La Tierra se calienta gracias a la energía que recibe del Sol. Parte de ese calor es devuelto a la atmósfera por el suelo terrestre en forma de radiación, donde es absorbida por los gases presentes en ella que a su vez lo emiten en forma de radiación en todas direcciones. Debido a esta capacidad de calentamiento, es por lo que a estos gases se les conoce como Gases de Efecto Invernadero (GEI).

El carbono en forma de CO2 es uno de esos GEI, resulta pues fácil de entender que, al agregar más CO2 a la atmósfera, esta se calienta al poder capturar mayor radiación terrestre.

Entre 2007 a 2016, la humanidad agregó a la atmósfera en promedio 9.4×1015 gramos de carbono (1015 gramos de carbono = 1 PgC) cada año, debido, principalmente, al consumo de combustibles fósiles (9.4 PgC/yr) y al cambio en el uso del suelo (1.3 PgC/yr). De todas estas emisiones, los océanos absorbieron el 22% de este carbono, y los sistemas terrestres el 28%. Un 6% de las emisiones representan sumideros que no han sido identificados (LeQuere et al. 2017). En la atmósfera tan sólo quedó el 50% de las emisiones humanas que son las que contribuyen al cambio climático.

El carbono se mueve constantemente y se transfiere entre los organismos vivos y muertos mediante los procesos de la  fotosíntesis, de la respiración y de la descomposición. Las plantas, algas y bacterias (autótrofos) fijan el carbono en sus organismos mediante la fotosíntesis que pasa a los animales que se alimentan de ellas (heterótrofos). Cuando plantas y animales mueren, ese carbono no desaparece, si no que se libera.

Los combustibles fósiles son remanentes de organismos que vivieron hace millones de años y que almacenaron grandes cantidades de carbón. Es por ello que con la quema de combustibles fósiles se arroja carbono a la atmósfera. Una quema que se ha incrementado exponencialmente desde la revolución industrial hasta alcanzar los valores actuales que son la causa de la crisis climática actual.

Puedes encontrar información sobre las emisiones de carbono por parte de los diferentes países en los datos que el Global Carbon Project (GCP) aporta cada año.

El aumento de este tipo de estudios para conocer con más exactitud el COS existente demuestra que el protagonismo que está adquiriendo el suelo para la estabilidad climática y la productividad agrícola aumenta día a día y está provocando un cambio de paradigma en la agricultura y ganadería, lo que sin duda resultará en el abandono de prácticas convencionales como la labranza, el uso indiscriminado de estiércoles como fertilizante, monocultivos, pastoreo excesivo y el uso generalizado de fertilizante químico y pesticida.

Según el último informe de El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático (más conocido por sus siglas en inglés, IPCC); las emisiones de GEI, excluyendo el CO2, provienen principalmente del sector ganadero y agrícola, dominando las emisiones de N2O (casi 300 veces más perjudicial que el CO2) procedentes de los suelos de las granjas, y las emisiones de metano a través de la fermentación entérica, la gestión de estiércoles, y las emisiones de los arrozales.

Desde años recientes se considera a estos sectores como los principales responsables del cambio climático debido al progresivo aumento de GEI derivados de su actividad. Ahora estas actividades se están estudiando como una parte potencial de la solución al cambio climático por su papel en la fertilización natural del suelo y en los ciclos de los nutrientes.

El cambio climático es una de las principales amenazas para el desarrollo sostenible y constituye un importante reto mundial que ya está causando impactos ambientales en la economía global, la salud, la biodiversidad, el medio ambiente y el bienestar humano. Este cambio climático se produce por la creciente concentración de gases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera, entre los que se encuentra el CO₂. Esta es la principal conclusión de años de investigación por parte de los principales instrumentos internacionales establecidos para la lucha contra este fenómeno que son la Convención Marco de Naciones Unidas sobre Cambio Climático y su Protocolo de Kioto.

Para el IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change); el término “cambio climático” es un cambio en el estado del clima identificable a raíz de un cambio en el valor medio y/o en la variabilidad de sus propiedades, tanto si es debido a la variabilidad natural como si es consecuencia de la actividad humana, y que persiste durante un período prolongado, generalmente cifrado en decenios o en períodos más largos.

La influencia humana en el cambio climático está aceptada entre la comunidad científica. Según el último informe de la IPCC, 40 mil millones de toneladas de CO₂ emiten las actividades antropogénicas cada año, con una emisión de 500 mil millones más, estaríamos fuera de alcanzar el objetivo del acuerdo de París de mantener la temperatura terrestre por debajo de los 1,5º.

Las concentraciones atmosféricas de CO₂ alcanzaron 407 partes por millón en 2018, aproximadamente un 46% más que los niveles preindustriales, y la concentración más alta en los últimos 800.000 años y probablemente en los últimos 2 millones de años. Igualmente sin precedentes, es la velocidad a la que el CO₂ se ha acumulado en la atmósfera durante la Era Industrial, aproximadamente 10 veces más rápido que en cualquier otro momento de los últimos 66 millones de años.

El CO₂ es el gas de efecto invernadero más importante que conduce al cambio climático inducido por el hombre. Aunque otros GEI son más poderosos por molécula que el CO₂ para calentar el planeta (ej. Oxido Nitroso N2O), la gran cantidad de emisiones de CO₂ de las actividades humanas y el hecho de que algunas de las emisiones permanecen en la atmósfera durante cientos o miles de años, hace que el CO₂ sea el mayor desafío para combatir cambio climático.

Los efectos de esas elevadas concentraciones  de CO₂  y otros GEI en la temperatura del planeta son evidentes. La Organización Meteorológica Mundial clasificó 2015, como el año más caluroso de la historia. La mayor parte de esa concentración se debe a las emisiones de la combustión de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) que representan casi el 90% de todas las emisiones. El resto provienen del cambio de uso de la tierra (por ejemplo, deforestación).

La NASA se toma tan en serio este problema, y para conocerlo con mayor profundidad en 2016 lanzó a la atmósfera un satélite exclusivo (Observatory-2 o OCO-2) para monitorear los flujos de CO2 por el globo terrestre y su atmósfera. Los datos recogidos se introducen en una supercomputadora para reproducirlos los modelos. En estos se puede observar con meridiana claridad como las mayores concentraciones atmosféricas se encuentran sobre Norteamérica, Europa y Asia, y como los vientos terrestres llevan estas concentraciones a otras partes del globo.

Otros fenómenos pueden ser apreciados, como el aumento localizado de la emisión de CO2 a comienzos de otoño, al reducirse la actividad fotosintética con respecto al verano, o a comienzos del verano debido a incendios forestales.

Observa estos fenómenos en el video de NASA.

Por suerte para nosotros, de todo el CO₂ emitido, solo la mitad permanece en la atmósfera conduciendo  al cambio climático, la otra mitad es eliminada por los sumideros de CO₂ en la tierra (absorción de la vegetación a través de la fotosíntesis) y los océanos (a través de la difusión). De esta manera, el impacto sobre el cambio climático es solo la mitad de lo que sería, si no hubiera sido por la ayuda de esos sumideros naturales de CO₂. Por eso es tan importante que controlemos, comprendamos y predigamos la evolución de los sumideros de CO₂ para saber qué tan rápido se producirá el cambio climático.

En esta infografía se puede observar el déficit existente entre el CO₂ emitido a la atmósfera, y el secuestrado por los ecosistemas terrestres y marinos.

Fuente: globalcarbonproject.org

El futuro que nos espera

Las predicciones a futuro no resultan ser tan exactas como quisiéramos debido a que no se comprende en su totalidad los mecanismos de absorción del carbono. Si se sabe que esta capacidad de absorción terrestre ha sido disminuida  en los últimos años debido a la fertilización con nitrógeno.

