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6 Pags.- 5 Fots.- 4 Figs., Las principales ventajas de la utilización de la siembra directa para la producción forrajera en las comarcas pirenaicas han sido: (1) una mayor flexibilidad en las tareas agrícolas y un ahorro de tiempo y costes en las siembras tanto de cultivos de verano como de invierno; (2) la prevención de la erosión dadas las características de los suelos de la zona con profundidad y textura susceptibles a la misma; (3) el mantenimiento de los elevados niveles de materia orgánica existentes en los suelos de la zona; y (4) una buena adaptación al doble cultivo y a la alfalfa.

1 copia .pdf (A-3) del original presentado por los autores., La agricultura es una importante fuente de emisión de gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera. • Varios estudios han determinado el impacto de diversas técnicas de manejo agrícola en las emisiones de GEI del suelo a la atmósfera. Sin embargo, existe la necesidad de obtener una mayor información de todo el sistema agrícola y de considerar, así, las emisiones de GEI asociadas a los diferentes procesos y actividades que se dan durante una determinada campaña agrícola (análisis de la huella de carbono). • Este trabajo tiene como finalidad calcular la huella de carbono de la producción de cereal en agroecosistemas mediterráneos de secano del NE español bajo diferentes sistemas de manejo agrícola., Este estudio se ha financiado por la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología de España (AGL2007‐66320‐C02‐01 y AGL 2010‐22050‐C03‐01/02) y por el Gobierno de Aragón y La Caixa (GALC‐ 050/2011).

Póster presentado al Workshop "Experimental databases and model of N2O emissions by croplands: do we have what is needed to explore mitigation options (17-19 March 2014. París, INRA). Organized by the Croplands Group, Global Research Alliance on Agricultural Greenhouse Gases. 1 copia .pdf a-4 del original presentado por los autores., * The addition of large amounts of nitrogen into the soil may favour nitrification and denitrification processes and thus nitrous oxide (N20) emissions. * In Mediterranean European drylands, overfertilization isa common practice despite the typical low crop yields. * In some areas, the rapid development of a large intensive livestock sector has also contributed to this overfertilization due toan excessive accumulation of animal manure. * Consequently, it is essential to determine the impact of N fertilization on soil N20 emissions to establish fertilization management strategies which minimize N Iosses and maximize crop yields.

2 Pags. License Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0)., In December 2013, the Spanish Group on Agrosystems Modelling (ReMSAE) was created in the framework of the Spanish Network on GHG Mitigation in Agriculture (REMEDIA). The aim of ReMSAE is to modeling GHG, N and C dynamics in agricultura! systems using four different process-based models (DNDC, DayCent/CENTURY, FASSET and SIMSNic) in three contrasting Spanish agrosystems: irrigated crops in Central Spain, rainfed crops in the Northeast and grasslands and forage systems in the North.

10 Pags.- 3 Tabls.- 3 Figs., [ES] Después de analizar la tendencia actual al aumento de la superficie cultivada con siembra directa o no laboreo y al descenso de la superficie total de barbecho y la del barbecho mantenido con laboreo tradicional, se presenta una síntesis de los resultados obtenidos en las últimas dos décadas sobre los beneficios derivados de la reducción del laboreo, a través de la adopción de técnicas de agricultura de conservación (laboreo reducido y no laboreo) y su influencia en algunos parámetros edáficos, agronómicos y medioambientales en los sistemas de cultivo de secano semiárido del Valle del Ebro. La conclusión es evidente. El uso de dichas técnicas, especialmente el no laboreo, como alternativa al laboreo intensivo tradicional, es una estrategia recomendable para mejorar tanto la calidad y productividad del suelo como la conservación y sostenibilidad de dichos agrosistemas., [EN] In the context of the current nationwide trend towards the increase in the proportion of cultivated land with no tillage and the decrease of total fallowed land area including that of traditional tilled fallow, the authors overview selected results obtained during the last two decades on the beneficial influence of conservation agriculture practices (reduced tillage and no-tillage) in soil, agronomic and environmental parameters in semiarid dryland farming systems of the River Ebro Valley. In the light of the results presented, it becomes evident that adopting conservation tillage technologies, especially no-tillage, is a viable alternative to conventional tillage for improving not only soil quality and productivity but also the conservation and sustainability of those agricultural systems.

