Introducción
El suelo es un componente activo en la regulación de las emisiones y captura de los gases de efecto invernado (GEI). El incremento en la concentración atmosférica de esos gases está directamente relacionado al calentamiento global y el cambio climático asociado al mismo.
El cambio climático provoca modificaciones en los patrones regionales de temperatura, precipitaciones y frecuencia de eventos extremos (sequías, inundaciones). Estos cambios pueden afectar los procesos de regulación de GEI de los suelos impactando en la productividad y calidad de los mismos.
Los objetivos de este trabajo son: a) describir brevemente el cambio climático y sus factores causales, enfatizando el rol de los suelos en producción agrícola, ganadera y forestal de la Argentina, b) analizar los mecanismos involucrados en la emisión de gases de efecto invernadero desde los suelos, c) enumerar los posibles impactos del cambio climático en los suelos y finalmente d) proponer algunas estrategias de mitigación y adaptación al cambio climático.
El cambio climático y sus causas
Las modificaciones en los patrones regionales de temperatura, precipitaciones y frecuencia de eventos extremos (sequías, inundaciones, olas de calor, heladas) se deben a los cambios en el balance de energía del sistema climático.
El calentamiento global se produce por efecto del incremento de la concentración de GEI en la atmósfera, los que retienen el calor emitido desde la superficie del planeta.
Los principales gases involucrados son el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O). Si bien el CO2 está en primer lugar en cuanto a volumen de emisiones, los otros gases tienen un potencial mayor de retener calor.
En efecto, el potencial de calentamiento global del CH4 y del N2O es 21 y 310 veces mayor que el del CO2 (IPCC, 2013). La agricultura y la forestación contribuyen con un 25% a las emisiones globales de GEI. (Fig. 1).
Argentina se encuentra dentro de los países con menores emisiones totales de GEI, estimándose una contribución menor al 1% de las emisiones globales (World Resources Institute, 2012). La agricultura argentina contribuye con sólo el 0,22% (FAOSTAT, 2015; IPCC, 2014) de las emisiones globales de GEI.
Emisión de GEI desde los suelos
Los suelos representan aproximadamente 2/3 partes del carbono (C) de los ecosistemas terrestres. En el suelo, el C puede ser estabilizado: i) físicamente, al ser protegido de la descomposición a través de la formación de agregados estables; ii) químicamente, al asociarse con partículas minerales (Hassink, 1996) y iii) bioquímicamente, a través de la formación de compuestos poco susceptibles a la degradación microbiana (Six et al., 2002b).
Dependiendo de las tasas de formación y descomposición del C orgánico del suelo (COS), el suelo puede actuar como fuente o como destino del CO2 atmosférico (Six et al., 2002a). En los ecosistemas naturales, las tasas de formación y descomposición del COS se mantienen en un equilibrio dinámico.
Estas tasas están controladas principalmente por el régimen térmico y pluviométrico que pueden modificar los aportes de residuos vegetales al suelo y las condiciones de descomposición en cada tipo de suelo. En los agroecosistemas, en cambio, las prácticas de manejo pueden alterar los ingresos y egresos de residuos vegetales modificando la capacidad potencial de captura de CO2.
Las labranzas, al provocar la ruptura de los agregados, aceleran el ciclo natural de agregación y favorecen la descomposición del C al dejarlo expuesto a la acción microbiana, lo que incrementa la emisión de CO2. El uso de especies con bajo aporte de residuos y rápida descomposición conducen a la pérdida de COS y la consecuente emisión neta de CO2.
En efecto, se ha encontrado que una elevada frecuencia del cultivo de soja en las secuencias de cultivos conduce a una pérdida en el almacenaje de COS en agregados de suelo (Novelli et al., 2011) (Figura 2).
Las prácticas de manejo también afectan a las emisiones de otros GEI como N2O y CH4. Incrementos en las concentración en el suelo de N-NO3 por la fertilización nitrogenada se han asociado con pérdidas de N2O debido a procesos de desnitrificación cuando existen períodos de anaerobiosis en el suelo (Alvarez et al., 2012).
La mayor fuente de emisión de GEI en el sector agrícola es el N2O asociado al uso de fertilizantes nitrogenados (Fundación Bariloche, 2000), la fijación biológica de N y la mineralización de N del suelo.
La baja contribución de la agricultura argentina a las emisiones globales de GEI (World Resource Institute, 2012) estaría asociada a que el uso de fertilizantes nitrogenados representó sólo entre el 14 y 45% del N extraído por los granos en las últimas dos décadas (García y González Sanjuan, 2013).
Las emisiones de CH4 son atribuidas principalmente a la fermentación digestiva en rumiantes o la descomposición anaeróbica del COS en suelos inundados de arroceras. Se estima que la Argentina realiza un escaso aporte a las emisiones globales de metano desde el suelo, ya que los suelos inundados para la producción de arroz promediaron unas 230.000 ha entre las campañas 2009-2012, lo que representa un 0,14% de la superficie global del cultivo (FAOSTAT, 2015).
Numerosos ecosistemas naturales están transformándose en agroecosistemas por el avance de las fronteras agrícolas y el desplazamiento de la actividad ganadera (Paruelo et al., 2006; Baldi y Paruelo, 2008; Viglizzo et al., 2011; Wingeyer et al., 2015). Asimismo, gran proporción de los sistemas ganaderos se han intensificado, incluyendo rotaciones con cultivos anuales y pasturas para ensilar.
A ello se suma la necesidad de producir biocombustibles de segunda generación a partir de residuos de cosecha, como herramienta de mitigación del cambio climático.