Las buenas noticias es el el rango para aumentar la capacidad de absorción es muy grande si se llevan a cabo prácticas agrícolas determinadas, y si se crean sumideros.

Algunos estudios científicos reducen la gravedad del problema del calentamiento  apuntando un posible efecto positivo llamado “efecto de fertilización con CO2“. Según este, el calentamiento provocado por la emisión de este gas aumentaría la fotosíntesis de las plantas, lo que contribuiría a capturar carbono al crecer la masa vegetal. Estudios posteriores han demostrado que se trata de un efecto temporal que se satura después de unos años.

Además, si continua el calentamiento, la tierra puede convertirse en una fuente natural de carbono. Las sequías persistentes pueden ocasionar incendios forestales dramáticos y grandes pérdidas “naturales” de bosques tropicales. También hay gran cantidad de carbono orgánico almacenado en los suelos y en el permafrost (Capa de la corteza de la tierra que permanece bajo 0 °C todo el año en latitudes altas); cuyo calentamiento aceleraría la actividad microbiana liberando CO2..

El aumento o decrecimiento de estos  reservorios determinará la evolución del ciclo del carbono. Las predicciones se volverán más útiles a medida que mejore nuestro entendimiento de estos procesos, este es el objetivo precisamente del programas como el  North American Carbon Program (EE.UU), o el Global Carbon Project.

‘Las del suelo, están entre las comunidades de seres vivos más diversos y desconocidos del planeta. Hasta hace no mucho se consideraba que todas funcionaban de una forma parecida, es decir, que su enorme diversidad implicaba una gran redundancia funcional y por tanto, que cambios en su diversidad por factores externos como la sequía no afectarían a las tasas de absorción de carbono y a la disponibilidad de nitrógeno, un elemento vital para el crecimiento de las plantas, en los ecosistemas terrestres’.

Hoy sabemos que esto no es así, y que las comunidades microbianas del suelo -bacterias, hongos y otros microorganimos-, llevan a cabo diferentes trabajos y se relacionan de diferente manera con la vegetación. se ha comprobado que, según varía su abundancia, composición y diversidad, las tasas de emisiones de CO2 y de absorción y reciclaje de nutrientes pueden verse seriamente afectadas.

El conocimiento ecosistemas edáficos nos proporcionará una mayor capacidad para predecir  modelos de cómo puede afectar el cambio climático al suelo u a los bosques.

Este es un video de la organización «SOIL SOLUTIONS» que resulta muy ilustrativo, Su titulo también: «La solución está bajo nuestros piés».

Parte de ese carbono vuelve a emitirse de nuevo a la atmósfera convertido en CO₂  a través de la respiración de los animales que ingieren dicha vegetación como alimento, y otra parte pasa a incorporarse al suelo en forma de materia orgánica con la muerte de fauna y flora, sirviendo de alimento para los descomponedores (bacterias y hongos) que degradan esa Materia Orgánica del Suelo (MOS) emitiendo también CO₂ a la atmósfera en un fenómeno llamado respiración del suelo.

Todo esto en condiciones de presencia de oxigeno, porque en su ausencia lo que ocurre es que la respiración pasa a ser anaeróbica y la degradación de esa materia orgánica entonces emite metano (CH4, la otra forma en la que se encuentra el carbono) en la atmósfera.

El suelo es el segundo sumidero del planeta después de los océanos (50 veces más carbono que la atmósfera), y  el mayor sumidero de Carbono de los ecosistemas terrestres  (cantidad de carbono contenido en los suelos del mundo 2,400 billones de toneladas, Eglin y Cogneau, 2014) con tres veces más Carbono que la atmósfera, (según las últimas estimaciones realizadas, estos ecosistemas almacenan un total de 1.408 Pg en el primer metro de profundidad de suelo (Batjes, 2016)).

El problema se encuentra en la degradación sistemática que sufren gran parte de nuestros suelos debido a la explotación inadecuada de los mismos, lo que acaba por traducirse en una transformación de la función original del suelo como almacén natural de carbono -sumidero-, a convertirse en emisor activo de CO₂ atmosférico -fuente-.

Estos desequilibrios en el balance captura/emisión son responsables de en torno al 20% de la polución total por CO₂, el 60% por metano y hasta el 80% de óxido nitroso -todos ellos gases de efecto invernadero (GEI)-, según datos del IPCC  una realidad ignorada por las instituciones gubernamentales y aún desconocida por gran parte de la opinión pública.

Un examen del suelo puede proporcionarnos información, sobre si este se está comportando como una fuente o como un sumidero. Manejar este equilibrio es y será la estrategia principal en la lucha contra el cambio climático. 

Una de las estrategias más efectivas para decantar el balance del equilibrio hacia la retención o secuestro de carbono, es el manejo de las poblaciones microbianas del suelo a través de la incorporación de Materia  Orgánica (M.O) (especialmente en su capa superior 0-30 cm de profundidad); que transforme la estructura del suelo de tal manera que el carbono no escape a la atmósfera a pesar de que aumente la respiración del suelo. Es decir, el resultado es un balance a favor del sumidero. En este sentido un “buen sumidero” es el que tiene una gran capacidad de almacenamiento, capturando más carbono que el que emite, y reteniéndolo durante mucho tiempo.

En este video de la organización Kiss the Ground nos habla del equilibrio del ciclo del carbono:

Este equilibrio natural así como las estrategias que llevemos a cabo para la creación de sumideros, se ve amenazado por los fuertes cambios climáticos que se están produciendo. Los ciclos hidrológicos más extremos con periodos de abundantes lluvias y nevadas intercalados con periodos de sequía, harán que la tasa de descomposición de la MOS disminuya en suelos con menos humedad, pero aumentará cuando haya más agua disponible. Esto hará que la respiración del suelo sea mayor o menor en cada caso resultando en un balance de emisión o retención de Carbono.

A su vez, temperaturas más altas promueven una descomposición más rápida de la materia orgánica en el suelo debido a un impulso térmico para la actividad microbiana. Esto acelera la liberación de CO2 y CH4 a la atmósfera a través del aumento de la respiración del suelo (actividad microbiana), aunque también puede estimular niveles más altos de crecimiento de las plantas con mayor secuestro de carbono e insumos al suelo.

De todas las amenazas climáticas, la erosión del suelo es la que más afecta a este equilibrio de absorción-retención debido a la desprotección de la superficie del suelo ante fuertes lluvias lo que reducirá la MOS de la capa superficial donde mayormente se encuentra.

Estas fluctuaciones climáticas terminaran afectando a la propia estructura del suelo perdiendo capacidad para almacenar agua y para sustentar a muchos de los organismos que viven dentro de ella. El resultado es que suelos erosionados puede causar la liberación de carbono adicional a la atmósfera -fuente de CO₂-.

Un ejemplo de esto, es el estudio llevado a cabo por el CREAF, el CTFC y la UAB, donde se concluye que en España el clima y el tipo de vegetación determinan en gran parte la cantidad de MOS almacenada. Por tanto, si los pronósticos advierten de un futuro todavía más caluroso y seco con una mayor desertización, esto podría provocar que se redujera la cantidad de carbono en stock y hacer que nuestros suelos se convirtieran en emisores netos de CO₂.

Estos cambios no afectan por igual a todas las áreas, por ejemplo, si aumenta la temperatura en las zonas húmedas, como Galicia, probablemente los microorganismos del suelo trabajarán más rápido, consumirán más materia orgánica, y emitirán más CO₂, apunta el investigador del CREAF Enrique Doblas.