4 Pags., 1 Fig., Las prácticas de manejo agrícola modifican el ciclo global del carbono (C) mediante la emisión y/o secuestro de dióxido de carbono (CO2) en el sistema suelo-plantaatmósfera. En agroecosistemas extensivos de secano, se ha observado que tanto los sistemas de laboreo como las prácticas de fertilización mineral impactan significativamente en la dinámica de CO2 en el sistema suelo-atmósfera (Álvaro- Fuentes et al., 2008; Morell et al., 2011), especialmente en el momento inmediatamente posterior (corto plazo) a la implementación de estas prácticas de manejo (Morell et al., 2010). Hasta la fecha, la información relativa a la emisión de CO2 a corto plazo en agroecosistemas Mediterráneos se ha centrado en las prácticas de laboreo y en la fertilización mineral (Álvaro-Fuentes et al., 2007; López-Garrido et al., 2009; Morell et al., 2010) mientras que, hasta la fecha, no existe información sobre el impacto de la aplicación de purín en las emisiones de CO2 a corto plazo en estos ambientes. Por tanto, el objetivo de este trabajo fue el de cuantificar el impacto del laboreo y de la aplicación de purín en la emisión de CO2 a corto-plazo en un suelo de secano en condiciones Mediterráneas.

4 Pags., 2 Figs., El uso ineficiente de los fertilizantes nitrogenados puede conducir a grandes pérdidas de nitrógeno (N) en el sistema suelo-planta, que aparte de las pérdidas económicas, puede ocasionar problemas medioambientales debido, principalmente, a la emisión de gases a la atmósfera en forma de amoniaco (NH3), óxido nítrico (NO) y óxido nitroso (N2O). En este contexto la volatilización de NH3 constituye una de las más importantes vías de emisión de gases en forma de N provenientes de la agricultura. La aplicación de estiércoles animales y fertilizantes nitrogenados se ha constatado como la mayor fuente de emisiones amoniacales a la atmósfera (Pain et al., 1998), llegando a ser en los casos más desfavorables de hasta el 70 % del N aplicado (Misselbrook et al., 2005). Así mismo, la deposición de NH3 puede ser considerada precursora de la emisión de GEIs debido a que la presencia de NH3 en la atmósfera del suelo puede devenir en la formación de NH4+, cuya oxidación a NO3, en el proceso de nitrificación, dará lugar a la formación de NO y N2O (Wrage et al., 2001). Por tanto los intentos para mitigar estas pérdidas resultan esenciales desde el punto de vista de la sostenibilidad económica y ambiental de los agroecosistemas. El principal objetivo de este estudio es evaluar la influencia de los sistemas de manejo de suelo y el tipo de fertilizante (orgánico y mineral) sobre la volatilización de NH3 al corto plazo.

5 Pags., 1 Fig., La agricultura juega un papel crucial sobre la producción y emisión de gases de efecto invernadero (GEIs). En España, el sector agrícola supone el 11% de las emisiones de CO2 equivalente (MAGRAMA, 2011). No obstante, es una de las pocas actividades humanas con el potencial de mitigar los efectos del cambio climático a un coste relativamente bajo mediante el secuestro de C y N orgánicos en el suelo (Lal, 2004). Por otro lado, en los estudios actuales existe una creciente necesidad de integrar las emisiones de GEIs generadas por diferentes prácticas agrícolas y la productividad de dichas prácticas con la finalidad de determinar el coste ambiental en forma de GEIs por unidad de producto bajo cada tipo de manejo agrícola (Venterea et al., 2011). El presente estudio tiene como principal objetivo la cuantificación de las emisiones de GEIs bajo diferentes prácticas agrícolas de manejo en un ambiente de secano semiárido.

6 Págs., 2 Figs., 2 Tabls., En las últimas décadas, la superficie bajo siembra directa en nuestro país ha experimentado un importante incremento. Los datos de la última Encuesta Nacional de Superficies y Rendimientos de Cultivos en España (ESYRCE), del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, muestran que varias Comunidades Autónomas, tales como Castilla y León o Aragón, presentan superficies en siembra directa superiores al 15% del total de la superficie de cultivos extensivos (MAGRAMA, 2013).

