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Secuestro de Carbono en el Suelo

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El secuestro de carbono en el suelo

El incremento de CO2 en nuestra atmósfera influye directamente sobre la productividad de los cultivos, el mejoramiento del suelo, del agua y de la calidad del aire. El secuestro de carbono en el suelo es el proceso de transformación del carbono del aire al carbono orgánico, almacenado en el suelo. A través del secuestro de carbono, los niveles del dióxido de carbono atmosférico pueden reducirse en la medida que los niveles de carbono orgánico del suelo aumentan. En general, las prácticas de manejo que incrementan el carbono orgánico del suelo también reducen la erosión del suelo y mejoran los recursos naturales. En este artículo se presenta información relevante a este proceso, generada en los proyectos de investigación que el INIA ejecuta en pro de la conservación y el mejoramiento de la sostenibilidad de nuestros recursos naturales.

El ciclo del Carbono en ecosistemas terrestres

El carbono del aire (CO2) es tomado por las plantas a través del proceso de fotosíntesis, y luego es incorporado al interior de las plantas vivas. Cuando mueren las plantas, el carbono de las hojas, tallos y raíces se descompone y pasa a formar parte de la materia orgánica del suelo.

Influencia de los humanos sobre el ciclo del Carbono

El flujo de Carbono (C), en sus diferentes fracciones y retroalimentaciones, ha mantenido el CO2 atmosférico razonablemente constante por miles de años. Pero los humanos, por el cambio del uso de la tierra y por la inyección de C fósil dentro del ciclo, han incrementado las emisiones de CO2 a la atmósfera, trayendo como consecuencia la distorsión del balance deseable. Se estima que el incremento de C ha sido superior a 1.500 millones de toneladas métricas por año, principalmente debido a la quema de combustible. De acuerdo con Houghton (2003), la pérdida de C por el cambio de uso de la tierra ha crecido progresivamente en el último siglo, aproximándose a tasas de 2 Pg C por año, especialmente por la deforestación tropical.

El incremento en las concentraciones de CO2 atmosférico puede traer como consecuencia que las fuentes del mismo excedan los sumideros. Según Lal (1997), el ciclo moderno del C tiene flujos dos principales:

entre la atmósfera y las vegetación terrestre (120 Pg por año)
entre la atmósfera y el océano (105 a 107 Pg por año).

En consecuencia, los suelos juegan un papel importante en este ciclo, ya que pueden constituirse en una fuente o un sumidero de C e influenciar las concentraciones de CO2 en la atmósfera.

¿Cómo ayuda el secuestro de carbono a reducir el calentamiento global?

El CO2 y otros gases invernaderos como el N2O actúan atrapando la energía calórica (radiación solar de onda corta) reflejada de la superficie de la tierra y las nubes (Fig. 1). Este calor retenido puede conducir al calentamiento global en el planeta. A través del secuestro de carbono, los niveles del dióxido de carbono atmosférico pueden reducirse en la misma medida que los niveles de carbono orgánico del suelo aumentan. Si el carbono orgánico del suelo no es alterado, puede permanecer en el suelo por muchos años como materia orgánica estable. Este carbono es entonces secuestrado o removido del pool disponible para ser reciclado en la atmósfera. De esta forma se pueden reducir los niveles de CO2, disminuyendo las probabilidades de calentamiento global.



Figura 1. Distribución de la radiación de onda corta sobre la Tierra (Tomado de MacCracken, 1985)

Cambio del uso de la tierra

La dinámica del carbono y las emisiones gaseosas ejercen una influencia sobre las propiedades y procesos del terreno que afectan el uso y el manejo del suelo. Las principales propiedades de suelo afectadas por el manejo son: el régimen de humedad y la temperatura, la aireación y la agregación, que puede ser afectada por el manejo del suelo, influyendo en gran escala en el carbono que se encuentra protegido físicamente dentro del agregado. En general, los sistemas de cultivo disminuyen el carbono orgánico del suelo (COS), especialmente en sistemas de manejo que acentúan la erosión y conducen a la disminución de la fertilidad de los suelos.

Por otra parte, los sistemas de cultivo continuo, donde existe una inadecuada aplicación de fertilizantes inorgánicos y orgánicos, traen consigo una disminución drástica en los niveles del carbono del suelo, lo que ocasiona una disminución en la productividad. Esto es específicamente cierto en suelos de regiones tropicales, donde las tasas de pérdida de COS, causadas por la mecanización, son mucho más rápidas que las observadas en suelos de regiones templadas (Dalal y Carter, 1999), con un sustancial deterioro en la fertilidad del suelo (Lal, 1995). La emisión de grandes cantidades de CO2 (liberación neta anual de 0.8 Pt C año-1) está acentuando los problemas ambientales, además de la pérdida de C del suelo y su efecto sobre la fertilidad, debido a las inadecuadas practicas de manejo de los suelos (Karlen y Cambardella, 1996).