A estas causas naturales hay que añadir las de la gestión del suelo a través de prácticas agrícolas como la conversión de tierras forestales y pastos a superficie arable que cambian las condiciones de temperatura y humedad del suelo aireando y exponiendo nuevas superficies al ataque microbiano, lo que resulta en un aumento de la tasa de descomposición o respiración liberando carbono en forma de CO2 a la atmósfera.

Como hemos visto, los suelos no solo actúan como un almacén de carbono, sino que también proporcionan emisiones de carbono que aumentan los gases de efecto invernadero (GEI) atmosféricos.

En general, la reserva total de carbono en un suelo puede verse como el resultado de un equilibrio entre la tasa de entrada de carbono, por un lado, y la pérdida de carbono, principalmente a través de la respiración del suelo (actividad microbiana), por otro lado (Govers et al. 2013). La entrada de carbono es la suma de todos los compuestos de carbono orgánico añadidos al suelo por unidad de tiempo (normalmente un año).

En este equilibrio intervienen variables naturales como la cantidad de materia orgánica (M.O), la temperatura, la humedad del suelo, la saturación de agua, la textura, la topografía, la salinidad, la acidez, la vegetación o la producción de biomasa. Además de estos factores naturales, las prácticas de gestión de suelos terminan de determinar la presencia de carbono en ellos.

Un factor muy importante para este equilibrio de entrada y salida (emisión), es la presencia de oxigeno que depende de las variables descritas. A mayor cantidad de oxigeno, mayor será la actividad microbiana de degradación del carbono para extraer la energía química, y por lo tanto mayor será la respiración del suelo, lo que a su vez resultará en una mayor emisión de carbono. Cuando el contenido de oxígeno en el suelo es pobre (por ejemplo en suelos anegados), la descomposición del carbono pasa a ser anaeróbica. Esta inhibe la actividad microbiana y por lo tanto reduce la respiración emitiendo una menor cantidad de carbono a la atmósfera. En cambio, como resultado de la lenta degradación del carbono, se emite CH4 (metano) a la atmósfera.

Se han realizado muchos trabajos globales para determinar las reservas de carbono, podemos considerar como un valor medio global aceptable, que en torno al 14% de todo este carbono se encuentra en los suelos terrestres, y que se acumula mayoritariamente en los primeros 1-2 m del suelo (aproximadamente 1500 Gt).

Hay que considerar la dificultad a la hora de determinar la presencia de carbono en el suelo al tratarse de un medio muy dinámico en constante transformación. Según el Mapa mundial de carbono orgánico del suelo, los primeros 30 cm de suelo contienen alrededor de 680 mil millones de toneladas de carbono, casi el doble de la cantidad presente en nuestra atmósfera. Se trata de una cantidad significativa en comparación con el carbono almacenado en toda la vegetación (560. 000 millones de toneladas).

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) reconoce la necesidad de preservar los recursos del suelo de la degradación e impulsar suelos saludables, y estableció un programa de cartografía del COS para ayudar a los países y mejorar la gobernanza del suelo a nivel mundial, regional y nacional.

En Europa, las reservas de carbono del suelo (en la UE-27) se estiman en alrededor de 75.000 millones de toneladas de carbono; de las cuales el 50% se encuentra en Irlanda, Finlandia, Suecia y el Reino Unido (debido a la gran superficie de turberas en estos países). Esta cantidad es más de 50 veces superior a las emisiones totales de CO2 equivalente de los 27 Estados miembros de la Unión Europea (UE-27) en 2009 (4.600 millones de toneladas) .

Conoce el mapa cartográfico del COS

¿Cuál es la situación de los suelos españoles?

En cuanto a España, el CREAF, el Centro Tecnológico Forestal de Cataluña (CTFC) y la UAB han publicado recientemente en la revista Biogeoscience lo que se considera la estimación más fiable de los stocks de carbono en los suelos forestales de España. Los resultados del estudio muestran que los suelos forestales mantienen unas reservas de unas 2.544 millones de toneladas de carbono. Un valor equivalente a todo el dióxido de carbono (CO₂) que se ha emitido en España en los últimos 29 años (según las emisiones de origen antrópico medias 2001-2010) y que cuadruplica la cantidad de carbono que almacenan nuestros bosques en su biomasa (troncos, hojas, raíces, etc.). 

Lógicamente, dicha concentración varía a lo largo de la superficie española con contenidos que en ocasiones puntuales llegan a 200 Mg C/ha y porcentajes medios de materia orgánica de hasta el 11%. En el caso contrario se sitúan la cuenca del Ebro o Comunidades Autónomas como Andalucía, Castilla León y Murcia, las cuales contienen áreas con climas semiáridos, con altas temperaturas en verano y bajas precipitaciones. Las menores concentraciones se dan en los suelos de uso agrícola (45,26 Mg/ha en cultivos anuales y 38,09 Mg/ha en cultivos leñosos).

A nivel regional, se han configurado mapas de COS como los de Galicia (Rodríguez-Lado y Martínez-Cortizas 2015), Murcia (Blanco 2015), o Andalucía (Muñoz-Rojas et al. (2012). En todos ellos se utilizan mapeos digitales que recopilan datos del COS existentes a diferentes profundidades.

Estos trabajos cuyo objetivo era el de conocer los factores que controlan la variabilidad de COS en el suelo presentan unos resultados comunes, el clima, el régimen de humedad, la topografía y el uso del suelo son los factores que más influyen en el contenido de COS, mientras que el resto de factores ocupan un papel secundario.

La precipitación es la variable que más influye en la formación de COS, pero su influencia disminuye a medida que bajamos en profundidad. La mayor disponibilidad de COS tanto en superficie como en el subsuelo en climas lluviosos se debe al hecho de que la humedad retenida impulsa una mayor actividad biológica tanto en la superficie que recibe aportaciones de biomasa aérea, como en el subsuelo en torno a las raíces de las plantas.

La topografía como variable estable resulta ser un factor determinante en la variabilidad espacial del COS ya que modela la distribución del agua en superficie y el potencial de radiación solar que resultan fundamentales para la formación de COS. La cobertura vegetal (índice de vegetación) varía esta topografía y se presenta como un indicador de suelos son buenos indices de formación de COS.

En cuanto a su variabilidad espacial, el mayor porcentaje de carbono se encuentra en los horizontes superficiales (0-5cm) que reciben directamente los aportes orgánicos y donde existe una mayor densidad de raíces y de actividad microbiana, resultando accesible su medición y dificultándose a medida que bajamos en profundidad.

Teniendo en cuenta estos dos factores de forma simultánea, se logra explicar el 60% de la variabilidad del COS. Cabe destacar, que estas últimas variables muestran una relación más estrecha en suelos cultivados que en suelos no cultivados.

Conoce aquí en profundidad el mapa de COS de Andalucía.

Los dos estudios más recientes llevados a cabo, nos muestran datos de la situación de los suelos españoles, por un lado el Assessment of the soil organic carbon stock in Spain, publicado en 2016, es un trabajo de investigación liderado por el Dr. José Antonio Rodríguez Martín del INIA, en el que ha participado el Dr. Jorge Álvaro-Fuentes de la EEAD-CSIC y otros investigadores de las Universidades de Almería y Valencia y del Centro REDD+ de Etiopía.

La principal aportación de este trabajo es la estimación y representación espacial de los niveles de carbono orgánico en suelos agrícolas, pascícolas y forestales para la totalidad de la superficie española. Los resultados de este estudio proporcionan una valiosa información sobre el potencial de los suelos españoles para, por un lado, incrementar los niveles de COS, con el fin de mejorar su calidad, y, por otro, promover el secuestro de carbono atmosférico para contribuir con ello a la mitigación del cambio climático.