L’objectiu principal d’aquest estudi fou la quantificació de l’efecte de diferents tipus de conreu del sòl i tipus i dosis de fertilització nitrogenada sobre l’emissió de gasos d’efecte hivernacle (CH4, CO2 i N2O) del sòl a l’atmosfera i l’agregació del sòl com a mecanisme de protecció del carboni orgànic en agroecosistemes de secà semiàrid Mediterranis. Per tal d’assolir aquest objectiu es varen plantejar cinc camps experimentals on s’hi comparaven sistemes de conreu (sembra directa i conreu intensiu) i tipus (minerals i orgànics) i dosis de fertilitzants nitrogenats, localitzats al centre i l’est de la vall de l’Ebre. A Agramunt (Lleida, establert l’any 1996) i Senés de Alcubierre (Huesca, establert l’any 2010) s’hi van quantificar les emissions de CO2, CH4 i N2O al llarg de dos i tres anys, respectivament, els estocs de C i N orgànics del sòl i el rendiment de collita i es va calcular l’emissió d’equivalents de CO2 per kg de gra produït. Alhora, a Agramunt es va determinar la proporció de macroagregats i microagregats estables a l’aigua i la concentració de C d’ambdós així com la d’altres fraccions del sòl. D’altra banda, en un altre experiment a Agramunt es va establir una cronoseqüència de sembra directa de cinc fases amb 0, 1, 4, 11 i 20 anys, en les que es va determinar la distribució d’agregats estables a l’aigua i tamisats en sec i la seva concentració de C orgànic. A St. Martí Sesgueioles (Barcelona, establert l’any 2007) s’hi van comparar dosis creixents de fertilitzant mineral en un maneig del sòl en sembra directa. A Conill (Barcelona, establert l’any 2008) es va estudiar l’aplicació de purí porcí a dos dosis de N, gallinassa i un tractament control també sota sembra directa. En ambdós experiments es va realitzar un seguiment de la dinàmica temporal de l’agregació del sòl, la protecció del carboni en els agregats i el carboni de la biomassa microbiana durant dos campanyes de cultiu. Finalment, es va realitzar una incubació de macroagregats per a observar l’impacte del tipus de conreu i del tipus de fertilització (mineral i orgànica amb purí porcí) sobre la producció de CH4, CO2 i N2O. En general, els sistemes de conreu i el maneig de la fertilització nitrogenada van afectar les emissions de gasos d’efecte hivernacle del sòl a l’atmosfera i, en el cas del conreu, l’estabilització física del carboni orgànic del sòl. Així, per als sistemes de conreu, en l’experiment de curt termini, sota sembra directa es van generar unes majors emissions de N2O i CO2 i una menor oxidació del CH4 que en conreu intensiu. No obstant, al comparar-los a llarg termini, ambdós sistemes de conreu van presentar la mateixa emissió de N2O i la oxidació del CH4 va ser major en sembra directa, fets que també es van observar a l’incubar els macroagregats. Alhora, a l’augmentar el nombre d’anys sota sembra directa, el sòl va presentar una major proporció de macroagregats estables i una major formació de microagregats d’elevada concentració de C. Pel que fa a l’impacte de la fertilització nitrogenada sobre l’emissió de gasos d’efecte hivernacle, l’aplicació de dosis creixents de N tan orgànic com mineral va provocar un augment de la emissió de N2O del sòl. En canvi, per a una mateixa dosi, aquests dos tipus de fertilitzant van emetre una quantitat de N2O similar. D’altra banda, la fertilització nitrogenada mineral no va millorar la protecció del C en els agregats del sòl mentre que la orgànica només va promoure un lleu increment en l’estabilitat d’aquests. Als secans semiàrids Mediterranis, la combinació de l’ús de la sembra directa i la fertilització amb dosis mitjanes de purí porcí és una estratègia de maneig òptima ja que minimitza les emissions de gases d’efecte hivernacle i manté la productivitat del cultiu. Alhora, ambdues pràctiques milloren l’estabilitat dels agregats, maximitzant la quantitat de carboni orgànic segrestat i millorant l’estat estructural del sòl., El objetivo principal de este estudio fue cuantificar el efecto de diferentes tipos de laboreo del suelo y dosis de fertilización nitrogenada sobre la emisión de gases de efecto invernadero (CH4, CO2 y N2O) del suelo a la atmosfera y la agregación del suelo como mecanismo de protección del carbono orgánico en agroecosistemas de secano semiárido Mediterráneo. Para alcanzar este objetivo se plantearon cinco campos experimentales en los que se comparaban sistemas de laboreo (siembra directa y laboreo intensivo) y tipos (minerales y orgánicos) y dosis de fertilizantes nitrogenados, localizados en el centro y el este del valle del Ebro. En Agramunt (Lleida, establecido el año 1996) y Senés de Alcubierre (Huesca, establecido el año 2010) se cuantificaron las emisiones de CO2, CH4 y N2O a lo largo de dos y tres años, respectivamente, los stocks de C y N orgánicos del suelo y el rendimiento de cosecha y se calculó la emisión de equivalentes de CO2 per kg de grano producido. Además, en Agramunt se determinó la proporción de macroagregados y microagregados estables al agua y la concentración de C de ambos así como otras fracciones del suelo. Por otro lado, en otro experimento en Agramunt se estableció una cronosecuencia de siembra directa de cinco fases con 0, 1, 4, 11 y 20 años, en las que se determinó la distribución de agregados estables al agua y tamizados en seco y su concentración de C orgánico. En St. Martí Sesgueioles (Barcelona, establecido el año 2007) se compararon dosis crecientes de fertilizantes mineral en un manejo del suelo en siembra directa. En Conill (Barcelona, establecido el año 2008) se estudió la aplicación de purín a dos dosis de N, gallinaza y un tratamiento control también bajo siembra directa. En ambos experimentos se realizó un seguimiento de la dinámica temporal de la agregación del suelo, la protección del carbono en los agregados y el carbono de la biomasa microbiana durante dos campañas de cultivo. Finalmente, se realizó una incubación de macroagregados para observar el impacto del tipo de laboreo y del tipo de fertilización (mineral y orgánica con purín porcino) sobre la producción de CH4, CO2 y N2O. En general, los sistemas de laboreo y el manejo de la fertilización nitrogenada afectaron las emisiones de gases de efecto invernadero del suelo a la atmosfera y, en el caso del laboreo, la estabilización física del carbono orgánico del suelo. Así, para los sistemas de laboreo, en el experimento de corto plazo, bajo siembra directa se generaron unas mayores emisiones de N2O y CO2 y una menor oxidación del CH4 que en laboreo intensivo. No obstante, al compararlos a largo plazo, ambos sistemas de laboreo presentaron la misma emisión de N2O y la oxidación de CH4 fue mayor en siembra directa, hechos que también se observaron al incubar los macroagregados. Además, al aumentar el número de años bajo siembra directa, el suelo presentó una mayor proporción de macroagregados estables y una mayor formación de microagregados de elevada concentración de C. Por lo que respecta al impacto de la fertilización nitrogenada sobre la emisión de gases de efecto invernadero, la aplicación de dosis crecientes de N tanto orgánico como mineral provocó un aumento de la emisión de N2O del suelo. En cambio, para una misma dosis, estos dos tipos de fertilizante emitieron una cantidad de N2O similar. Por otro lado, la fertilización nitrogenada mineral no mejoró la protección del C en los agregados del suelo mientras que la orgánica solo promovió un leve incremento en la estabilidad de éstos. En los secanos semiáridos Mediterráneos, la combinación del uso de la siembra directa y la fertilización con dosis medias de purín porcino es una estrategia de manejo óptima ya que minimiza las emisiones de gases de efecto invernadero y mantiene la productividad del cultivo. Además, ambas prácticas mejoran la estabilidad de los agregados, maximizando la cantidad de carbono orgánico secuestrado y mejorando el estado estructural del suelo., The main objective of this study was the quantification of the effects of different types of soil tillage and types and rates of nitrogen fertilization on the emission of soil greenhouse gases (CH4, CO2 and N2O) to the atmosphere and the soil aggregation as an organic carbon protection mechanism in the dryland semiarid Mediterranean agroecosystems. In order to achieve that objective five experimental fields were established comparing different tillage systems (notillage and intensive tillage) and types (mineral and organic) and rates of nitrogen fertilizers, localized in the center and East of the Ebro Valley. In Agramunt (Lleida, established in 1996) and Senés de Alcubierre (Huesca, established in 2010) CO2, CH4 and N2O emissions were quantified during two and three years, respectively. Soil organic C and N stocks, crop yield and the emission of CO2 equivalents per kg of grain produced were also determined. Moreover, in Agramunt, water-stable macroaggregates, microaggregates within macroaggregates and their C concentration and other different soil fractions were quantified. In turn, in another experiment in Agramunt a no-tillage chronosequence with 0, 1, 4, 11, 20 years was established and the water-stable and dry-sieved aggregates distributions and their C concentration were determined. In St. Martí Sesgueioles (Barcelona, established in 2007) increasing rates of mineral fertilizer under no-tillage were compared. In Conill (Barcelona, established in 2008) the application of pig slurry at two N rates, poultry manure and a control treatment under a no-tillage management were studied. In both experiments the soil aggregation dynamics, the C protection within aggregates and their C concentration and the microbial biomass carbon were analyzed during two cropping seasons. Finally, an incubation of macroaggregates was carried out in order to study the impact of the type of tillage and fertilizer (mineral and organic with pig slurry) on the production of CH4, CO2 and N2O. In general, tillage systems and nitrogen fertilizer management affected the emissions of soil greenhouse gases to the atmosphere while tillage also impacted the physical stabilization of organic carbon. In the case of tillage system, in the short-term experiment, greater N2O and CO2 emissions and lower CH4 oxidation were observed. However, in the long-term, both tillage systems presented the same N2O emission and the CH4 oxidation was greater under no-tillage, aspects that were also observed in the macroaggregate incubation. Moreover, the soil presented a greater proportion of water-stable macroaggregates and greater C-enriched microaggregates within those macroaggregates when increasing the number of years under no-tillage. In the case of the impact of the nitrogen fertilization on the greenhouse gases emission, the application of increasing N rates by both organic and mineral sources increased the soil N2O emission. As a difference, for a given N rate, similar amount of soil N2O was quantified for both fertilizer types. The mineral nitrogen fertilization did not improve the C protection within soil aggregates while the organic fertilization caused a low increase in their stability. In the dryland semiarid agroecosystems of the Mediterranean, the combination of no-tillage and fertilization with medium N rates of pig slurry is an optimum strategy in terms of greenhouse gases minimization and maintenance of crop productivity. Moreover, both practices improve the aggregate stability maximizing the amount of organic carbon protected and improving soil structure.