Qué pueden hacer los productores agrícolas para incrementar el secuestro de carbono?

El incremento de CO2 influye directamente sobre la productividad de los cultivos, mejoramiento del suelo, agua y calidad del aire. En general, las prácticas adecuadas de manejo que incrementan el COS también tienden a reducir la erosión del suelo y mejoran los recursos naturales (Fig. 2). Entre estas prácticas se encuentran la aplicación de abonos orgánicos, la labranza conservacionista y el uso de cultivos de cobertura, que incrementan los procesos metabólicos de captura de carbono en el complejo bioecológico del suelo.



Figura 2. Efectos del carbono orgánico del suelo

Recientes modelos sobre el uso de la tierra sugieren que los sistemas terrestres pueden mitigar aproximadamente 20% del CO2 atmosférico, debido al secuestro de carbono dentro de la vegetación y el suelo. El secuestro de carbono es ambicioso, porque así el C se puede contener dentro del suelo por un tiempo de residencia mayor a mil años. El almacenamiento de este carbono depende de las variables climáticas (temperatura y precipitación) y del contenido de arcilla en el suelo. Gran parte de la región central de Venezuela, que estuvo ocupada por sabanas naturales, está siendo cultivada. La vegetación de sabana almacena la mayor cantidad de C en las raíces, el cual es posteriormente convertido en carbono orgánico en el suelo.

Hasta los momentos, los sistemas de cultivo utilizados en la agricultura tienden a disminuir el C del suelo; sin embargo, el mejoramiento de cultivos y prácticas de manejo tienen el potencial de incrementar el C (Balesdent, 1998). Las estrategias para secuestrar C más importantes, según Lal (1995), son:

  • incrementar el carbono orgánico del suelo
  • incrementar el carbono orgánico en los horizontes del subsuelo
  • incrementar la agregación
  • incrementar la biodiversidad

La figura 3 muestra varias prácticas de manejo que afectan la habilidad del suelo para secuestrar C. Sobre la base de modelos de proyección, se ha calculado un incremento de productividad en los cultivos de 1.5% anual, que puede convertirse en 1.8 Gt de C en el suelo en un periodo de 40 años en climas templados. Sin embargo, Johnson (1995) sugiere que si se logra un incremento de productividad global de 1% anual, aproximadamente 15% del C emitido puede ser secuestrado en el suelo. Ganancias adicionales pueden ser logradas por una reducción en labranza y manejo de residuos (Donnigan, 1998). Comparaciones de labranza conservacionista con labranza convencional han proyectado de 20 a 80% más de C en los suelos, después de 40 años de labranza conservacionista. En diversos estudios de campo otros investigadores han reportado incrementos de aproximadamente 30% de C en el suelo, debido a la no-labranza comparada a la labranza convencional (Kern y Johnson, 1993).

En condiciones tropicales es importante investigar la dinámica del C en el suelo y su relación con el ciclo global del C, ya que ésta información será útil para identificar las prácticas agronómicas que incrementan el almacenamiento del carbono contribuyendo así a la producción sostenible de los cultivos.



Figura 3. Estrategias para el secuestro de C en suelos. (Tomado de Lal, 1995)

La tasa de degradación de la materia orgánica en suelos (MOS) varía gradualmente. En Ultisoles y Alfisoles, la tasa de recambio de la materia orgánica es más rápida que la observada en Inceptisoles y Vertisoles (Dalal y Carter, 1999). Las diferencias en la tasa de recambio de la MOS se deben al contenido y el área superficial de las arcillas (Saggar, 1999), así como a las condiciones climáticas (efecto neto de precipitación y potencial de evapotranspiración) (Dalal y Carter, 1999). Las altas temperaturas incrementan la actividad microbiana del suelo trayendo como consecuencia la degradación del material orgánico del terreno.

La protección física para estabilizar la materia orgánica es un mecanismo importante en los suelos tropicales, donde la tasa de recambio es más rápida que en los suelos de zonas templadas (Dalal y Carter, 1999). Al igual que en los suelos templados, la protección física de MOS al ataque microbiano dentro de los agregados de suelo ha sido reportada en Oxisoles tropicales (Resck, 1999).

La abundancia natural de 13C es una herramienta para marcar el destino de los materiales orgánicos recientemente depositados (tasa de recambio). La técnica está basada sobre la diferencia en el radio isotópico δ13C en diferentes tipos de vegetación. La desproporción en el δ 13C es causada por el contraste del patrón metabólico asociado con plantas C3 y C4. Esta técnica ha sido exitosamente utilizada en algunos países tropicales y subtropicales (como Argentina, Brasil y Venezuela), para investigar la evolución y pérdida del C y la tasa de recambio de diferentes fracciones de C, influenciados por varios factores como secuencia del cultivo, las operaciones de labranza y las prácticas en el manejo de residuos.

