Miscanthus y pasto varilla aumentaron las reservas de carbono orgánico en cuatro de siete sitios, aunque todavía permanecen por debajo de las praderas nativas
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
La sustitución de sistemas anuales de maíz y soja por pastos perennes destinados a bioenergía puede comenzar a recuperar parte del carbono orgánico perdido por los suelos agrícolas del Medio Oeste de Estados Unidos. Una investigación realizada en Illinois detectó aumentos durante los primeros cinco años de seguimiento en cuatro de siete sitios experimentales.
El estudio, desarrollado por el Centro para la Innovación Avanzada en Bioenergía y Bioproductos y publicado en la revista Geoderma, comparó parcelas de miscanthus y pasto varilla con cultivos anuales de maíz y remanentes de pradera de pastos altos.
Los resultados muestran una recuperación parcial, no un retorno completo a las condiciones anteriores a la agricultura. Los suelos de pradera conservaron las mayores reservas de carbono hasta un metro de profundidad, mientras que los terrenos bajo maíz presentaron los valores más bajos.
Dos siglos de agricultura redujeron las reservas del suelo
Cerca de dos siglos de agricultura basada en maíz redujeron aproximadamente a la mitad las existencias de carbono orgánico del suelo en comparación con las praderas nativas del Medio Oeste estadounidense. La conversión del ecosistema original implicó cambios continuos en la vegetación, las raíces, la labranza y el manejo de los residuos.
El carbono orgánico procede principalmente de restos vegetales, raíces, microorganismos y otros materiales en distintos grados de descomposición. Su presencia influye sobre la estructura, la fertilidad, la retención de agua y la actividad biológica del suelo.
La pérdida ocurre cuando las salidas de carbono superan los aportes de nueva materia orgánica. La perturbación frecuente del terreno puede acelerar la descomposición y facilitar que parte del carbono almacenado termine liberándose a la atmósfera como dióxido de carbono.
Las estrategias para revertir esta tendencia incluyen rotaciones, reducción de la labranza y mayor diversidad vegetal. Estudios anteriores han mostrado que distintos cultivos de cobertura aportan formas diferentes de carbono, algunas de circulación rápida y otras asociadas con minerales durante periodos más prolongados.
El análisis alcanzó un metro de profundidad
El equipo encabezado por Ilsa B. Kantola cuantificó las reservas de carbono orgánico hasta una profundidad de un metro. Para realizar comparaciones consistentes entre terrenos, los cálculos se efectuaron sobre una base de masa de suelo equivalente.
La investigación abarcó siete sistemas perennes establecidos sobre antiguos campos de maíz y soja en Illinois. Las parcelas, con menos de 11 años desde su implantación, incluían miscanthus y pasto varilla, también conocido como switchgrass.
Los investigadores compararon estos sistemas con cultivos anuales basados en maíz y con remanentes de pradera nativa. Posteriormente midieron el cambio acumulado durante cinco años en las parcelas perennes maduras.
Este seguimiento resultaba necesario porque las modificaciones del carbono total pueden tardar varios años en distinguirse de la variabilidad natural del suelo. Las mediciones superficiales o realizadas durante las primeras temporadas no siempre permiten conocer si un nuevo sistema realmente incrementa las reservas.
Las praderas conservaron las mayores reservas de carbono
Los remanentes de pradera registraron, en promedio, 146 megagramos de carbono por hectárea hasta un metro de profundidad. Un megagramo equivale a una tonelada métrica, por lo que esta cifra representa aproximadamente 146 toneladas de carbono por hectárea.
Los suelos cultivados con miscanthus alcanzaron un promedio de 107 toneladas por hectárea, mientras que los establecidos con pasto varilla registraron 97,9 toneladas. Los sistemas basados en maíz presentaron 87,7 toneladas por hectárea.
Las diferencias indican que los pastos perennes habían recuperado una fracción del déficit acumulado, pero seguían lejos del nivel conservado por la vegetación nativa. El miscanthus mostró un promedio superior al del pasto varilla, aunque ambos superaron al sistema anual de maíz.
Los valores no deben interpretarse como una tasa universal aplicable a cualquier explotación. La cantidad almacenada depende del suelo inicial, el clima, la historia de manejo, la especie implantada y el tiempo transcurrido desde la conversión.
Los isótopos identificaron el carbono aportado por los pastos
Para determinar el origen del carbono nuevo, el equipo analizó la proporción del isótopo estable carbono-13 en las capas superficiales. Esta señal permite distinguir parte del material aportado por diferentes tipos de vegetación.
