Un estudio dirigido por investigadores del Centro de Sostenibilidad de Agroecosistemas (ASC) de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign cuantifica los beneficios del carbono orgánico del suelo (COS) de los cultivos de cobertura en rotaciones de maíz y soja en los agroecosistemas del medio oeste de Estados Unidos.
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 invernal en la acumulación de COS en diferentes condiciones ambientales y de gestión. Al comprender cómo se pueden lograr y optimizar los beneficios del COS, los agricultores y los formuladores de políticas podrán implementar prácticas de gestión que apoyen los campos fértiles y que también capturen dióxido de carbono (CO 2 ) atmosférico en el suelo .
Se ha descubierto que los cultivos de cobertura son eficaces 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 COS ayudaría a los agricultores, las agencias gubernamentales y las industrias a implementar prácticas de cultivos de cobertura climáticamente inteligentes. Sin embargo, todavía no se dispone en gran medida de un método preciso y rentable para cuantificar los beneficios del COS.
Para ayudar a abordar esta necesidad, los investigadores del ASC están adoptando un enfoque de modelado de ecosistemas. Su estudio reveló que el cultivo de cultivos de cobertura puede aumentar el COS 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 COS se pueden mejorar aumentando biomasa de cultivos de cobertura. El modelo ecosys no solo ayuda a cuantificar los beneficios del COS de los cultivos de cobertura, sino que también mejora la comprensión científica de los factores ambientales que controlan los beneficios del COS, incluidas las condiciones del suelo, el clima y las especies de cultivos de cobertura.
En conexión con el trabajo anterior del equipo, los investigadores también descubrieron que existe una compensación entre los beneficios de 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, producirán mayor biomasa y, por lo tanto, tendrán mayores beneficios de COS. Sin embargo, en 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 del suelo; El trabajo ha sido confirmado por un estudio empírico reciente en el que participaron miembros del ASC. Diferentes líneas de trabajo enfatizan colectivamente la necesidad de un manejo cuidadoso de los cultivos de cobertura para evitar riesgos potenciales.
Un modelo mecanicista integral podría ayudar a resolver este problema de compensación simulando el crecimiento de cultivos de cobertura en diferentes condiciones. En los campos del Medio Oeste de EE. UU., las prácticas de gestión, como la selección de tipos de cultivos de cobertura específicos y la regulación de su ventana de crecimiento, son factores de control importantes de sus beneficios de COS. A través de la simulación, el enfoque de modelado podría ayudar a elegir prácticas de gestión óptimas que maximicen los beneficios del COS 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 efectiva 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 of I. «Esto proporciona herramientas prácticas y conocimientos para que los profesionales gestionen mejor los cultivos de cobertura y para que los responsables de la formulación de políticas diseñen mejor las políticas agrícolas».
Además de los beneficios del COS, los investigadores también descubrieron que los cultivos de cobertura podrían beneficiar el medio ambiente del suelo de otras maneras. Las simulaciones de Ecosys indicaron que la cantidad de carbono almacenado en los microbios del suelo aumentaba cuando había cultivos de cobertura presentes. Este hallazgo es consistente con estudios empíricos previos que han encontrado una mayor fertilidad del suelo cuando se utilizan cultivos de cobertura.
«Las prácticas óptimas para gestionar 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 orientación de gestión y asistencia técnica a 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 sobre el carbono orgánico del suelo en los agroecosistemas centrales del Medio Oeste de EE. UU., Global Change Biology (2023). DOI: 10.1111/gcb.16632
