La agricultura produce una enorme cantidad de residuos agrícolas, como paja, cáscaras y tallos, cada temporada de crecimiento.
por la Academia China de Ciencias
Desafortunadamente, los métodos habituales de eliminación —quema, arado para reincorporar los residuos a los campos, su uso como alimento para animales e incluso el compostaje— liberan gases de efecto invernadero (GEI) como metano (CH₄ ) , óxido nitroso (N₂O ) y dióxido de carbono (CO₂ ) , lo que contribuye al cambio climático y a riesgos a largo plazo para la seguridad alimentaria.
Por el contrario, el biocarbón , un material similar al carbón vegetal que se obtiene calentando residuos agrícolas en condiciones de poco oxígeno (pirólisis), ofrece una alternativa prometedora y ecológica, según un nuevo estudio realizado por científicos chinos.
El equipo, dirigido por los profesores Yan Xiaoyuan y Xia Longlong del Instituto de Ciencias del Suelo de la Academia China de Ciencias, demostró que el biocarbón puede aportar beneficios duraderos para la seguridad alimentaria y la mitigación del cambio climático cuando se aplica a tierras agrícolas a largo plazo. En particular, el estudio demostró que las aplicaciones anuales repetidas no solo mantienen, sino que también amplifican, los efectos positivos del biocarbón en el rendimiento de los cultivos, la salud del suelo y la reducción de GEI.
En este estudio, los investigadores analizaron registros de experimentos de campo de alta calidad de 438 estudios, incluyendo datos anuales consecutivos de 29 experimentos de campo a largo plazo. Los resultados, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences , demuestran que la aplicación anual de biocarbón durante cuatro años o más aumentó el rendimiento global de los cultivos en un promedio del 10,8 %, redujo las emisiones de CH₄ en un 13,5 % y las de N₂O en un 21,4 %, y elevó el contenido de carbono orgánico del suelo (COS) en un 52,5 %.
Si bien la aplicación única de biocarbón mostró efectos debilitados con el tiempo debido al efecto del envejecimiento, el estudio demostró que seguía siendo beneficiosa, con rendimientos continuos y aumento del SOC, y una mitigación continua de CH4 y N2O , aunque con una tendencia al debilitamiento.
«Nos preguntamos qué tan significativo podría ser el potencial del biocarbón para el secuestro de carbono y la reducción de emisiones en las tierras agrícolas de todo el mundo en su aplicación a largo plazo», dijo YANG Jingrui, primer autor del estudio y estudiante de doctorado del ISSCAS.
Basándose en las prácticas actuales de gestión de paja y biocarbón, los investigadores estimaron que convertir el 70% de la paja en biocarbón para campos agrícolas podría aumentar el rendimiento mundial de granos en 190 millones de toneladas al año y mejorar el potencial de eliminación de dióxido de carbono (CDR) en 2,01 Pg de CO 2 -eq al año, aproximadamente el 30% del rendimiento anual promedio de granos de China entre 2018 y 2021.
Después de contabilizar las emisiones de GEI de la producción de biocarbón (0,25 toneladas de CO2 por tonelada de biocarbón), el potencial neto de CDR todavía fue 1,84 Pg de CO2 -eq por año, compensando aproximadamente el 4,6% de las emisiones globales de CO2 de combustibles fósiles .
Los hallazgos sugieren que la implementación estratégica de biocarbón a intervalos de varios años o con periodos de descanso entre aplicaciones anuales podría mantener sus beneficios de forma rentable y minimizar los riesgos. Ampliar los experimentos de campo y los ensayos comparativos en diferentes tipos de suelo, climas y sistemas de cultivo es crucial para perfeccionar las estrategias de aplicación, especialmente para determinar las frecuencias y dosis óptimas.
Si bien la aplicación periódica de biocarbón adaptada a las condiciones locales puede reducir costos y garantizar ventajas a largo plazo, la carga económica inicial puede disuadir a los agricultores reacios a correr riesgos.
«Dado que es poco probable que los agricultores aumenten los costos de los insumos a menos que exista una sólida evidencia de que es rentable, los ensayos de demostración a gran escala en las principales regiones productoras de granos, como la llanura del norte de China y el cinturón de maíz de EE. UU., son esenciales para demostrar los beneficios económicos y ambientales», afirmó el profesor Yan.
Un análisis de costo-beneficio realizado por el equipo mostró que el aumento de los rendimientos y la reducción de las emisiones de GEI podrían compensar alrededor del 81% de los costos de adquisición de biocarbón, con mayores ganancias posibles cuando se considera la reducción de la pérdida de nitrógeno. Los investigadores sostienen que los subsidios respaldados por el gobierno y las políticas de apoyo serán cruciales para ampliar la adopción de biocarbón y aprovechar su potencial global para la agricultura sostenible y la mitigación del clima.
Más información: Jingrui Yang et al., Beneficios sostenidos de la aplicación de biocarbón a largo plazo para la seguridad alimentaria y la mitigación del cambio climático, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2509237122