5 Pags., 3 Figs., El proceso de emisión del gas amoniaco desde la superficie del suelo a la atmósfera recibe el nombre de volatilización de amoníaco. Esta pérdida de nitrógeno (N) por volatilización del amoníaco constituye una de las principales vías de emisión de gases en forma de nitrógeno provenientes de la agricultura. Dichas pérdidas son el resultado de numerosos procesos cuya magnitud es afectada por variables ambientales y del suelo, que no podemos controlar fácilmente, tales como temperatura, humedad, pH del suelo y viento. Sin embargo otros factores como pueden ser el manejo de suelo y el tipo y dosis de fertilización, también afectan a la volatilización del amoniaco. La aplicación de estiércoles animales y fertilizantes nitrogenados se ha constatado como una fuente importante de emisiones amoniacales a la atmósfera, llegando a ser en los casos más desfavorables de hasta el 70% del nitrógeno aplicado. Esta ineficiencia en la aplicación del fertilizante tiene consecuencias económicas y ambientales, tales como problemas de acidificación de suelos, eutrofización de sistemas nacurales y toxjcidad de plantas. Así mismo, la deposición de amoniaco puede ser considerada precursora de la emisión de gases de efecto invernadero en forma de óxido nitroso prjncipalmente. Por lo tanto los intentos para mitigar estas pérdidas resultan esenciales desde el punto de vista de la sostenibilidad económjca y ambiental de los agroecosistemas.

