Un estudio dirigido por investigadores del Agroecosystem Sustainability Center (ASC) de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign cuantifica los beneficios del carbono orgánico del suelo (SOC) de los cultivos de cobertura en rotaciones de maíz y soja en los agroecosistemas del medio oeste de EE. UU.
por April Wendling, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
El estudio, publicado en Global Change Biology , utilizó ecosys, un modelo de ecosistema avanzado basado en procesos, para evaluar los impactos de los cultivos de cobertura de invierno en la acumulación de COS en diferentes condiciones ambientales y de gestión. Al comprender cómo se pueden lograr y optimizar los beneficios del SOC, los agricultores y los formuladores de políticas podrán promulgar prácticas de gestión que respalden campos fértiles que también secuestran dióxido de carbono atmosférico (CO 2 ) en el suelo.
Se ha descubierto que los cultivos de cobertura son efectivos para aumentar el carbono orgánico del suelo al secuestrar el CO 2 atmosférico en el suelo y, por lo tanto, tienen un gran potencial para mitigar el cambio climático. Un método accesible para medir los beneficios del SOC ayudaría a los agricultores, las agencias gubernamentales y las industrias a implementar prácticas de cultivo de cobertura climáticamente inteligentes. Sin embargo, todavía no se dispone de un método preciso y rentable para cuantificar los beneficios del SOC.
Para ayudar a abordar esta necesidad, los investigadores de ASC están adoptando un enfoque de modelado de ecosistemas. Su estudio reveló que el cultivo de cultivos de cobertura puede aumentar el SOC en un promedio de 0,33 megagramos de carbono por hectárea por año (lo que equivale a 0,54 toneladas de dióxido de carbono atmosférico por acre por año) en Illinois, y que los beneficios del SOC se pueden mejorar aumentando biomasa de cultivos de cobertura. El modelo ecosys no solo ayuda a cuantificar los beneficios del SOC de los cultivos de cobertura, sino que también mejora la comprensión científica de los factores ambientales que controlan los beneficios del SOC, incluidas las condiciones del suelo, el clima y las especies de cultivos de cobertura.
Conectándose con el trabajo anterior del equipo, los investigadores también encontraron que existe una compensación entre los beneficios del COS de los cultivos de cobertura y el rendimiento de los cultivos comerciales. Específicamente, si los cultivos de cobertura tienen ventanas de crecimiento más grandes, producen una biomasa más grande y, por lo tanto, tienen mayores beneficios de SOC. Sin embargo, bajo estas circunstancias, existe un mayor riesgo de que el rendimiento de los cultivos comerciales se reduzca debido a la competencia con los cultivos de cobertura por los recursos y nutrientes, incluidos el agua, el nitrógeno y el oxígeno en el suelo; el trabajo ha sido confirmado por un estudio empírico reciente que involucra a miembros de ASC. Diferentes líneas de trabajo enfatizan colectivamente la necesidad de un manejo cuidadoso de los cultivos de cobertura para evitar riesgos potenciales.
El modelado mecanicista integral podría ayudar a resolver este problema de compensación al simular el crecimiento del cultivo de cobertura en diferentes condiciones. En los campos del medio oeste de EE. UU., las prácticas de manejo, como la selección de tipos de cultivos de cobertura específicos y la regulación de su ventana de crecimiento, son los principales factores de control de los beneficios del SOC. A través de la simulación, el enfoque de modelado podría ayudar a elegir prácticas de gestión óptimas que maximicen los beneficios del SOC sin comprometer el rendimiento de los cultivos.
«Nuestro estudio demostró que el modelo ecosys, con una validación rigurosa utilizando datos de experimentos de campo, puede ser una herramienta eficaz para guiar el manejo adaptativo de los cultivos de cobertura y cuantificar los beneficios del COS de los cultivos de cobertura», dijo Ziqi Qin, autor principal de la publicación y graduado estudiante del Departamento de Recursos Naturales y Ciencias Ambientales (NRES) de la U de I. «Esto proporciona herramientas prácticas y conocimientos para que los profesionales manejen mejor los cultivos de cobertura y para que los formuladores de políticas diseñen mejor las políticas agrícolas».
Además de los beneficios del SOC, los investigadores también encontraron que los cultivos de cobertura podrían beneficiar el entorno del suelo de otras maneras. Las simulaciones de ecosys indicaron que la cantidad de carbono almacenado en microbios en el suelo aumentó cuando había cultivos de cobertura presentes. Este hallazgo es consistente con estudios empíricos previos que han encontrado una mayor fertilidad del suelo cuando se usan cultivos de cobertura.
«Las prácticas óptimas para manejar los cultivos de cobertura varían para cada campo», dijo el director fundador de ASC, Kaiyu Guan, profesor asociado de NRES y también líder del proyecto en el estudio recientemente publicado. «Nuestro trabajo identificó la compensación entre cultivos de cobertura y cultivos comerciales, lo que demuestra aún más la necesidad de desarrollar una guía de gestión y asistencia técnica para los agricultores para aprovechar mejor los cultivos de cobertura y al mismo tiempo mantener el rendimiento de los cultivos comerciales».
Más información: Ziqi Qin et al, Evaluación de los impactos a largo plazo de los cultivos de cobertura en el carbono orgánico del suelo en los agroecosistemas del medio oeste de EE. UU., Global Change Biology (2023). DOI: 10.1111/gcb.16632