Lo que se puede destacar de este estudio es lo siguiente:

• De acuerdo con los datos obtenidos, la mitad de la superficie española tiene unos niveles de COS por debajo del 1%. A su vez, el contenido de COS promedio para la totalidad de la superficie española es de 56,57 Mg C ha^-1 con un almacenamiento total de carbono de 2,8 Pg C en los primeros 30 cm del suelo.
• Los niveles más bajos de concentración de COS están ubicados en zonas meridionales.
• En general los suelos con menor concentración de COS, son los suelos agrícolas. En cambio, no se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los bosques y los pastizales.

Accede a este estudio.

El otro trabajo financiado por El Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación, y titulado «Balance de gases de efecto invernadero en sistemas agrícolas y agropecuarios seleccionados (BALANGEIs) 2007-2010 es liderado por la Dra. Mª Jose Sanz Sánchez del Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneos (CEAM), el Dr. Joan Romanyá de la Universidad de Barcelona.

El objetivo general de este trabajo de investigación, es el de mejorar el conocimiento sobre la capacidad «secuestradora» de los suelos, y la dinámica de los flujos de CO2 y de las emisiones de otros gases de efecto invernadero en la península ibérica.

En el trabajo se analiza como pastos, bosques, tierras agrícolas, y prácticas de revegetación, pueden ayudar a cumplir con los objetivos de reducción de emisiones fijados el el acuerdo del protocolo de Kyoto.

Dentro de este trabajo y en lo más concerniente a el Proyecto Circular Humus-Spain, hay que destacar la siguientes conclusiones:

• El contenido total de carbono orgánico hasta un metro de profundidad está próximo a los 3,5Pg.
• El uso de materia orgánica exógena puede ayudar a aumentar la reserva de C en suelos carbonatados.
• El uso de estiércoles compostados ofrece un potencial mayor de fijación de C que el uso de estiércoles frescos, mezclados con purines y con fertilizantes minerales. Sin embargo el uso de estiércoles compostados ralentiza el reciclado de N en el suelo. A pesar de todo, el uso de cantidades de estiércol compostado cercanas a 10tn/ha puede resultar en buenas disponibilidades de N.

Accede a BALANGEIs estudio.

Porque disminuye el COS del suelo 

En España como dato, según un estudio a nivel europeo (Janssens et al. (2005)), se estimaron que las tasas medias anuales de pérdidas de COS en suelos agrícolas españoles eran de 47 kg/ha, lo que significa que cada año, en toda la superficie nacional se pierden 79,8 Gg de Carbono. Su variabilidad es enorme: desde menos de 4 kg m–2 en zonas del Valle del Ebro o en la costa Sur mediterránea, hasta 30 kg m–2 en suelos forestales de Galicia.

La disfunción del suelo también tiene un impacto en la salud humana y animal

Es aleccionador pensar que durante los últimos setenta años, el nivel de cada nutriente en casi todos los tipos de alimentos ha caído entre un 10 y un 100%. Un individuo hoy en día necesitaría consumir el doble de carne, tres veces más fruta y cuatro a cinco veces más vegetales para obtener la misma cantidad de minerales y oligoelementos que estaban disponibles en esos mismos alimentos en 1940 (Thomas, D.E. (2003). A study of the mineral depletion of foods available to us as a nation over the period 1940 to 1991. Nutrition and Health, 17: 85–115).

Esto está relacionado con el hecho demostrado en este trabajo (Thomas, D.E. (2003), de que a medida que aumenta el rendimiento de una plantación fertilizada químicamente, disminuye el contenido de minerales. Esto es debido a que la falta de carbono bloquea la absorción de nutrientes por la planta, los minerales están presentes pero no disponibles para la planta. En cambio ocurre el efecto contrario para suelos saludables ricos en carbono y biológicamente activos.

La mayoría de los microbios que dependen de las plantas se ven afectados negativamente por el uso de «cidas»: herbicidas, pesticidas, insecticidas y fungicidas. El uso de estos productos químicos reduce la absorción de nutrientes, lo que compromete la respuesta inmunitaria de la planta y, a menudo, requiere un uso aún mayor de productos químicos.

“No puede haber vida sin suelo ni suelo sin vida; han evolucionado juntos ”(Charles E. Kellogg, USDA Yearbook of Agriculture, 1938).

La capacidad del suelo para soportar cultivos, pastos, frutas y verduras de alta vitalidad y densos en nutrientes requiere la presencia de una variedad diversa de microbios del suelo (grupos funcionales). La mayoría de los microbios involucrados en la adquisición de nutrientes dependen de las plantas. Es decir, responden a los compuestos de carbono exudados por las raíces de las plantas verdes en crecimiento activo.

Entonces.. ¿Por qué si la materia orgánica está compuesta por sustancias simples de fácil descomposición  persiste en los suelos durante muchos años?

Esta pregunta ha llevado a una nueva visión del carbono orgánico y su dinámica. Las recientes investigaciones (Schmidt et al. 2011) realizan observaciones directas para caracterizar y describir la composición del suelo. Estos trabajos, encuentran que en lugar de grandes macromoléculas complejas, existen sustancias simples que se encuentran absorbidas a los minerales (Figura 2). Estas pequeñas estructuras son de fácil descomposición ya poseen una relación C/N muy baja. Sin embargo, logran mantenerse en los suelos debido a que poseen cargas y se asocian fácilmente a las arcillas, que les brindan protección fisicoquímica contra la descomposición.

Por lo tanto, podemos afirmar que la mayoría de la materia orgánica no persiste debido a sus propiedades intrínsecas, sino a la protección fisicoquímica y a las influencias biológicas del suelo, que disminuyen la tasa de descomposición. Básicamente las pequeñas sustancias se encuentran adsorbidas a los limos y arcillas, ocluidas en agregados o asociadas a metales del suelo (pero de bajo peso molecular y baja relación C/N), la cual es retenida hasta que los microorganismos poseen la “energía de activación” necesaria para extraerla y descomponerla. En otras palabras, la persistencia del carbono orgánico no se debe a sus propiedades moleculares de macromoléculas complejas, sino a las propiedades del ecosistema. Por ello a la materia orgánica que es retenida de esta forma se le llama materia orgánica asociada a los minerales (MAOM).

Es importante señalar también, que una porción menor de la materia orgánica, persiste en los suelos en forma de pequeños trozos o restos vegetales. Esta fracción se torna muy importante en suelos arenosos, llegando a ser el 50% o más de la materia orgánica total en algunos casos. Esta fracción denominada materia orgánica particulada (POM), se mantiene en el suelo como restos vegetales en forma de materia orgánica hasta que los microorganismos la descomponen. La persistencia de estos fragmentos vegetales en el suelo sí se relaciona con su complejidad química (llamada comúnmente recalcitrancia), ya que una composición química compleja (como ligninas o celulosa) dificulta su descomposición y respiración por parte de los microorganismos.

Fuente: Schmidt M, et al. 2011 

Baldock y Skjemstad (1999) definieron la materia orgánica del suelo (MOS) como todos los materiales orgánicos que se encuentran en los suelos independientemente de su origen o estado de descomposición.

En general, se acepta que la Materia Orgánica del Suelo (M.O.S) contiene un 58% de carbono orgánico. De entre todos los factores que influyen en el equilibrio recepción-emisión de C, la presencia de materia orgánica es el que mayor influencia tiene, y es sobre este factor donde mayormente podemos intervenir disminuyendo o aumentando su cantidad en el suelo para intervenir en el equilibrio de entrada-salida de carbono.