30 Pags., 6 Tabls., 3 Figs. The definitive version is available at: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)1475-2743, In rainfed semi-arid agroecosystems, soil organic carbon (SOC) may increase with the adoption of alternative tillage systems (e.g. no-tillage, NT). This study evaluated the effect of two tillage systems (conventional tillage, CT vs. NT) on total SOC content, SOC concentration, water stable aggregate-size distribution and aggregate carbon concentration from 0 to 40 cm soil depth. Three tillage experiments were chosen, all located in northeast Spain and using contrasting tillage types but with different lengths of time since their establishment (20, 17, and 1-yr). In the two fields with mouldboard ploughing as CT, NT sequestered more SOC in the 0–5 cm layer compared with CT. However, despite there being no significant differences, SOC tended to accumulate under CT compared with NT in the 20–30 and 30–40 cm depths in the AG-17 field with 25–50% higher SOC content in CT compared with NT. Greater amounts of large and small macroaggregates under NT compared with CT were measured at 0–5 cm depth in AG-17 and at 5–10 cm in both AG-1 and AG-17. Differences in macroaggregate C concentration between tillage treatments were only found in the AG-17 field at the soil surface with 19.5 and 11.6 g C/kg macroaggregates in NT and CT, respectively. After 17 yr of experiment, CT with mouldboard ploughing resulted in a greater total SOC concentration and macroaggregate C concentration below 20 cm depth, but similar macroaggregate content compared with NT. This study emphasizes the need for adopting whole-soil profile approaches when studying the suitability of NT versus CT for SOC sequestration and CO2 offsetting., This research was supported by the Comision Interministerial de Ciencia y Tecnologia of Spain (AGL 2004-07763-C02-02 and AGL 2007-66320-C02). The first author was awarded with a fellowship by the Spanish Ministry of Education.