En todos estos casos, la transición involucra una modificación importante en los flujos de materia y energía del suelo, llevando a reducciones en el almacenaje de C en el suelo (e.g. Viglizzo et al., 2011; Novelli et al., 2011, 2013) y de otros elementos relacionados con la funcionalidad y productividad de los suelos.
La producción animal en confinamiento o semi-confinamiento genera una enorme concentración de heces y orina sobre el suelo. Asimismo, la creciente agroindustria y las producciones pecuarias intensivas generan subproductos y residuos orgánicos, que se están utilizando como enmienda orgánica o fuente de nutrientes.
Sin embargo, el manejo de estos aportes orgánicos requiere de mayores estudios para reducir emisiones de GEI desde el suelo e incrementar el almacenaje de C y de otros elementos valiosos para la calidad del suelo, sin generar consecuencias adversas en los ecosistemas.
Estos aspectos están siendo abordados por el proyecto específico del INTA “Aprovechamiento de residuos para aumentar el reciclado en el suelo. Sumideros de carbono y emisiones del suelo” (INTA, 2015).
Posibles efectos del cambio climático en los suelos
De acuerdo a la 3ra Comunicación Nacional de Cambio Climático (CIMA, 2015), las principales variables afectadas por cambio climático con impacto potencial sobre los suelos son: i) el incremento de la temperatura media explicado principalmente por mayores temperaturas nocturnas; ii) cambios en el régimen de precipitaciones en cuanto a distribución y cantidad; iii) el incremento en la ocurrencia de eventos climáticos extremos como sequías prolongadas, olas de calor o frío e inundaciones y iv) el aumento del CO2 atmosférico. La Tabla 1 resume algunos impactos de variables afectadas por el cambio climático sobre el almacenaje de C en los suelos con uso agrícola en Argentina, los que a su vez contribuyen al ciclo de GEI.
Estrategias de mitigación y adaptación al cambio climático
Mitigación Las estrategias de mitigación de las emisiones de GEI desde el suelo coinciden con las tendientes a mejorar la calidad del suelo. El mantenimiento con cobertura vegetal viva del suelo durante un mayor periodo del año, sumado a la utilización de cultivos que aporten gran cantidad de raíces y exploren diferentes estratos de suelo, son estrategias recomendadas para cumplir con la doble premisa de mitigación del cambio climático y mejora de la calidad del suelo.
Asimismo, la siembra de cultivos dobles o cultivos de cobertura en los períodos de barbecho favorecerían la captura de CO2 atmosférico y de N residual del suelo, lo que a la vez de reducir emisiones mejora la calidad del suelo y la eficiencia del sistema (INTA, 2015). Los mecanismos de captura del C en el suelo, asociados a la protección física, suelen ser reversibles y de corto plazo debido a la rápida dinámica del proceso de agregación del suelo.
Entonces, es necesario explorar alternativas que favorezcan la estabilización del C capturado en el suelo. Entre ellas podrían mencionarse el uso de biochar, i.e. un carbón elaborado por pirolisis de residuos orgánicos y el uso de residuos compostados (INTA, 2015). Dentro de las alternativas que ayudarían a mitigar las emisiones de N20 desde suelos del sector agropecuario se pueden mencionar: i) el ajuste de la oferta de N con la demanda del cultivo a través de fertilizaciones divididas y el uso de fuentes de N de liberación lenta, ii) el uso de cultivos de cobertura para captar el N-NO3 en exceso de las fertilizaciones y transformarlo en N orgánico, iii) el aumento en la intensidad de cultivos para reducir la humedad del suelo, iv) el ajuste de las dietas de animales para reducir el aporte de N inorgánico, v) la utilización de inhibidores de la nitrificación en la orina, vi) la utilización de riego por goteo en las explotaciones intensivas. Adaptación Dentro de las posibles alternativas de adaptación a un incremento en la temperatura por el cambio climático (olas de calor, noches más calurosas) puede señalarse la utilización de cultivos o genotipos con mayor tolerancia al estrés térmico, así como el ajuste de la fecha de siembra y el ciclo de los cultivos para ubicar los periodos críticos de definición del rendimiento en momentos de menor riesgo. Por otra parte, para minimizar el impacto sobre el suelo de un cambio en el régimen pluviométrico (precipitaciones torrenciales, erráticas, episodios de sequías e inundaciones), se deberían aplicar prácticas que garanticen la mayor cobertura vegetal viva o muerta del suelo en tiempo y espacio. La utilización de siembra directa y cultivos de cobertura son prácticas recomendadas para el logro de dicha premisa. También es importante el manejo de los escurrimientos, los que deberían contemplar el nivel de cuenca y no de un lote en particular. Esto es crítico no sólo para reducir los procesos erosivos en el lote, sino también para minimizar la pérdida de cultivos por anegamientos y el impacto de los excesos hídricos sobre la infraestructura rural y urbana. Conclusiones Los suelos del sector agropecuario argentino contribuyen muy poco a las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Sin embargo, la aplicación de estrategias de mitigación resulta en una mejora de la calidad de los suelos y en la eficiencia en el uso de algunos insumos. Esto posicionaría mejor a los productos agrícolas nacionales en los mercados globales al reducir su huella de carbono. En relación al rol del suelo como destino del carbono atmosférico se debe asumir que los mecanismos son fácilmente reversibles y que requieren de un manejo ajustado para no perder el carbono capturado. En este sentido cobra relevancia diseñar alternativas de captura de carbono que permitan lograr una mayor estabilidad en el tiempo. Los escenarios previstos indican la necesidad de aplicar medidas de adaptación a los eventos extremos que se producirán cada vez con mayor frecuencia. Estas medidas deberán diseñarse de acuerdo a las condiciones edafoclimáticas y el sistema productivo de cada región.