La MOS es uno de los depósitos de C más estables en los ecosistemas terrestres, sus cambios suelen ser pequeños en comparación con la mayoría de los otros depósitos (esto es debido a su lenta degradación). Su mayor o menor presencia depende de las condiciones del propio suelo como son su pH, estructura, temperatura o capacidad de intercambio catiónico. De todas estas variables, la de la temperatura resulta ser la más influyente, una variable sobre la que no podemos actuar a corto plazo, si a largo plazo si conseguimos mitigar el calentamiento global.

A mayor temperatura la descomposición de la materia orgánica en el suelo (MOS) será más rápida debido a un aumento térmico de la actividad microbiana. Se estima que, en promedio, por cada aumento de temperatura de 1ºC la pérdida de carbono orgánico en el suelo puede ser del 6-7 %, valor que puede aumentar o disminuir según sea el cambio en la precipitación y también según las características propias del suelo y sus usos.

Esto como ya hemos mencionado acelera la liberación de CO2 y CH4 a la atmósfera a través del aumento de la respiración del suelo. Sin embargo, unas altas temperaturas también estimulan niveles más altos de crecimiento de las plantas, lo que por otra parte aumentaría el secuestro de carbono, es decir, el suelo terminaría comportándose cono un sumidero.

Sobre las otras variables si podemos actuar a corto plazo, y de todas las estrategias llevadas a cabo para que un suelo se comporte como un sumidero, a quedado claro que la más efectiva es la de cambiar su estructura  para favorecer los procesos de «humificación» derivados de la degradación de la MOS que forman los compuestos orgánicos estabilizados. Es por ello que se ha introducido el término índice o grado de humificación de un suelo.

«El perfil ISOHÚMICO de un suelo, es la variable que más va a contribuir a la formación de sumideros de carbono, y no hay mejor enmienda para conseguir un buen perfil que el aporte de materia orgánica en forma de humus».

Alberto Pérez, Humus-Spain

¿Pero… que capacidad de secuestro tienen los suelos si manejamos su contenido en MO?

Si podemos intervenir en la capacidad de un suelo para secuestrar carbono, habría que preguntarse la capacidad de estos para retener enormes cantidades de carbono atmosférico para luchar contra el cambio climático. Conociendo la respuesta podríamos conocer el potencial para revertir el movimiento neto de CO2 a la atmósfera a través de una mejor gestión de las plantas y el suelo. Es decir mediante la creación de sumideros.

Globalmente y a modo de ejemplo, Rattan Lal, el director del Centro de Manejo y Secuestro de Carbono de la Universidad de Ohio, calculó que el suelo tiene el potencial de capturar carbón a una tasa de entre 0,9 y 2,6 gigatoneladas al año. Esta es una pequeña parte de las aproximadamente 10 gigatoneladas de emisiones anuales de CO₂. Esta cifra coincide con fuentes de la FAO que ha estimado que los suelos son capaces de secuestrar alrededor de 20 Pg en 25 años, más del 10 % de las emisiones antropogénicas.

Primeramente hay que tener en cuenta que el secuestro de carbono por parte del suelo tiene un potencial finito, por lo que hay que maximizar las posibilidades de secuestro de cada suelo a través de prácticas agrarias teniendo en cuenta factores como la Eficacia en la Conversión del Carbono -ECC- , la respiración basal (actividad microbiana), el coeficiente de mineralización (porcentaje del carbono disponible que se mineraliza), o el tiempo de mineralización (cuanto tarda en mineralizarse).

Además de estas variables, la ECC depende de la calidad, variedad y cantidad de la propia comunidad microbiana degradadora (consorcios microbianos). Efectivamente, los microorganismos consumen primero los sustratos más lábiles (fáciles de digerir), de tal manera que a medida que pasa el tiempo, en el suelo va quedando el material más recalcitrante (más difícil de digerir). Por ejemplo, los exoesqueletos de algunos animales se descomponen más rápidamente que las plantas, y las hojas más rápidamente que la madera, a su vez, las hojas de vegetación caduca tienen una tasa de descomposición mayor que las de hoja perenne. Entonces a medida que transcurre el tiempo, la tasa de descomposición disminuye y con ella la ECC.

La clave está en la Rizodisposición

Como ya sabemos es en torno a las raíces de las plantas donde se acumula mayormente la Materia Orgánica del Suelo (MOS),y también sabemos que esto es así porque entre el 40-60% de los carbohidratos que se producen a través de la fotosíntesis se depositan en el suelo a través de los exudados de las raíces. A su vez estos exudados mueren tras explorar el terreno y se depositan creando más MO. Este fenómeno se conoce como Rizodisposición. Entonces es en torno a estas raíces y raicillas donde tendremos que buscar esa cantidad y calidad microbiana.

El resultado de una investigación llevada a cabo por la UBA (Universidad de Buenos Aires junto con INTA) reveló que la rizodeposición aportó hasta un 46% de la materia orgánica asociada a la parte mineral del suelo, que es la más estable, mientras que las raíces y la parte aérea aportaron a esa fracción sólo 9% y 7%, respectivamente. Este trabajo demuestra, por primera vez, la importancia de la rizodeposición para los suelos y los ecosistemas.

De entre todos los microorganismos que podemos encontrar, una determinada clase adquieren especial relevancia, son los hongos micorrízicos (se les considera el estómago externo de las plantas) que liberan una sustancia pegajosa a base de carbono llamada glomalina. Esta sustancia pega las micropartículas del suelo formando una especie de pelotas, estos son los micro y macro agregados del suelo que le dan la estructura ideal para la aireación.

Cuando la simbiosis micorriza-raíz funciona eficazmente, el 20-60% del carbono fijado en las hojas verdes se puede canalizar directamente a las redes miceliales del suelo, donde una parte se combina con nitrógeno fijado biológicamente y se convierte en compuestos húmicos estables que mejoran la estructura del suelo, la porosidad, la capacidad de intercambio catiónico y el crecimiento de las plantas. Cuanto más profundo en el perfil del suelo ocurra esto, mejor.

Ahora pues ya conocemos que los exudados de raíces vegetales , contribuyen a fijar el carbono en el suelo en mayor medida en que lo hace la propia biomasa sobre el suelo. El problema surge cuando la «colonización micorrízica» es baja debido a la aplicación de grandes cantidades nitrógeno inorgánico (fertilización química); que como se ha señalado convierten a las micorrizas en inactivas.

Un estudio conjunto de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA), el INTA, el CONICET y las universidades de Mar del Plata y de Stanford afirma esto último al revelar el rol crucial que juegan las raíces, a través de sus exudados, en la producción de la materia orgánica de los suelos. 

“Ahora se sabe que si queremos generar materia orgánica en el suelo, de alguna manera debemos contar con plantas que produzcan mucha rizodeposición. Y ese es un rasgo que hay que empezar a medir en las plantas. Claramente, la meta es que haya más raíces activas rizodeponiendo al suelo”.

Tradicionalmente se creía que eran las raíces muertas  y los tejidos vegetales depositados en el suelo (humus) los que formaban la materia orgánica, sin embargo este estudio confirma que es la relación simbiótica entre plantas y microorganismos la que mantiene este sistema por el que las plantas generan raíces y al mismo tiempo exudan compuestos hacia fuera, hacia la tierra. Son compuestos sencillos, azucarados, ‘ricos’ para los hongos y las bacterias del suelo, y cuando éstos ‘comen’, a su vez liberan al medio nutrientes inorgánicos que las plantas absorben y usan para vivir”.

Gervasio Piñeiro -Investigador del estudio-

La relación Carbono – Nitrógeno – Oxigeno

Para entender la capacidad de secuestro de un suelo, hay que entender las interrelaciones entre el carbono y otros elementos. A medida que mejoran los niveles de carbono del suelo, la estructura de este mejora y las condiciones para la fijación biológica asociativa de N también mejoran, creando un circuito de retroalimentación positiva con altas tasas de intercambio gaseoso C/N.

