El investigador del Departamento de Recursos Naturales y Medio Ambiente de UConn, Wei Ren, ve las interconexiones entre los sistemas en la naturaleza y cómo cada componente impacta a los demás.
por Elaina Hancock, Universidad de Connecticut
En Connecticut, rico en bosques y tierras de cultivo, Ren ve el potencial que podría posicionar al estado a la vanguardia de un enfoque de agricultura climáticamente inteligente (CSA) utilizando una práctica sostenible emergente llamada biochar.
Aunque suena como el nombre de una banda de nu-metal, los científicos teorizan que el biocarbón, una sustancia similar al carbón hecha de material orgánico quemado como desechos agrícolas y forestales, ha sido una práctica agrícola tradicional utilizada por los humanos durante siglos.
El grupo de Ren publicó recientemente un artículo en Renewable and Sustainable Energy Reviews , donde sintetizaron datos globales de casi 600 estudios sobre biocarbón para analizar su potencial como una práctica agrícola climáticamente inteligente.
CSA es un enfoque integrador que va más allá de los métodos agrícolas sostenibles. Su objetivo es garantizar de manera sostenible el rendimiento de los cultivos para alimentar a una población en crecimiento mientras impacta positivamente en los medios de vida de las personas que viven y trabajan en el área. CSA mejora la salud del suelo y aumenta la resiliencia climática , al tiempo que apunta a mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero.
Los ejemplos de prácticas de manejo de CSA incluyen cultivos de cobertura, práctica de labranza cero o labranza reducida y estrategias integradas de manejo de nutrientes.
El grupo de Ren compiló una gran cantidad de datos sobre la investigación del biocarbón para obtener una comprensión integral de la práctica, sus méritos, desafíos y limitaciones.
“Queríamos evaluar el biocarbón como prácticas climáticamente inteligentes a través de observaciones /mediciones de campo, análisis de big data y modelos numéricos”, dice Ren. “Evaluamos si esta práctica agrícola sostenible puede servir como una práctica agrícola climáticamente inteligente en términos de producción de alimentos, salud del suelo y sostenibilidad ambiental. Esperamos cuantificar las huellas de agua y nutrientes relacionadas y el potencial para promover la resiliencia climática”.
¿Qué es el biocarbón?
El biocarbón se puede hacer a partir de cualquier material orgánico (que contenga carbono), como desechos de madera o residuos de cultivos. Luego, el material se calienta a altas temperaturas en ausencia de oxígeno en un proceso llamado pirólisis. El resultado es un material similar al carbón llamado biocarbón. Como enmienda del suelo, el biocarbón tiene el potencial de ayudar a desarrollar la resiliencia.
El biocarbón es como una inversión de carbono a largo plazo, porque lleva mucho tiempo descomponerse y, por lo tanto, aumenta el contenido de carbono del suelo. Si esos mismos materiales ricos en carbono se incorporaran al suelo en lugar de convertirse en biocarbón, se descompondrían rápidamente y liberarían gases de efecto invernadero como metano y dióxido de carbono a medida que se descomponen. Lo mismo es cierto si los materiales simplemente se quemaran; sin embargo, al convertirlos en biocarbón, el carbono se secuestra y permanece adherido a la tierra.
Además, el biocarbón actúa casi como una esponja y puede mejorar la capacidad del suelo para retener agua y nutrientes, lo que hace que el suelo sea más denso en nutrientes y resistente a las sequías, al tiempo que mantiene el rendimiento de los cultivos. En Connecticut, el biocarbón también podría ayudar a convertir una forma de desecho en forma de recortes de árboles y otros desechos de madera en este valioso material de construcción de resiliencia.
Síntesis de datos globales
A través del análisis, Ren y los coautores descubrieron que, al igual que otras prácticas de CSA, la aplicación de biocarbón depende del contexto, pero generalmente ayuda a mejorar la calidad del suelo. Como resultado, están proponiendo su uso de manera más amplia, incluso en Connecticut.
“A través de la síntesis de datos globales, se puede ver que en diferentes condiciones climáticas y de suelo, el biocarbón, junto con otras prácticas, puede ayudar a los agricultores a sostener la producción de alimentos. También puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, reducir la lixiviación de nitrógeno y ahorrar agua del suelo, “, dice Yawen Huang, autor principal del estudio y becario postdoctoral supervisado por Ren.
