por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Un equipo de científicos del Instituto de Ecología Aplicada de la Academia China de Ciencias ha desarrollado un nuevo método para cuantificar con mayor precisión las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes del cultivo en invernaderos a gran escala, abordando así un desafío de larga data en el monitoreo del costo ambiental de la agricultura protegida.
El estudio, publicado en Science of the Total Environment , presenta el método de cámara estática de todo el invernadero, una técnica que supera las limitaciones clave de las estrategias de monitoreo tradicionales al tratar todo el invernadero como una única unidad de medición sellada.
En las últimas tres décadas, la agricultura de invernadero se ha expandido drásticamente, alcanzando una cobertura global de 1,3 millones de hectáreas en 2019. Solo China representa más del 60 % de esta superficie. Estas estructuras cerradas, generalmente hechas de películas plásticas, permiten la producción de cultivos fuera de temporada o de alto valor, pero también requieren riego y fertilización intensivos, que se sabe que aumentan las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) y óxido nitroso (N₂O), dos potentes gases de efecto invernadero.
Sin embargo, cuantificar con precisión estas emisiones ha sido difícil. Las técnicas convencionales, como los métodos de cámaras estáticas pequeñas, tienen dificultades para proporcionar datos de representatividad espacial, lo que dificulta la captura de las características heterogéneas de las emisiones del suelo. Por otro lado, los métodos micrometeorológicos se ven obstaculizados por la estructura ondulada de la superficie de los invernaderos y los patrones de ventilación discontinuos.
Para superar las limitaciones de las técnicas tradicionales, el equipo de investigación desarrolló de forma innovadora el método de cámara estática de invernadero completo. Este enfoque considera todo el invernadero como un entorno estático cerrado, estimando indirectamente las tasas de emisión mediante el monitoreo de la acumulación de concentraciones de gases durante el período nocturno sellado.
El método, probado en campo en un invernadero comercial de hortalizas en Weifang, provincia de Shandong, consiste en sellar el invernadero entre las 18:00 y las 24:00, tiempo durante el cual se detiene la fotosíntesis y se acumulan gases de efecto invernadero. Mediante el seguimiento de las concentraciones de CO₂ y N₂O durante este período, los investigadores pudieron calcular indirectamente la respiración del ecosistema (Re) y los flujos de N₂O con alta precisión.
Los investigadores observaron que las emisiones de metano (CH₄) eran insignificantes, mientras que las de CO₂ y N₂O eran sustanciales. Cabe destacar que, dado que la fotosíntesis de las plantas compensa una parte del Re mediante la absorción de CO₂ durante el día, el N₂O se constituyó en el principal gas de efecto invernadero directo en estos sistemas. En 15 invernaderos, el equipo estimó emisiones promedio anualizadas de 17,8 ± 8,0 megagramos de carbono por hectárea al año (Mg C ha⁻¹ año⁻¹) para la respiración y 21,3 ± 19,7 kilogramos de nitrógeno por hectárea al año (kg N ha⁻¹ año⁻¹) para el N₂O.
Al aplicar la tasa promedio de emisiones de N₂O observada en este estudio, los investigadores estimaron las emisiones de las áreas nacionales de cultivo en invernaderos en China. Esto reveló que los invernaderos hortícolas chinos emiten aproximadamente 16.800 toneladas de N₂O-N al año, lo que representa casi el 8 % de las emisiones totales de N₂O agrícolas a nivel nacional. Tan solo en Weifang, los invernaderos ocupan tan solo el 20 % de la superficie agrícola, pero contribuyen con casi el 60 % de las emisiones locales de N₂O, lo que pone de manifiesto la aparición de focos de emisiones regionales.
Más allá de sus ventajas técnicas, el método de cámara estática de invernadero completo destaca por su practicidad y escalabilidad. Al requerir únicamente el muestreo pasivo de gases durante el cierre nocturno (el período de sellado del invernadero), ofrece una solución accesible y escalable para legisladores e investigadores que buscan monitorear las emisiones y optimizar la gestión de invernaderos en el marco de los objetivos de mitigación climática.
Más información: Zhi Quan et al., Cuantificación de la respiración del ecosistema y las emisiones de óxido nitroso de los sistemas de cultivo en invernadero mediante un novedoso método de cámara estática de invernadero completo, Science of the Total Environment (2025). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2025.179629