47 pags.- 6 Tabls.- 5 Figs. The definitive version is available at: https://www.sciencedirect.com/science/journal/0308521X, Agriculture contributes to a significant proportion of global emissions of greenhouse gases (GHG) but can also participate in climate change mitigation. The introduction of legumes in crop rotations reduces the dependence on N fertilizers and may mitigate the carbon (C) footprint of cropping systems. The aim of this study was to quantify the C footprint of six low-input arable cropping systems resulting from the combination of three levels of grain legumes introduction in a 3-yr rotation (GL0: no grain legumes, GL1: 1 grain legume, GL2: 2 grain legumes) and the use of cover crops (CC) or bare fallow (BF) between cash crops, covering two rotation cycles (6 years). The approach considered external emissions, on-site emissions and soil organic carbon (SOC) stock changes, and prioritized (i) field observations and (ii) simulation of non-measured variables with the STICS model, rather than default emission factors. As expected, fertilizers accounted for 80–90% of external emissions, being reduced by 50% and 102% with grain legumes introduction in GL1-BF and GL2-BF, compared to the cereal-based rotation (GL0-BF). Cover crops management increased machinery emissions by 24–35% compared to BF. Soil nitrous oxide (N2O) emissions were low, ranging between 205 and 333 kg CO2 eq. ha−1 yr−1 in GL1-BF and GL0-BF, respectively. Nitrate leaching represented the indirect emission of 11.6 to 27.2 kg CO2 eq. ha−1 yr−1 in the BF treatments and 8.2 to 10.7 kg CO2 eq. ha−1 yr−1 in the CC treatments. Indirect emissions due to ammonia volatilization ranged between 8.4 and 41.8 kg CO2 eq. ha−1 yr−1. The introduction of grain legumes strongly influenced SOC changes and, consequently, the C footprint. In the BF systems, grain legumes introduction in the rotations led to a significant increase in the C footprint, because of higher SOC losses. Contrarily, the use of cover crops mitigated SOC losses, and lowered the C footprint. These results indicated the need of CC when increasing the number of grain legumes in cereal-based rotations. Despite the multiple known benefits of introducing grain legumes in cropping systems our research highlights the need to consider soil organic carbon changes in environmental assessments., This research was supported by (i) the FP6 Grain Legumes Integrated Project (food-CT-2004-506223), (ii) the European Commission (REA) through the LEGATO project (FP7-613551) and (iii) the French National Research Agency (ANR) through the LEGITIMES French project (ANR-13-AGRO-0004). It also benefited from the support of the Climate-CAFE European project, which was selected by the European FACCE-JPI ERA-NET Plus program. INS was funded thanks to a convention between the University of Lleida and INRA-Toulouse. DPB received a Juan de la Cierva postdoctoral grant from the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (IJCI-2016-27784).