En cambio cuando el carbono del suelo escasea, las poblaciones de hongos beneficiosas disminuyen, la estabilidad de los agregados también disminuye y la estructura resultante limita el intercambio gaseoso  C/N reduciendo la fijación biológica de nitrógeno por las bacterias de vida libre y, por tanto, la estabilización del carbono.

Efectivamente, Los suelos con un alto contenido en nitrógeno son pobres en carbono, elemento esencial que actúa como regulador de macro y micronutrientes. La alta presencia de nitrógeno inhibe la actividad microbiana y por lo tanto no se forma la manta orgánica –humus- de forma natural. El resultado es que los suelos no pueden fijar C02 que escapa a la atmósfera.

No debemos olvidarnos del otro gas que intervienen en la ecuación final: el elemento más importante para el vigor y la resistencia de los cultivos no es el N, P ni K. El gas que da vida a los microbios, las plantas, los animales y los seres humanos es el oxígeno. Un suelo poroso facilita la oxigenación y por lo tanto el crecimiento microbiano.

Interviniendo en este trío de intercambio gaseoso C-N-O podremos incrementar el porcentaje de MO que se convierte en C (Eficiencia de Conversión del Carbono). La mala noticia es que los hongos beneficiosos responsables del almacenamiento estable de carbono, lamentablemente faltan en nuestros suelos. Los hemos matado con los «cidas»: fungicidas, herbicidas, nematicidas, también con labranza excesiva, y con largos periodos de barbecho y fertilizantes ácidos / salinos. Los hongos micorrízicos responsables de la porosidad del suelo, han sido diezmados hasta el punto de que solo queda el 10%.

Luego la estrategia definitiva es hacer crecer estos hongos en nuestros suelos de manera desesperada, y para ello tenemos que crear las condiciones adecuadas en el suelo para que este intercambio gaseoso C/N se refuerce en el suelo.

Conoce más sobre las Micorrizas

Si podemos intervenir en la capacidad de un suelo para secuestrar carbono, habría que preguntarse la capacidad de estos para retener enormes cantidades de carbono atmosférico para luchar contra el cambio climático. Conociendo la respuesta podríamos conocer el potencial para revertir el movimiento neto de CO2 a la atmósfera a través de una mejor gestión de las plantas y el suelo. Es decir mediante la creación de sumideros.

Globalmente y a modo de ejemplo, Rattan Lal, el director del Centro de Manejo y Secuestro de Carbono de la Universidad de Ohio, calculó que el suelo tiene el potencial de capturar carbón a una tasa de entre 0,9 y 2,6 gigatoneladas al año. Esta es una pequeña parte de las aproximadamente 10 gigatoneladas de emisiones anuales de CO₂.

Esta cifra coincide con fuentes de la FAO que ha estimado que los suelos son capaces de secuestrar alrededor de 20 Pg en 25 años, más del 10 % de las emisiones antropogénicas.

Un ejemplo reciente de la capacidad secuestradora que podrían llegar a tener los suelos si se llevan a cabo las prácticas de uso adecuadas, lo encontramos en la «Marin Carbon Project» un proyecto impulsado por el ecologista de la universidad Berkeley de California Whendee Silver. En su página web se puede acceder a los datos que comparten en cuanto a los resultados de la productividad de plantas después del uso de compost como fertilizante, y de la capacidad de secuestrar carbono que según los datos facilitados es de 1,5 toneladas/metro por cada media hectárea por año.

Hay que tener en cuenta que el secuestro de carbono por parte del suelo tiene un potencial finito, por lo que hay que maximizar las posibilidades de secuestro de cada suelo a través de prácticas agrarias teniendo en cuenta factores como la Eficacia en la Conversión del Carbono -ECC- , la respiración basal (actividad microbiana), el coeficiente de mineralización (porcentaje del carbono disponible que se mineraliza), el tiempo de mineralización (cuanto tarda en mineralizarse, influyen la temperatura, la humedad, masa microbiana y su variabilidad, y la presencia de oxigeno).

Como hemos visto, el carbono que permanece en el suelo después de la descomposición parcial de cualquier material producido por organismos vivos como hojarasca de plantas, estiércol animal, exudados de raíces, etc, es el carbono Orgánico del Suelo (COS) siendo la reserva de C más estable de los ecosistemas terrestres.

Ahora bien, no todo este potencial llega biológicamente a convertirse en carbono estable en el suelo (COS), sólo lo hace una proporción que es alrededor del 60% pudiendo permanecer desde un par de años en suelos cultivados, a cientos de años en ambientes de lenta descomposición. La velocidad de esta transformación de la MOS en COS se conoce como Eficiencia de Conversión a Carbono ECC (Carbon Conversion Efficiency -CCE-), siendo varios los factores naturales que influyen en la velocidad como la temperatura, la humedad, la saturación de agua, la textura, la topografía, la salinidad, la acidez, la vegetación o la biomasa. La combinación de estas variables puede dar lugar a cambios muy significativos en la ECC, que puede verse incrementada hasta 10 veces en un determinado clima y calidad del sustrato o materia orgánica.

Además de estas variables, la ECC depende de la calidad y la cantidad de la misma comunidad microbiana degradadora (consorcios microbianos). Efectivamente, los microorganismos consumen primero los sustratos más lábiles (fáciles de digerir), de tal manera que a medida que pasa el tiempo, en el suelo va quedando el material más recalcitrante (más difícil de digerir). Por ejemplo, los exoesqueletos de algunos animales se descomponen más rápidamente que las plantas, y las hojas más rápidamente que la madera, a su vez, las hojas de vegetación caduca tienen una tasa de descomposición mayor que las de hoja perenne. Entonces a medida que transcurre el tiempo, la tasa de descomposición disminuye y con ella la ECC.

Global Carbon Project

Con fin de coordinar datos recogidos a nivel global se creó El Global Carbon Project, un consorcio de más de 50 instituciones de investigación en todo el mundo para recopilar las observaciones y estadísticas aportadas por cada país miembro, y así ejecutar modelos globales para actualizar y mejorar el «presupuesto de carbono (carbon budget)» cada año. Entre las estadísticas recopiladas por cada país, se incluyen consumo de energía, producción industrial, cambios en el uso de la tierra, propagación de incendios, concentraciones de CO₂ atmosférico y oceánico, y una gran cantidad de datos climáticos para poder ejecutar docenas de modelos de predicción.

La reutilización de las ingentes cantidades de bioresiduos  provenientes de actividades humanas como enmiendas del suelo, bajo la estrategia Residuo Cero de la UE incluida en el Paquete de Economía Circular, parece una buena práctica para combatir el calentamiento global.

«Por cada tonelada de compost aportada al suelo, entre 60-150kg de CO2 pueden ser secuestrados de la atmósfera»

     Dato calculado de: Quantiifyting the benefits to soil of applying quality compost. ISWA, Rotterdam (2020)

Sin embargo, como ya sabemos, un suelo puede actuar como sumidero pero también como fuente, por lo tanto, la adición de residuos orgánicos al suelo de forma descontrolada podría tener un efecto contrario al que pretendemos y facilitar la liberación de CO2, por lo tanto hay que controlar y conocer una serie de parámetros en su aplicación:

• Conocer de antemano cuál es el esperado efecto de la MO agregada al suelo.
• Siempre hay que aportar Materia Orgánica (MO) considerando el mediano y largo plazo.
• La estrategia adecuada debe siempre favorecer el incremento de suelos biológicamente estabilizados.
• Conocer a corto y medio plazo la cantidad real de carbono secuestrada por el suelo después de la aplicación de MO. Por ejemplo, los purines, debido a su alto porcentaje de carbono orgánico lábil, generalmente incrementan las emisiones justo después de su aplicación (Chadwick et al., 1998; Flessa and Beese 2000; Chantigny et al., 2001; Bol et al., 2003).
• Adaptar las estrategias a las condiciones ambientales locales.

