Se necesitará innovación e inversión tecnológica para reducir a cero las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con la agricultura, según un nuevo trabajo del asociado del personal de Carnegie Lorenzo Rosa y el académico visitante Paolo Gabrielli. Sus hallazgos fueron publicados recientemente en Environmental Research Letters .
por la Institución Carnegie para la Ciencia
“En este momento, la agricultura es responsable de aproximadamente el 12% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial ”, explicó Rosa. “La agricultura no solo contribuye significativamente al cambio climático , sino que también es una de las primeras víctimas de sus consecuencias, que incluyen el calentamiento, la sequía y la alteración de los patrones de precipitación”.
Rosa y Gabrielli se propusieron analizar una variedad de tecnologías para reducir la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero que libera la agricultura para ver hasta dónde podrían llevarnos estas herramientas en el camino hacia cero emisiones. Reducir las emisiones agrícolas es particularmente difícil porque la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero provienen del metano y el óxido nitroso , los cuales tienen un potencial de calentamiento mucho mayor en escalas de tiempo cortas que el dióxido de carbono .
Los investigadores probaron la efectividad de diferentes métodos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de la actividad agrícola , incluido el uso de fuentes de energía alternativas en la granja, fertilizantes y pesticidas más sostenibles producidos con emisiones netas cero, manejo de fertilizantes, estrategias de alimentación y reproducción para reducir el ganado. emisiones de metano y técnicas alternativas de cultivo de arroz que minimizan el crecimiento de microbios productores de metano en suelos inundados
Las estrategias de descarbonización agrícola dependen en gran medida del uso de fuentes de energía libres de carbono, según Rosa y Gabrielli. Implementarlos con éxito implicaría integrar sistemas de energía renovable en las operaciones agrícolas y desarrollar métodos sostenibles para producir fertilizantes, pesticidas y otros productos químicos relevantes. La implementación de prácticas de riego inteligentes y sostenibles no solo es crucial para mejorar la sostenibilidad del agua, sino también para reducir el consumo de energía y las emisiones de metano asociadas con el cultivo de arroz.
Rosa y Gabrielli descubrieron que la tecnología podría ayudar a los agricultores a reducir la contaminación agrícola por gases de efecto invernadero hasta en un 45 %. Sin embargo, llegar a cero emisiones de carbono requerirá estrategias de eliminación de dióxido de carbono que son costosas y actualmente no están ampliamente implementadas.
Los enfoques que encontraron particularmente prometedores involucran una combinación de uso de bioenergía producida de manera sostenible y técnicas que capturan las emisiones de estas fuentes de energía en formaciones geológicas duraderas. Otra posibilidad auspiciosa fue la idea de acelerar el proceso natural de erosión de las rocas, que también elimina el dióxido de carbono de la atmósfera. Juntas, estas tecnologías podrían convertir la agricultura de un sector que deposita carbono en la atmósfera en uno que lo extrae. El estudio también analiza tecnologías novedosas que se extienden más allá de los límites de la agricultura tradicional, como la eliminación de metano y la producción de algunos alimentos sin agricultura.
Sin embargo, Rosa y Gabrielli indicaron que se necesita más investigación para que estas tácticas sean asequibles y escalables, así como para comprender sus impactos más amplios.
“Las innovaciones en riego y fertilizantes han mejorado el rendimiento global de los cultivos, pero este aumento de la producción ignora los impactos climáticos de las estrategias de las que depende”, dijo Gabrielli. “A medida que aumente el calentamiento, será cada vez más difícil producir suficientes alimentos para una población en crecimiento , y serán necesarios enfoques novedosos que tengan en cuenta la mitigación climática”.
Las prácticas agrícolas sostenibles también podrían mejorar la seguridad energética , la escasez de agua y la pérdida de biodiversidad, según Rosa y Gabrielli, quienes están comprometidos a examinar la intersección de la agricultura y el cambio climático desde todos los ángulos y a construir un plan que facilite el cambio a la red cero emisiones de la agricultura. Sin embargo, indicaron que el éxito va a requerir de un esfuerzo interdisciplinario que involucre la ciencia de las plantas, la hidrología, la ingeniería, la economía y la ciencia política.
Rosa se unió a Carnegie el año pasado como miembro del personal, un prestigioso programa diseñado para brindar a los jóvenes científicos la libertad y la independencia para realizar investigaciones audaces y no convencionales. Su programa de investigación general tiene como objetivo comprender los desafíos agrícolas que plantea el cambio climático y evaluar varias formas de mejorar la sostenibilidad agrícola. Durante su mandato en Carnegie, sus esfuerzos incluyeron análisis de estrategias de riego, técnicas de retención de humedad del suelo y necesidades de almacenamiento de agua, así como la evaluación de soluciones para reducir la huella de carbono de la producción de fertilizantes.
Más información: Lorenzo Rosa et al, Lograr cero emisiones netas en la agricultura: una revisión, Environmental Research Letters (2023). DOI: 10.1088/1748-9326/acd5e8