El análisis confirmó que los incrementos observados procedían del miscanthus y del pasto varilla. La evidencia descartó que el aumento correspondiera únicamente a carbono heredado del cultivo anterior o a variaciones casuales entre los muestreos.
Los pastos perennes mantienen raíces activas durante varios años y destinan una proporción importante de su biomasa al subsuelo. La renovación de raíces, la liberación de compuestos y la actividad microbiana incorporan carbono incluso cuando la biomasa aérea se cosecha.
Esta dinámica explica por qué el suelo puede ganar carbono sin que toda la producción vegetal permanezca en el campo. El estudio detectó recuperación aun bajo cosecha anual de la biomasa destinada a usos energéticos.
Cuatro sitios acumularon carbono durante cinco años
Las reservas aumentaron en cuatro de los siete sitios durante los primeros cinco años evaluados bajo cultivos perennes maduros. La respuesta desigual demuestra que la conversión no produce automáticamente la misma ganancia en todos los terrenos.
Algunos suelos pueden responder con rapidez, mientras que otros requieren más tiempo o presentan condiciones que limitan la acumulación. El contenido inicial también influye: un terreno muy empobrecido dispone de un déficit mayor, pero no necesariamente posee la misma capacidad para estabilizar el carbono añadido.
La textura, la mineralogía, el drenaje y la productividad de las plantas pueden modificar cuánto material ingresa al suelo y qué proporción permanece almacenada. Por ello, las decisiones sobre manejo deben adaptarse a cada zona productiva.
La experiencia coincide con análisis que identifican al tipo de cultivo, la labranza y las enmiendas como factores determinantes. En diferentes regiones de Europa, los cultivos intercalados y las prácticas sostenibles aumentaron las reservas de carbono, aunque con respuestas distintas según el clima y el suelo.
El carbono mejora funciones productivas del terreno
Recuperar carbono orgánico no solo tiene implicaciones climáticas. La materia orgánica ayuda a formar agregados, mejora la infiltración y puede incrementar la capacidad del terreno para retener agua y nutrientes.
Estas propiedades adquieren importancia durante sequías, lluvias intensas y otros episodios capaces de reducir la estabilidad productiva. Un suelo con mejor estructura suele ofrecer mayor espacio para las raíces y menor vulnerabilidad a la erosión.
Los beneficios, sin embargo, deben evaluarse junto con la productividad, los costos de implantación y la disponibilidad de mercados para la biomasa. Convertir un campo de maíz o soja en un cultivo perenne representa una decisión de varios años y requiere una cadena capaz de utilizar la cosecha.
Las comparaciones entre prácticas agrícolas también revelan compensaciones. Un análisis global sobre cultivos de cobertura, rendimiento y secuestro de carbono concluyó que las medidas con mayor beneficio climático no siempre producen simultáneamente el mejor resultado productivo.
Los sistemas perennes complementan otras prácticas
El trabajo no plantea reemplazar toda la producción anual del Medio Oeste. Los pastos bioenergéticos podrían resultar especialmente útiles en terrenos donde la producción de cultivos anuales es menos rentable, existe riesgo de erosión o se busca diversificar el uso agrícola.
También pueden combinarse territorialmente con rotaciones de cultivos, conservación de remanentes naturales y reducción de perturbaciones. Cada estrategia actúa sobre mecanismos diferentes de entrada, transformación y pérdida de materia orgánica.
Las investigaciones económicas muestran que ciertas rotaciones pueden proteger el carbono y mejorar las ganancias a largo plazo, aunque los beneficios requieren continuidad y pueden tardar décadas en consolidarse.
Los pastos perennes ofrecen una vía adicional al mantener cobertura y raíces durante varios años. Su cosecha anual permite retirar biomasa mientras una parte del carbono fijado por las plantas continúa ingresando al subsuelo.
La pradera nativa sigue siendo el principal punto de referencia
La diferencia entre las 146 toneladas por hectárea de la pradera y las 107 del miscanthus muestra la magnitud del carbono perdido desde la conversión agrícola. Incluso el sistema perenne con mayor promedio recuperó solo una parte de esa brecha.
Conservar los remanentes de pradera sigue siendo distinto de restaurar campos ya cultivados. Los ecosistemas nativos almacenaron carbono durante largos periodos y poseen una diversidad vegetal, una estructura radicular y una historia sin labranza que no pueden reproducirse inmediatamente con una sola especie.
El aporte del nuevo estudio consiste en demostrar que la recuperación puede comenzar dentro de sistemas productivos y continuar pese a la cosecha anual. El seguimiento prolongado permitirá determinar cuánto carbono adicional pueden acumular los cultivos, a qué profundidad y durante cuántos años.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Geoderma