Esta práctica de incrementar los aportes de materia orgánica a los suelos, es promovida por varios organismos nacionales e internacionales y es uno de los objetivos fijados por el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC). Sin embargo, el IPCC considera que puede ser necesario un período prolongado para que las reservas de carbono recuperen los niveles pasados ya que los suelos tienen una capacidad finita para secuestrar carbono y un límite en la capacidad para la acumulación de materia orgánica.

Entonces…,¿de cuánto tiempo disponemos para aumentar el almacenamiento del C en el suelo?.

Algunos estudios realizados muestran que en el cambio de uso de una tierra de cultivo a pastizal,  la capacidad de secuestro de C del suelo no fue significativo durante 0 a 10 años, y luego aumentó significativamente. En este sentido, el uso de compuestos orgánicos estabilizados como la  aplicación de ciertos biochars o composts, y sobretodo vermicompost, pueden ayudar a acortar este periodo de tiempo al mejorar las propiedades físico-químicas del suelo y su perfil ISOHÚMICO. Esto sería fundamental teniendo en cuenta que estamos en una situación de «alerta climática».

Afortunadamente son muchos los trabajos de investigación que se están llevando a cabo para encontrar lo antes posible «nuevas tácticas biológicas» que lleven a acelerar el proceso secuestrador del C por parte de los suelos, todos ellos basados en el estudio y comprensión de las comunidades bacterianas y fungicas. 

La proteómica y metaproteómica han surgido recientemente como una herramienta potencial para proporcionar conocimientos tanto funcionales como filogenéticos sobre comunidades microbianas complejas. Conocer en profundidad como trabajan nos llevará a identificar que grupos o consorcios microbianos son los ideales para degradar un determinado biorresiduo y crear materia orgánica. Por ejemplo, Siles et al. (2014) sugiere que ciertos grupos bacterianos (Rhizobiales, Caulobacterales y Sphingomonadales) se benefician de enmiendas basadas en residuos de aceituna.

Este trabajo«Soil restoration with organic amendments: linking cellular functionality and ecosystem processes»,  llevado a cabo por varios científicos españoles y publicado en la revista nature, trata de como las enmiendas orgánicas suelen incrementar la biomasa microbiana y de las actividades enzimáticas extracelulares en suelos degradados.

En este trabajo se utilizan técnicas de vanguardia en metaproteómica en un experimento de restauración de modelos iniciado hace 10 años con la adición de aguas residuales, lodos y abonos. El impacto a largo plazo de la restauración orgánica afecta tanto a los procesos del ecosistema como a  las propias estructuras de la comunidad microbiana. Su comprensión puede ayudarnos a enfrentarnos al reto de biorremediar y de secuestrar una mayor cantidad de carbono en los suelos para compensar las emisiones de GEI y llegar al objetivo de una Europa neutra en emisiones para el 2050.

Cada año, la fotosíntesis extrae cientos de miles de millones de toneladas de CO2 de la atmósfera. El impacto de este fenómeno se ilustró dramáticamente en una visualización impresionante publicada por la NASA en 2014. El movimiento de carbono de la atmósfera al suelo, a través de plantas verdes, representa la herramienta más poderosa que tenemos a nuestra disposición para restaurar la función del suelo y reducir los niveles atmosféricos de CO2.

Para entender la capacidad de un suelo para retener carbono, debemos de entender dos conceptos fundamentales:si bien cada planta verde es una bomba de carbono alimentada por energía solar, es la capacidad fotosintética* junto con la tasa fotosintética* de las plantas vivas (en lugar de su biomasa) lo que impulsa la BIOSECUESTRACIÓN de carbono estable del suelo.

*Capacidad fotosintética: cantidad de luz interceptada por las hojas verdes en un área determinada. Determinado por el porcentaje de cobertura del dosel, la altura de la planta, el área foliar, la forma de la hoja y los patrones de crecimiento estacional. En tierras agrícolas, la capacidad fotosintética se puede mejorar mediante el uso de coberturas multiespecíficas, cultivos complementarios, pastos multiespecíficos y pastoreo estratégico.

*Tasa fotosintética: la tasa a la que las plantas pueden convertir la energía luminosa en azúcares. Determinado por muchos factores, incluida la intensidad de la luz, la humedad, la temperatura, la disponibilidad de nutrientes, la riqueza de especies de plantas y la demanda impuesta a los huéspedes por los simbiontes microbianos. (La tasa fotosintética se puede evaluar midiendo los niveles de Brix con un refractómetro).

Si se entienden bien estos conceptos, se entenderá porque por ejemplo en las ciudades también se puede aumentar la capacidad fotosintética en parques y jardines por medio de la diversidad de plantas y la altura de corte. O porque un suelo desnudo tiene una capacidad fotosintética nula que lo convierte en una fuente neta de carbono.

El aumento o disminución de estas dos variables tiene consecuencias para la evolución del cambio climático, por ejemplo un aumento de alrededor del 5% en la capacidad fotosintética global y / o la tasa fotosintética sería suficiente para contrarrestar el flujo de CO2 por la quema de combustibles fósiles, siempre que el carbono adicional se secuestrara en el suelo de forma estable. Esto es factible ya que en promedio, las tierras de cultivo mundiales están vacías durante aproximadamente la mitad de cada año. Se puede decir que cuando se ve un suelo desnudo, se está perdiendo carbono y nitrógeno.

En este sentido y en contraposición a las prácticas agrícolas tradicionales que como se ha comentado rompen la estructura del suelo para almacenar la MOS, el laboreo de conservación es una práctica con un impacto beneficioso en la fijación de carbono por la supresión de las labores mecánicas sobre el suelo.

 La Siembra Directa es la práctica agronómica más representativa de la Agricultura de Conservación -AC- en cultivos anuales, estando especialmente implantadas en cereales de invierno, cereales de primavera, leguminosas dentro de una rotación con cereales y oleaginosas (girasol).Se trata de una práctica agronómica en la que no se realizan labores; al menos el 30% de su superficie se encuentra protegida por restos vegetales, y la siembra se realiza con maquinaria habilitada para sembrar sobre los restos vegetales del cultivo anterior.

Consulta el manual de Buenas Practicas Agrarias aquí.

Se estima que el potencial de secuestro de carbono por parte de los suelos mundiales es de 2,1 billones de toneladas al año, correspondiendo a los suelos agrarios una tasa de entre 0,4 a 1,2 billones; si se aplicaran las practicas que la Agricultura de Conservación propone poner en práctica.

Consulta las Buenas Práctica Agrícolas del proyecto europeo INSPIA. Un ejemplo de proyecto para la creación de sumideros agrícolas.

Hay que tener en cuenta que el proceso de fijación de carbono, es un proceso natural muy lento, mientras que su liberación podría acelerarse debido a una gestión incorrecta, por lo que hay que tener cuidado con la estrategia a elegir ya que afectará a todos los procesos que se dan en el suelo: fotosíntesis, respiración y descomposición. Por otro lado, cambios en la cantidad y tipo de MOS modifican las características del suelo como la humedad (es decir, capacidad de retención de agua), la estabilidad agregada, características de compactación, erosionabilidad del suelo, ciclo de nutrientes, intercambio de cationes, o la capacidad de amortiguación.