Evaluación del secuestro de C en suelos en Venezuela

En Venezuela la emisión anual de carbono es de 80 Pg, de acuerdo con lo reportado por Sánchez (2001); de éstos, 0,001 Pg se produce por cambios en el uso de la tierra en la agricultura. Recientemente se han realizado evaluaciones del efecto de la labranza, uso de residuos vegetales, abonos de origen animal, así como rotación de cultivos sobre las diferentes fracciones de C y N en suelo. También se ha estudiado la distribución y tasa de recambio de las diferentes fracciones de suelo en sistemas de siembra como maíz y sorgo continuo, y con rotación, maíz-fríjol, maíz-algodón, en suelos con diferentes contenidos de arcilla y diferentes pH. Los sistemas de cultivo incrementan el C y N recalcitrante del suelo y disminuyen la cantidad de la fracción lábil de C, comparado con los suelos del bosque.

En diversos estudios se ha demostrado que la disminución de los macroagregados (>2.000 μm) del suelo y el incremento de las fracciones pequeñas (<53 μm) en los sistemas de cultivo han puesto de manifiesto las fluctuaciones de las tasas de recambios de la materia orgánica en los sistemas de labranza de entre 3 a 5 años y de 2 a 4 años para la labranza mínima y convencional (Espinoza, 2000; Hernández y López, 2002).

Bibliografía

Balesdent, J., E.Besnard, D. Arrouays, y C. Chenu. 1998. The dynamics of carbon in particle-size fractions of soil in a forest-cultivation sequence. Plant Soil 201:49-57.

Dalal, R.C. y J.O. Carter. 1999. Soil organic matter dynamics and carbon sequestration in Australian tropical soil. pp. 283-316. In R. Lal et al. (eds). Global climate change and tropical ecosystem. Adv. Soil Sci. CRC Press, Boca Ratón. FL.

Donningan, Jr., A.S. Patward, R.V. Chinnaswamy y T.O. Barnwell. 1998. Modeling soil carbon and agricultural practices in the Central U.S.: An update of preliminary study results. pp. 499-518. In R. Lal et al. (eds). Soil process and the carbon cycle. Adv. Soil Sci. CRC Press, New York.

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Houghton, R.A. 2003. Why are estimates of the terrestrial carbon balances so different? Global Change Biol. 9, 500-509.

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Karlen, D.L. y C.A. Cambardella. 1996. Conservation strategies for improving soil quality and organic matter storage. pp. 395-420. In M.R. Carter and B.A. Stewart (eds). Structure and organic matter storage in agricultural soils. Adv. Soil Sci. CRC. Lewis. Boca Ratón. FL.

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Resck, D.V. S., C.A. Vasconcellos, L. Vilela, y M.C.M. Macedo.1999. Impact of conversion of Brazilian Cerratos to cropland and pastureland of soil carbon pool and dynamics. pp. 169-196. In R. Lal, J. M. Kimble, y B.A. Steward (eds). Global climate change and tropical ecosystem. Adv. Soil Sci. CRC Press, Boca Ratón. FL.

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(18838)
(1)
Re: Foro sobre Secuestro de Carbono en el Suelo
15/12/2006 |

Buen artículo sobre secuestro de carbono. El tema del cambio climático y su incidencia sobre todos los aspectos - desde los urbanísticos a los agroproductivos - es innegable. La condición de antropogénico de dicho fenómeno es también un hecho incontrastable.

Toda la cadena involucrada en la producción agropecuaria - políticos, productores, propietarios, técnicos, profesionales, investigadores, servicios asociados, transportistas, comercializadores, consumidores, etc - dependemos de la preservación de tres recursos: suelo, agua, aire. Preservar en muchos casos implica ya: reparar, recomponer o simplemente frente a la dimensión del problema, mitigar.

La trasversalidad e inevitabilidad de este fenómeno tiene una dimensión cuya valoración debiera instalarlo como prioridad en la consideración de toda la dirigencia, en particular la empresaria. Sin embargo, la contingencia, los temas puntuales, marcan generalmente la agenda respectiva.

Argentina DEBE diseñar una estrategia al respecto, en especial una estrategia agropecuaria de preservación (evitando la polémica entre sostenible y sustentable), y este sector empresario que ha demostrado ser el elemento dinámico de nuestra estructura económica, DEBE liderarlo.

Se trata de una conducta elemental de autopreservación y de responsabilidad social corporativa, otra conducta nos lleva al ecocidio. Además hay instrumentos que facilitan su implementación, generando incluso una rentabilidad adicional muy significativa. Nos referimos a los bonos de carbono.

Este es y será nuestro objetivo en los próximos años.

Lic. Carolina Guala

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