Cuando se trata de agregar carbono al suelo, no todos los cultivos de cobertura funcionan de la misma manera, según un equipo de investigadores cuyo nuevo estudio reveló la disparidad por primera vez.
por Jeff Mulhollem, Universidad Estatal de Pensilvania
La investigación, una colaboración entre las universidades de Penn State, Clemson y Cornell, puede conducir a formas de secuestrar más carbono en los suelos agrícolas , según el coautor del estudio Jason Kaye, distinguido profesor de biogeoquímica del suelo en la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State. Los suelos agrícolas comprenden alrededor de un tercio de la superficie terrestre mundial, y los suelos son la mayor reserva de carbono en la Tierra.
Con la ayuda de plantas y microbios, los suelos pueden extraer carbono de la atmósfera y atraparlo en el suelo, lo que ayuda a mitigar el cambio climático , explicó Kaye, cuyo grupo de investigación ha estado experimentando con cultivos de cobertura durante dos décadas. Al mismo tiempo, agregó, el carbono del suelo es crucial para apoyar el crecimiento de las plantas porque ayuda a crear suelos más saludables y fértiles.
“Creo que estamos en un punto crucial a nivel nacional en el que estamos pensando en secuestrar carbono en los suelos agrícolas y nos preguntamos si los cultivos de cobertura pueden ser una herramienta clave para hacerlo”, dijo. “Hay muchas preguntas sobre cuánto carbono podría almacenarse y qué tipos de carbono. Por lo tanto, esta investigación tiene implicaciones realmente notables”.
Para llegar a sus conclusiones, los investigadores tomaron muestras de suelos bajo monocultivos (un solo cultivo en un área determinada) de cultivos de cobertura pertenecientes a tres tipos funcionales de plantas: una leguminosa (trébol carmesí), una gramínea (triticale, un cruce entre trigo y centeno), y una brassica (canola), así como una mezcla de estas tres especies. Las parcelas formaban parte de un experimento de cultivos de cobertura a largo plazo en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de Penn State en el centro de Pensilvania.
Los investigadores midieron dos tipos de carbono del suelo: materia orgánica en partículas y materia orgánica asociada a minerales. El primero es el carbono que proviene principalmente del material vegetal que cae al suelo y se descompone en pequeñas partículas; el último es el carbono que se une física o químicamente con los minerales del suelo, como la arcilla. Ambos procesos involucran bacterias y hongos en el suelo.
Antes de esta investigación, la relación entre los dos tipos de carbono del suelo y los cultivos de cobertura no se entendía bien, dijeron los investigadores. La materia orgánica particulada es una forma de carbono del suelo de vida relativamente corta, a menudo descompuesta por los microbios del suelo en cuestión de unos pocos años. Aunque esto significa que no representa una forma de secuestro de carbono a largo plazo, la descomposición y el ciclo de la materia orgánica particulada ayuda a mantener el crecimiento de las plantas.
Por otro lado, la materia orgánica asociada a minerales es una forma más persistente de carbono del suelo que puede permanecer en el suelo durante décadas o incluso siglos. Aumentar la cantidad de ese tipo de carbono del suelo puede ayudar a mantener el carbono fuera de la atmósfera durante períodos de tiempo más prolongados.
Los investigadores publicaron recientemente sus hallazgos en Global Change Biology , informando que el contenido de carbono orgánico del suelo fue mayor en todos los tratamientos de cultivos de cobertura que en las parcelas en barbecho. En comparación con las leguminosas, los suelos bajo monocultivos de gramíneas y brasicáceas tenían una mayor proporción de carbono derivado de plantas en materia orgánica particulada. En contraste, los suelos con leguminosas tuvieron una mayor acumulación de carbono derivado de microbios en materia orgánica asociada a minerales.
Los resultados del estudio revelaron, por primera vez, que la mezcla de cultivos de cobertura contribuyó a una mayor concentración de compuestos derivados de plantas en materia orgánica particulada , explicó Ziliang Zhang, quien encabezó el estudio. Como becario postdoctoral en el Departamento de Plantas y Ciencias Ambientales de la Universidad de Clemson cuando se llevó a cabo la investigación, realizó la gran cantidad de análisis de datos y suelos involucrados en el estudio.
“En términos del ciclo global del carbono, comprender cómo el carbono de las plantas llega a los suelos y cuánto tiempo permanece allí es un gran problema”, dijo. “Este estudio avanza nuestra comprensión fundamental de cómo podemos gestionar el ciclo global del carbono. Nuestro descubrimiento de que las diferentes especies de plantas tienden a crear diferentes tipos de carbono, que creemos que tienen diferentes vidas en el suelo, es significativo”.
Identificar formas de generar carbono en el suelo se ha convertido en una importante prioridad de investigación para la sostenibilidad climática y la seguridad alimentaria, señaló Kaye, al tiempo que aumenta la capacidad de los suelos para apoyar la producción agrícola.
“Nuestros hallazgos demuestran que incluir una diversidad de tipos de cultivos en las granjas es clave para aumentar el carbono del suelo tanto a corto como a largo plazo “, dijo. “Esta investigación brinda a los agricultores un ejemplo de cómo pueden construir suelos fértiles y amigables con el clima. Y los científicos deben identificar estrategias en torno a este concepto que logren un equilibrio entre ayudar a las plantas a crecer a corto plazo y retener el carbono a largo plazo. .”
Más información: Ziliang Zhang et al, Los tipos funcionales de cultivos de cobertura alteran diferencialmente el contenido y la composición del carbono orgánico del suelo en fracciones asociadas a partículas y minerales,
Global Change Biology (2022). DOI: 10.1111/gcb.16296