Teniendo en cuenta esto último, parece ser que la mejor estrategia es la que propone la agricultura de conservación. Para demostrarlo nada mejor que llevarlo a la practica, y eso es lo que han hecho un grupo de investigadores españoles en el trabajo «Metodología para estar el impacto de no arar la tierra: el caso de cultivos anuales en España (Metodology for estimativo the Impact of no pillaje on the 4perMille iniciativa: the case of annual crops in Spain»).

En este trabajo liderado por la Dra Rafaela Ordóñez, del Área de Agricultura y Medio Ambiente del IFAPA y llevado a cabo en diferentes parcelas de diferentes regiones y encuadrado dentro del proyecto europeo LIFE Agromitiga cuyo objetivo es contribuir a la transición hacia un sistema agrario hipocarbónico; se establece una comparativa entre el uso de la agricultura convencional basada en el laboreo intensivo, con respecto a otra en la que los cultivos extensivos (cereales, girasol, legumbres, especies forrajeras) son manejados en siembra directa.

Aunque el objetivo principal de este trabajo era el de aumentar el carbono orgánico en suelo un 0,4% ajustándose a la iniciativa ‘4perMille’, los resultados que aparecen en zonas como el valle del Guadalquivir, Navarra, Aragón o Cataluña, muestran que se  podría hasta triplicar ese objetivo, demostrando la capacidad de la Agricultura de Conservación para mitigar el cambio climático, poniendo en practica su estrategia.

Durante el transcurso del estudio que finalizo en 2014, se consiguió reducir la erosión hasta en un 90% y que se incrementasen los contenidos de materia orgánica en el suelo, llegando a tener en algunos casos, tras varios años, hasta un 40% más de este elemento que los suelos manejados mediante prácticas convencionales.

La apuesta por la estrategia de siembra directa demostró aportar un beneficio paralelo: la reducción de la erosión del suelo hasta en un 95%.

«Por cada hectárea convertida al uso de la Agricultura de Conservación (AC), las emisiones de un vuelo entre Londres y Atenas son secuestradas de la atmósfera.»

Pero…¿Cuál es el verdadero potencial de la AC para secuestrar carbono?

Para contestar a esta pregunta nos remitimos al proyecto LIFE+ Agricarbon que se llevó a cabo durante 5 años en una red de fincas demostrativas en el Valle del Guadalquivir (España), en las que las practicas de la AC y AP fueron implantadas en una rotación de cultivos de secano típica de la zona (cereal, oleaginosa y leguminosa). En dichas fincas, se ha realizado un seguimiento de las emisiones de gases de efecto invernadero, del efecto sumidero del suelo, de la producción de los cultivos, de su calidad y energía asociada, del contenido de humedad y de la compactación en el suelo.

Para llevar a cabo estas políticas se están creando de forma experimental las llamadas «Carbon Farms» (Granjas de Carbono) donde mediante el aporte de grandes cantidades de Compost y vermicompost se aumenta la capacidad secuestradora de sus suelos para que el carbono retenido en ellos regule los macronutrientes y procesos metabólicos capaces de producir cosechas más grandes y saludables.

Un ejemplo es la «Marin Carbon Project» impulsada por el ecologista de la universidad Berkeley de California Whendee Silver. En su página web se puede acceder a los datos que comparten en cuanto a los resultados de la productividad de plantas después del uso de compost como fertilizante, y de la capacidad de secuestrar carbono que según los datos facilitados es de 1,5 toneladas/metro por cada media hectárea por año.

Ante la urgencia que demanda la situación, ya se están realizando proyectos para establecer marcadores que valoren el carbono secuestrado por los agricultores y compensarles por ello. Incluso una starup ya está realizando registros y pagando por las cantidades de CO2 retenidas y certificadas. Ya en trabajos recientes se han implementado herramientas digitales (software GEFSOC Soil Carbon Modelling System) para estudiar la evolución del COS a nivel nacional y regional, combinando el componente matemático de los modelos, la información geográfica existente sobre usos del suelo; y las tasas de emisiones de C o CS obtenidas por estudios científicos para diferentes manejos de suelos.

Igualmente en India la empresa Indigo Agriculture, una compañía dedicada a aprovechar la naturaleza para ayudar a los agricultores a alimentar el planeta de manera sostenible, a creado el Indigo Carbon Market, un mercado de carbono que ofrece a los agricultores un incentivo financiero para enriquecer su terreno con carbono. Según ha anunciado la propia Indigo Ag, corporaciones como Barclays, JPMorgan Chase y Shopify se han comprometido a comprar créditos de carbono agrícola que ayuden a los productores con los costos de transición, concretamente habrían acordado pagar 20$ por tonelada de dióxido de carbono (CO2), y están ofreciendo un mínimo de 10$ por crédito de carbono a los productores cerealistas; la tasa podría subir si hay una mayor demanda de créditos.

En otras partes del globo, grandes multinacionales como Bayer están cambiando su visión a largo plazo, y llevando a cabo en Brasil programas experimentales recompensando a unos 1.200 agricultores por adoptar prácticas sustentables.

¿Estamos ante un futuro mercado agrícola de bonos de carbono al estilo del ya existente para sectores industriales?. De ser así ¿cómo se implantará este sistema?. En India, la misma Indigo ag en colaboración con Grow Indigo, están intentando capturar carbono en el suelo. Las granjas elegidas de forma experimental están siendo geoetiquetadas y se monitorearán mediante sensores remotos para medir el verdadero impacto de las prácticas agrícolas regenerativas.

Esto podría tener además consecuencias comerciales ya que por ejemplo las granjas que produzcan arroz y trigo con una menor huella de carbono se etiquetarán geográficamente, de modo que sus productos puedan acceder a mercados y precios de preferencia apuntando a consumidores que quieran promover una agricultura con bajas emisiones de carbono, dice ML Jat, científico agrícola del CIMMYT, una organización internacional de mejoramiento de maíz y trigo con sede en México, que ha firmado un memorando de entendimiento con Grow Indigo. ¿Será esta una tendencia mundial?.

Cada vez se reconoce más la importancia fundamental de las comunidades microbianas en los procesos de fotosíntesis y de fijación de carbono en el suelo para la productividad de las plantas. Desafortunadamente, muchas funciones biológicas están comprometidas por prácticas agrícolas comúnmente utilizadas. Según los últimos registros, entre un 60-70% de los suelos en Europa están empobrecidos por estas prácticas.

De entre todas las prácticas, la que resulta más perjudicial para la retención de carbono por parte de los suelos, es la fertilización inorgánica o química. Globalmente a dia de hoy, se calcula que se vierten al suelo fertilizantes nitrogenados por un valor total de unos 100 billones de dólares. De esa ingente cantidad, sólo entre un 10 a un 40% es absorbido por las plantas. El resto acaba en cursos de agua, volatilizado en la atmósfera, o inmovilizado en el suelo provocando el sobre-nitrogenando los suelos e impidiendo que se fije carbono.

Efectivamente, Los suelos con un alto contenido en nitrógeno son pobres en carbono, elemento esencial que actúa como regulador de macro y micronutrientes. La alta presencia de nitrógeno inhibe la actividad microbiana y por lo tanto no se forma la manta orgánica –humus- de forma natural. El resultado es que los suelos no pueden fijar C02 que escapa a la atmósfera.

Por lo tanto aunque el nitrógeno resulta necesario para el crecimiento de las plantas, su aplicación industrial en masa tiene un coste ambiental muy grande y se hace necesario revertir este problema cuanto antes. Es por ello que la UE a través de la estrategia «De la granja a la mesa», se ha puesto como objetivo, la reducción en un 50% del uso de fertilizantes inorgánicos enriquecidos con nitrógeno de aquí al 2030.