Secuestro de carbono del suelo – Un enfoque para mitigar el cambio climático

El dióxido de carbono es el principal gas del efecto invernadero. La concentración de dióxido de carbono atmosférico ha aumentado en los últimos años, causando un efecto invernadero más fuerte y el calentamiento global. El carbono se almacena en la atmósfera, la vegetación, los animales y en el suelo. De todos los reservorios de carbono, el suelo es lo más grande, con más carbono que los otros tres reservorios combinados. Existe la oportunidad de mitigar el cambio climático a través de mejores prácticas agrícolas para almacenar más carbono en el suelo. El contenido de carbono del suelo se puede aumentar ya sea aumentando los aportes de carbono, disminuyendo las emisiones, o una combinación de ambos.

El proceso en el que el CO₂  atmosférico se elimina de la atmósfera y se almacena como carbono del suelo se conoce como «secuestro de carbono». La degradación de los suelos debido a la actividad agrícola y un manejo inadecuado de los suelos dio lugar a la liberación de aproximadamente 78 Gt del carbono original del suelo a la atmósfera. Esto es principalmente el resultado de una mayor descomposición de la materia orgánica debido a la labranza, la reducción de las cantidades de residuos vegetales que se devuelven al suelo y la erosión del suelo.

Intercambio de carbono entre el suelo y la atmósfera

El dióxido de carbono se intercambia continuamente entre el suelo y la atmósfera. El CO₂ atmosférico se fija mediante la fotosíntesis, en la que las plantas absorben el CO­­₂ atmosférico y lo convierten en azúcares. Parte del CO₂ absorbido  se devuelve a la atmósfera como resultado del proceso de respiración de la raíz.  Cuando las plantas y los animales mueren, el carbono se agrega al suelo. Sin embargo, la descomposición de la materia orgánica (incluso por bacterias) también libera CO₂ a la atmósfera. Las condiciones ambientales como la lluvia, la temperatura, los niveles de oxígeno del suelo y la humedad afectan la tasa de descomposición de la materia orgánica. Las condiciones cálidas y húmedas favorecen una mayor tasa de descomposición, mientras que la tasa de descomposición en condiciones frías y secas es más lenta. Los niveles más altos de oxígeno aumentan la actividad microbiana y, por lo tanto, la tasa de descomposición.

Almacenamiento de carbono en el suelo

El carbono se almacena en el suelo principalmente en materia orgánica y se conoce como carbono orgánico del suelo (SOC). Dado que la materia orgánica contiene aproximadamente un 60% de carbono, un factor de 1,72 se utiliza comúnmente para convertir la materia orgánica del suelo (MO) en carbono orgánico (COS), así que MO = 1,72 x COS.

El carbono inorgánico del suelo (CIS) es predominante en suelos áridos y semiáridos. Está presente en varias formas conocidas como el sistema de ácido carbónico, que consiste en CO₂ en la fase gaseosa, ácido carbónico disuelto H₂CO₃, bicarbonato HCO₃^–, carbonato CO₃^2- y carbonatos de calcio y magnesio en la fase sólida. La formación de carbonatos de calcio depende principalmente del pH del suelo, la temperatura, la concentración de CO₂ en el suelo y el contenido de calcio del suelo. Se puede describir mediante las siguientes ecuaciones:

CO₂ + H₂O ßà HCO ₃^– + H⁺

Ca²⁺ + 2HCO₃^–ßà   CaCO₃ + H₂O + CO₂

Los cambios en el carbono inorgánico son lentos. Por lo tanto, la mayoría de los esfuerzos para mejorar los secuestros de carbono del suelo se centran en el carbono orgánico del suelo.

Prácticas agrícolas alternativas para mejorar el secuestro de carbono

Las prácticas agrícolas alternativas pueden reducir las emisiones de carbono del suelo y mejorar el secuestro de carbono. Tales prácticas incluyen la adición de enmiendas orgánicas al suelo (compost), la implementación de métodos de labranza reducida, la optimización de fertilizantes, la siembra de cultivos de cobertura, la implementación de la rotación de cultivos, el manejo del pastoreo, etc.

La adición de enmiendas orgánicas, como el compost y el estiércol, es una de las prácticas con mayor potencial para aumentar el secuestro de carbono. La mayor parte de la materia orgánica en estas enmiendas orgánicas ya está descompuesta y, por lo tanto, una gran parte del carbono agregado se almacena en el suelo y no se pierde debido a la descomposición por bacterias. Algunos modelos sugieren que el 9-14% del carbono agregado con compost permanecerá en el suelo aún después de 100 años.

Un aumento en el contenido de carbono del suelo tiene beneficios adicionales: mejora la estructura del suelo, su capacidad de retención de agua y de nutrientes, aumenta la actividad biológica en el suelo y puede aliviar el efecto negativo de los contaminantes.

Preparación de compost

Además, el compost puede suministrar algunas de las demandas de nitrógeno del cultivo y también parte del fósforo, potasio y micronutrientes. Sustituyendo la necesidad de algunos de los fertilizantes minerales puede ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero resultantes del proceso de fabricación de los fertilizantes. La huella global total de fertilizantes es de aproximadamente 0,6 Gt CO₂eq/año. Mejorando la eficiencia del uso de fertilizantes en un 25%, puede disminuir las emisiones globales de carbono en 150 millones de toneladas anuales.

Como parte del esfuerzo para mitigar el cambio climático, la Comisión Europea ha establecido un objetivo de un 25% de tierras agrícolas bajo agricultura orgánica para 2030. Una de las formas de lograrlo es mediante la adopción de plataformas, como yieldsApp, que utilizan inteligencia artificial para mejorar la salud del suelo.

Labranza reducida: la labranza rompe los agregados del suelo, liberando CO₂ a la atmósfera y haciendo que el suelo sea susceptible a la erosión. Por lo tanto, la labranza reducida puede disminuir las pérdidas de carbono del suelo.

Los cultivos de cobertura generalmente se plantan después de la cosecha y antes de plantar el siguiente cultivo. Como cualquier otra planta, extraen CO₂ de la atmósfera, y sus residuos contribuyen al carbono del suelo. Sin embargo, no está claro cuánto tiempo permanece el carbono en el suelo, debido a que la descomposición por bacterias libera CO₂ a la atmósfera. Las condiciones ambientales y otras prácticas agrícolas determinarán cuánto tiempo permanecerá en el suelo. Tales condiciones incluyen, por ejemplo, una buena agregación del suelo, que puede ayudar a proteger el carbono agregado de las bacterias y las condiciones climáticas frías que ralentizan la actividad microbiana.

Manejo adecuado de fertilizantes: la aplicación de fertilizantes de acuerdo con las necesidades del cultivo y los resultados del análisis de suelo puede evitar pérdidas de nutrientes o exceso de fertilización, y mejorar el crecimiento del cultivo. Esto puede reducir las emisiones de carbono resultando del proceso de fabricación de los fertilizantes y aumentar el secuestro de carbono, como resultado de una fotosíntesis mejorada.