42 Pags.- 5 Tabls.- 4 Figs. © 2020 The Authors. Soil Science Society of America Journal © 2020 Soil Science Society of America, The aim of this study was to evaluate the impact of 21 years of tillage and N fertilization and the conversion from a rainfed to an irrigated cropping system on soil organic C (SOC). The study was carried out in northeastern Spain in a long‐term tillage and N rate field experiment established in 1996 under barley rainfed conditions, which in 2015 was converted into irrigation with corn. Three types of tillage (conventional tillage, CT; reduced tillage, RT; no‐tillage, NT) and three mineral N fertilization rates (0, 60, and 120 kg N ha−1 under barley, and 0, 200, and 400 kg N ha−1 under corn) were compared. Annual C‐inputs as aboveground crop residues and annual SOC sequestration rate (∆SOCrate) (0–40 cm depth) were calculated in three different periods (P1, P2 and P3) under rainfed (‐R) and irrigated (‐I) conditions (P1‐R, from 1996 to 2009; P2‐R, from 2009 to 2015; P3‐I, from 2015 to 2017). At the end of P3‐I, particulate organic C (POC) was measured from the 0–5, 5–10, 10–20, 20–30, and 30–40 cm depths. Averaged over all treatments, ∆SOCrate was 492, 222, and 969 kg C ha−1 yr−1 for P1‐R, P2‐R, and P3‐I, respectively. In P1‐R and P3‐I, C‐input explained 70% of the variability of ∆SOCrate. In P1‐R, ∆SOCrate followed the order NT > RT > CT, while for N rate, order was high > medium > 0. In P3‐I at the highest N rate, ∆SOCrate followed the order NT > RT > CT. In P2‐R, ∆SOCrate did not show differences between tillage and/or N rate treatments. The increase in SOC after conversion from a rainfed to an irrigation system was mainly explained by POC, which was increased by 75% compared to the previous rainfed period. The modification of the cropping system through the introduction of irrigation and adequate crop management practices under no‐tillage and adjusted N fertilizer rates can contribute to the sequestration of large amounts of atmospheric CO2., This research work was financially supported by the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (project AGL2013-49062-C4-1-R; PhD fellowship BES‐2014‐070039). DPB received a Juan de la Cierva postdoctoral grant from the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (IJCI-2016-27784) and is Ramón y Cajal fellow (RYC2018-024536-I) of the Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades.

28 Pags.- 3 Figs., Major constraints to rainfed production systems in the world’s drylands include low and highly variable rainfall, nutrient deficiencies and land degradation by wind and water erosion. Although the same principles to cope with these limitations could be in theory applied to all dryland situations, there is no a universal recipe for sustainable dryland agriculture. In this chapter, the authors recall some of the challenges that have been identified for semiarid rainfed farming systems, namely soil conservation, water use efficiency, nutrient use efficiency and climate change mitigation, as well as some sustainable cropping and management strategies that have been formulated and recommended to address them appropriately. To this end, the authors provide examples supporting those practices mainly from semiarid Mediterranean agroecosystems. Among all the strategies discussed in this Chapter, and despite their limitations, the maintenance of a protective crop residue cover and the reduction of tillage operations appear to be the simplest technological options not only to control soil erosion but also to improve water and nutrient use efficiency and mitigate greenhouse gas emissions. The authors conclude that sustainable agricultural management in drylands should be primarily based on conservation agriculture practices and associated local-based crop residue management systems.

