Effect of biofertilizer addition on soil physicochemical properties, biological properties, and cotton yield under water irrigation with different salinity levels in Xinjiang, China

Resumo

Contexto ou problema
A irrigação com água salina é amplamente utilizada em muitas regiões áridas devido à sua capacidade de aliviar eficazmente a escassez de recursos hídricos. No entanto, essa prática pode resultar em um aumento da salinidade do solo e em uma diminuição no rendimento das culturas. Portanto, é necessário explorar medidas para melhorar as propriedades edáficas durante a irrigação com água salina.
Objetivo
Este estudo teve como objetivo explorar o impacto da aplicação de biofertilizantes nas características físico-químicas e biológicas do solo, na eficiência do uso de nitrogênio e no rendimento em condições de irrigação com água de diferentes salinidades e estabelecer a relação entre eles.
Métodos
Um experimento de campo de dois anos foi realizado em 2021 e 2022 em campos de algodão irrigados por gotejamento com cobertura plástica. Foram atribuídos três tipos de água de irrigação com diferentes níveis de salinidade de 0,48–1 g L⁻¹ (W1, água doce), 3 g L⁻¹ (W2, água salobra) e 7 g L⁻¹ (W3, água salina) e dois tipos de fertilizantes: fertilizante químico (F1) e fertilizante químico + biofertilizante (F2). As aplicações de nitrogênio, fósforo e potássio foram mantidas na mesma quantidade para todos os tratamentos.
Resultados
A adição de biofertilizantes resultou em um aumento significativo na produção de algodão em fiapo de 6,45–11,79 % (W1F2) e 6,69–15,51 % (W2F2) em dois anos sob condições de irrigação com água doce e salina, quando comparado à fertilização convencional. A análise de caminho de mínimos quadrados parciais revelou que o aumento no rendimento do algodão decorreu principalmente da maior eficácia dos nutrientes do solo, do aumento da biomassa microbiana do solo e da maior eficiência na utilização do nitrogênio (aNUE) facilitada pela aplicação de biofertilizantes. A adição de biofertilizantes reduziu significativamente a gravidade específica do solo, melhorou a distribuição de água e sal, reduziu a absorção de Na+ pelas plantas e atenuou o impacto do estresse salino sob irrigação com água doce e salobra, em contraste com a fertilização convencional. Além disso, a aplicação de biofertilizantes elevou significativamente as atividades da urease e da invertase, aumentou a biomassa microbiana do solo (C e N), promoveu a absorção de nutrientes pelas culturas e aumentou o acúmulo de nitrogênio pelas plantas. No entanto, a eficácia da aplicação de biofertilizantes foi menos pronunciada na irrigação com água salina.
Conclusões
Os biofertilizantes podem melhorar eficazmente as condições do solo sob irrigação com água doce e salina, promover a absorção de nutrientes nas culturas e aumentar significativamente a aNUE, reduzindo simultaneamente a eficiência interna do uso de nitrogênio (iNUE).
Implicações
Uma combinação ideal de biofertilizantes e fertilizantes químicos pode ser empregada para aumentar o rendimento das culturas, minimizando eficazmente a aplicação de fertilizantes nitrogenados em condições de irrigação com água doce e salina.

Abstract