Aunque el análisis mostró que algunos de los experimentos de laboratorio pueden haber exagerado las capacidades del biocarbón, los investigadores planean explorar lo que puede hacer realizando más experimentos de campo para comprender cuándo y dónde usar el biocarbón.
“Todavía tenemos que considerar el biocarbón junto con otras prácticas sostenibles tradicionales para la gestión de nutrientes y los tratamientos de riego en diferentes lugares teniendo en cuenta las diferentes condiciones climáticas “, dice Ren. “Podemos lograr el objetivo de la agricultura climáticamente inteligente y, en el caso del biocarbón, Connecticut es un lugar ideal para explorar y aplicar el biocarbón como un enfoque CSA. Tenemos tantos árboles y recursos naturales aquí. Los estudios muestran que el biocarbón está hecho de los árboles pueden reducir en gran medida las emisiones de óxido nitroso, que es casi 300 veces más potente que el CO 2 en su potencial de calentamiento global”.
Ren señala un aspecto vital de las prácticas sostenibles y climáticamente inteligentes: que los desechos a menudo se pueden reutilizar. La visión de Ren es utilizar los desechos de los árboles de la gestión forestal para hacer biochar utilizado por los agricultores aquí en Connecticut.
“Simplemente usaríamos materiales de desecho; es el ciclo de sustentabilidad”, dice Ren. “Los propietarios de los bosques tienen el potencial de hacer el biocarbón a partir de sus propios recursos para beneficiar las tierras de cultivo o las tierras agrícolas. Se pueden usar los residuos de cultivos u otros desechos orgánicos no agrícolas y devolverlos también al suelo. Quiero ampliar el concepto de Agricultura y silvicultura climáticamente inteligente para crear un paisaje climáticamente inteligente. Pensemos si podemos gestionar los recursos naturales, las tierras agrícolas, los humedales y otros sistemas naturales juntos. ¿Podemos usar estas prácticas climáticamente inteligentes para vincular los bosques y la agricultura? El estado tiene el potencial de desempeñar un papel de liderazgo a nivel nacional en la aplicación de biocarbón”.
Ren tiene experiencia en ecología de ecosistemas y adaptación al cambio climático, y aborda la agricultura como un componente interdependiente del sistema terrestre, por ejemplo, la forma en que la agricultura interactúa con los sistemas atmosférico, del suelo y acuático. Cuando se ve a través de esta lente, los estudios sostenibles exigen esfuerzos de colaboración y ella dice que UConn, como universidad de concesión de tierras, es un lugar especialmente bueno para este tipo de esfuerzos, ya que la información se entrega a los agricultores a través de UConn Extension.
“Como mencioné, las prácticas de CSA deben realizarse en el momento y lugar correctos y deben considerar la combinación de otros factores naturales y humanos”, dice Ren. “Requiere un esfuerzo integrado e interdisciplinario que no se puede hacer sentado frente a una computadora o en el laboratorio. Podemos entregar los nuevos hallazgos a nuestros investigadores de extensión, quienes luego los entregan a los agricultores. Los comentarios de los agricultores pueden guiar en nuestro mayor esfuerzo por hacer avanzar la ciencia en este campo. Una vez más, ese es un ciclo sostenible”.
El equipo de Ren está en proceso de solicitar fondos adicionales para impulsar el proyecto. El equipo se está conectando con productores locales de biocarbón y planea mantener la producción local, considerando la necesidad de ahorrar energía para el transporte.
“Con la pandemia, los clientes tendieron a cambiar sus hábitos alimentarios hacia más productos cultivados localmente. Esta transición exige sistemas alimentarios más resilientes y sostenibles. La agricultura climáticamente inteligente es un concepto importante para guiarnos hacia el logro de una agricultura sostenible. También sirve como un solución climática basada en la naturaleza para construir un futuro resistente al clima”.
Más información: Yawen Huang et al, Una síntesis global de la sostenibilidad del biocarbón en la agricultura climáticamente inteligente: evidencia de experimentos de campo y laboratorio, Revisiones de energía renovable y sostenible (2022). DOI: 10.1016/j.rser.2022.113042