In irrigated Mediterranean conditions there is a lack of knowledge about the best combination of tillage and N fertilization practices to reduce soil nitrous oxide (N2O) emissions while maintaining maize productivity. The aim of this work was to investigate the effects of different soil management practices and synthetic N fertilization rates on soil N2O emissions and their relationship with maize grain yield to determine the best management system to reduce yield-scaled N2O emissions (YSNE) in a semiarid area recently converted to irrigation under Mediterranean conditions. A long-term tillage and N rate field experiment established in 1996 under barley (Hordeum vulgare L.) rainfed conditions, was converted to irrigated maize (Zea mays L.) in 2015. After the transformation to irrigation, the field experiment maintained the same tillage treatments and N fertilization rates. Three types of tillage (conventional tillage, CT; reduced tillage, RT; no-tillage, NT) and three mineral N fertilization rates (0, 200, 400 kg N ha−1) were compared during three years (2015–2017) in a randomized block design with three replications. Soil N2O emissions, water-filled pore space, soil temperature, mineral N content (as NH4+ and NO3−), denitrification potential and maize grain yield and above-ground N uptake were quantified. Moreover, the emission factor (EF) and YSNE were calculated. The results showed that the combination of NT and the highest rate of N fertilization led to greater N2O emissions. Furthermore, the lowest N2O fluxes were observed in CT when WFPS was below 40% and the highest N2O fluxes were seen in NT when WFPS was above 60% coinciding with the greatest denitrification potential. Cumulative N2O emissions in 2017 and 2015 followed the order 400 > 200 > 0 kg N ha−1, while in 2016, rate of 400 and 200 kg N ha−1 showed greater cumulative N2O emission compared to the control. Only RT showed differences between growing seasons on cumulative N2O emissions, with greater values in 2017 compared to 2015, and intermediate values in 2016. In all treatments, the N2O EF was much lower than the default IPCC emission factor (1%). NT and RT increased the grain production compared to CT which was affected by severe soil crusting causing water deficit. Likewise, N fertilizer treatments significantly affected the YSNE, increasing with increasing fertilizer N application rate in the first year of study. Our data show that the use of NT or RT does not lead to more yield-scaled N2O emissions than CT in Mediterranean agroecosystems recently converted to irrigation., This research work was financially supported by the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (project AGL2013-49062-C4-1-R; PhD fellowship BES‐2014‐070039). DPB received a Juan de la Cierva postdoctoral grant from the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (IJCI-2016-27784).

11 Pags.- 2 Tabls.- 7 Figs., Mediterranean rainfed areas are transformed into irrigation to stabilize or increase crop yields. The gradual occupation of irrigation leads to an increase in nitrogen use and intensity of tillage. The aim of this work was to evaluate the combined impact of tillage systems and mineral N fertilization rates on maize grain yield, water and nitrogen use efficiencies (WUE and NUE) under Mediterranean irrigated conditions. The study was carried out in NE Spain during three maize growing seasons (i.e. years 2015, 2016 and 2017). A long-term (LTE) tillage and N rate field experiment established in 1996 under rainfed conditions was transformed into irrigation with maize (Zea mays L.) monocrop as cropping system in 2015. Three types of tillage (conventional tillage, CT; reduced tillage, RT; no-tillage, NT) and three mineral N fertilization rates (0, 200, 400 kg N ha−1) were compared. In 2015, an adjacent experiment (short-term experiment, STE) with the same layout was set up in an area previously managed under long-term rainfed NT for the last 21 years. In the long-term tillage and N fertilization combination (LTE), the reduction of tillage (NT and RT) led to greater grain yield when applying 200 and 400 kg N ha−1 compared to the use of the same rates under CT. Differently, in the sort-term experiment with preceding NT (STE), tillage systems did not influence grain yields, while N application led to greater yields than the control (0 kg N ha−1). In both situations (LTE and STE), NT and RT enhanced soil water content before planting leading to greater crop growth compared to CT. The lack of available water under CT caused lower maize stover, yield, and yield components in LTE and, therefore, lower WUEB (for biomass) and WUEY (for yield). In LTE, the use of long-term CT led to a significant accumulation of nitrate compared to NT. Differently, in the STE, soil nitrate content did not show differences between tillage systems. In the LTE, water and N were used more efficiently to produce aboveground biomass and grain yield in RT and NT. Our study shows that in Mediterranean agroecosystems transformed into irrigation the use of NT and RT with medium rates of N leads to greater maize yield, WUE and NUE than the traditional management based on CT with high rates of mineral N. In rainfed areas with long-term history of no-till, this soil management system can be successfully maintained if transformed into irrigation., This research work was financially supported by the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (project AGL2013-49062-C4-1-R; PhD fellowship BES‐2014‐070039). DPB received a Juan de la Cierva postdoctoral grant from the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (IJCI-2016-27784).