seu uso mais eficiente. O nitrogênio é também um dos macronutrientes mais suscetíveis à perda ambiental, como volatilização de amônia (NH₃), emissões de óxido nitroso (N₂O), lixiviação de nitrato (NO₃), etc. Qualquer forma de perdas de N dos sistemas agrícolas pode ser uma grande limitação para a produção de culturas, sustentabilidade do solo e proteção ambiental. Há uma necessidade de focar em estratégias de mitigação para minimizar a poluição global por N e implementar práticas de manejo agrícola que incentivem a agricultura regenerativa e sustentável. Nesta revisão, identificamos as vias de perda de N no ambiente causadas pelas práticas agronômicas atuais e discutimos as práticas potenciais que podem ser adaptadas para prevenir esta perda de N na agricultura de produção. Esta revisão também explorou o status do N na agricultura durante a pandemia de COVID-19 e as lacunas de conhecimento existentes e questões que precisam ser abordadas.

Abstract

Nitrogen (N) in the agricultural production system influences many aspects of agroecosystems and several critical ecosystem services widely depend on the N availability in the soil. Cumulative changes in regional ecosystem services may lead to global environmental changes. Thus, the soil N status in agriculture is of critical importance to strategize its most efficient use. Nitrogen is also one of the most susceptible macronutrients to environmental loss, such as ammonia volatilization (NH3), nitrous oxide (N2O) emissions, nitrate leaching (NO3), etc. Any form of N losses from agricultural systems can be major limitations for crop production, soil sustainability, and environmental safeguard. There is a need to focus on mitigation strategies to minimize global N pollution and implement agricultural management practices that encourage regenerative and sustainable agriculture. In this review, we identified the avenues of N loss into the environment caused by current agronomic practices and discussed the potential practices that can be adapted to prevent this N loss in production agriculture. This review also explored the N status in agriculture during the COVID-19 pandemic and the existing knowledge gaps and questions that need to be addressed.