La revista ‘Frontiers in SoilScience’ publica un trabajo enmarcado en LIFE-IP NAdapta-CC que estudia las consecuencias de la adopción del regadío en la incorporación del carbono orgánico procedente de los restos de cultivo en el suelo

El trabajo ha sido elaborado por investigadores de la UPNA y de la Unidad de Investigación de Biogeoquímica de Ecosistemas Forestales del Instituto Nacional Francés de Investigación Agraria, Alimentaria y Medioambiental, INRAE, con la ayuda para su desarrollo del personal técnico de INTIA.

La revista científica ‘Frontiers in SoilScience’ publicó recientemente el artículo científico ‘OrganicCarbon Storage and Dynamics as AffectedbytheAdoptionofIrrigation in a CultivatedCalcareousMediterraneanSoil’, en el marco de LIFE-IP NAdapta-CC.

El trabajo ha sido elaborado por investigadores de la UPNA, socio del proyecto europeo, y de la Unidad de Investigación de Biogeoquímica de Ecosistemas Forestales del Instituto Nacional Francés de Investigación Agraria, Alimentaria y Medioambiental, INRAE. Además, se ha contado para su desarrollo con ayuda del personal técnico del Instituto Navarro de Tecnologías e Infraestructuras Agroalimentarias (INTIA), también socio de LIFE-IP NAdapta-CC.

El trabajo realizado profundiza en la comprensión de la dinámica del carbono orgánico del suelo asociada a un cambio de uso del territorio de gran relevancia en Navarra, como es el cambio de secano a regadío en las tierras agrícolas, cuestión relevante tanto en relación con la adaptación y mitigación del cambio climático, como al funcionamiento de los agrosistemas.

Por ello, el objetivo del artículo es estudiar el proceso de incorporación del carbono orgánico procedente de los restos de cultivo en el suelo, explorando en detalle los mecanismos y controles que regulan este proceso, en las condiciones específicas de Navarra, y evaluar los posibles cambios en dicho proceso asociados a la transición de secano a regadío.

Estudio de marcaje isotópico natural de carbono

Para estudiarlo, en 2009 se instaló un ensayo experimental en la localidad navarra de Enériz, diseñado para realizar un estudio de marcaje isotópico natural de carbono. Los isotopos son versiones diferentes del mismo elemento que tienen el mismo comportamiento pero distinta masa. Y se trabajó con el 12C y el 13C, dos isotopos naturales del carbono, los cuales están presentes de forma natural en la naturaleza, aunque el 12C es mucho más abundante que el 13C (98,89 % de todo el carbono terrestre es 12C frente al 1,11% que es 13C).

En este sentido, existen plantas que, a través de distintas vías metabólicas, son capaces de asimilar uno u otro de estos isotopos de carbono de manera diferente. Y el estudio se basa en que la planta del maíz es más ‘rica’ en 13C, mientras que la mayor parte de los cereales de secano cultivados en Navarra, como el trigo o la cebada, son plantas proporcionalmente más ‘ricas’ en 12C.

Así, a través de un estudio de marcaje se pretende hacer un seguimiento de una sustancia al ser introducida en un sistema. En este caso, el suelo de la parcela de Enériz es el sistema, y el elemento introducido es el carbono presente en los restos de cultivo, que se incorporan anualmente al suelo después de la cosecha. En dicha parcela, hasta la fecha de la instalación del ensayo (2009), solo se habían cultivado plantas ‘ricas’ en 12C, por lo que el 100% del carbono presente en ese suelo corresponde a dichas plantas.

Definir un modelo mecanístico de incorporación del carbono orgánico al suelo

Durante los siete primeros años del estudio, se realizó un monitoreo anual de los distintos parámetros de suelo, entre ellos el contenido de carbono orgánico del suelo en los 30 cm primeros de profundidad y su firma isotópica. A partir de dicha analítica es posible estimar el porcentaje de carbono procedente del maíz presente en el suelo y hacer un seguimiento de su evolución cada año, lo que permite describir su dinámica de incorporación en el mismo, con el paso del tiempo.

Además, se monitorizó una serie de parámetros de cultivo, como la producción y el índice de cosecha, de cara a realizar una estimación de la cantidad de restos de cultivo que quedan en la superficie de la parcela después de la cosecha y que son, por lo tanto, potencialmente incorporables en el suelo. A partir de toda la información recopilada es posible testar y definir un modelo mecanístico de incorporación del carbono orgánico en el suelo estudiado.

Peculiaridades del trabajo

Una de las peculiaridades del diseño experimental propuesto en el estudio es que incluye la presencia o no del riego en la parcela como un factor adicional. Esto permite, una vez definido un modelo que se ajuste a las condiciones de la parcela, alimentarlo con información recopilada, de suelo y cultivo, asociada a un sistema con riego y a otro sistema sin riego, y poder observar las posibles diferencias entre ambos.

Otra peculiaridad es la singularidad del suelo estudiado, caracterizado por un contenido importante de carbonatos alcalinotérreos en la capa superficial. Esto tiene especial relevancia, por ser suelos ampliamente extendidos en Navarra (más del 40% de los suelos de la Comunidad Foral tienen presencia de carbonatos en los primeros 30 cm de profundidad). Sin embargo, el ciclo del carbono en este tipo de suelos ha sido menos estudiado que en suelos no calcáreos.

Resultados observados

Un primer análisis estadístico de los datos brutos recopilados en los siete primeros años del trabajo ha permitido observar que el sistema con riego, en general, muestra un incremento mayor en el contenido de carbono orgánico del suelo que el sistema sin riego. El modelo desarrollado a partir del estudio de marcaje isotópico ha permitido validar dicha observación. Alimentado con datos de ambos sistemas, con y sin riego, ha permitido verificar que existen cambios en la dinámica de incorporación del carbono en el suelo entre ambos sistemas.

Dichas modificaciones están relacionadas no solo por un aumento de los restos de cultivo que quedan en la parcela después de la cosecha, asociado a una mayor producción de biomasa favorecida por el riego, sino también por una incorporación más eficiente de los mismos en el suelo en el sistema con riego en los primeros 30 cm de profundidad considerados en este trabajo. Las peculiaridades del suelo en el que se desarrolla el trabajo han permitido ajustar un modelo de incorporación del carbono orgánico del suelo, poniendo de manifiesto la necesidad de una investigación específica adaptada a las condiciones de cada lugar, para comprender adecuadamente la respuesta del suelo y del carbono orgánico del suelo a los principales cambios de gestión y manejo de este.

El trabajo proporciona información relevante de cara a evaluar el impacto de la introducción del riego en el balance neto de carbono del suelo, y en la huella de carbono de los agrosistemas, que son necesarios para comprender mejor su importancia en términos de sostenibilidad agrícola y políticas climáticas. Los retos asociados a la expansión del regadío siguen siendo significativos y deben ser cuidadosamente considerados cuando se plantea una estrategia de este tipo a escala regional o nacional. Y apoya la idea de que esta expansión puede aumentar la productividad de la biomasa y favorecer el almacenamiento de carbono orgánico del suelo, pero esto debe considerarse en contexto con otras cuestiones ambientales y socioeconómicas como la competencia por el uso del agua, las emisiones de gases de efecto invernadero y/o la soberanía alimentaria.

Fuente: lifenadapta.navarra.es