La aspirina para la fiebre
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A pesar del inmenso volumen de investigación relacionado con el secuestro de carbono en el suelo, los científicos todavía están discutiendo cómo mejorar las metodologías para predecir la capacidad de secuestro con un bajo nivel de incertidumbre. El contenido de materia orgánica del suelo (MOS) está influenciado por el clima, los insumos orgánicos, las propiedades […]
PROFESOR UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA LABORATORIO DE CONSERVACIÓN Y DINÁMICA DE SUELOS VOLCÁNICOS
A pesar del inmenso volumen de investigación relacionado con el secuestro de carbono en el suelo, los científicos todavía están discutiendo cómo mejorar las metodologías para predecir la capacidad de secuestro con un bajo nivel de incertidumbre. El contenido de materia orgánica del suelo (MOS) está influenciado por el clima, los insumos orgánicos, las propiedades del suelo y el manejo agronómico. En consecuencia, desarrollar estrategias para secuestrar carbono (C) implica estudiar los factores y procesos que influyen en su estabilización y acumulación en el suelo para evitar su liberación a la atmósfera.
Se han descrito varios mecanismos de estabilización de MOS. Estos mecanismos incluyen la protección fisicoquímica y la resistencia bioquímica de los compuestos orgánicos a los descomponedores. Un mecanismo esencial es la asociación de componentes minerales con la MOS. La fracción fina de limo (2-50 μm) y arcilla (< 2 μm), es decir, la fracción de materia orgánica asociada a los minerales (MAOM), puede constituir más del 80% del contenido total de carbono orgánico del suelo (COS) en suelos volcánicos; el 20% restante es una MOS llamada “materia orgánica particulada” (POM), es decir, restos de materia orgánica reconocible como tejido vegetal, hifas fúngicas y raicillas. La fracción POM no está adherida a la fracción fina y se encuentra en el espacio entre agregados e intraagregados en el suelo y, por lo tanto, varía significativamente según el tipo de residuos de cultivo y las condiciones climáticas.
El presente estudio propone generar un sistema de trazabilidad para el secuestro de carbono en suelos de praderas bajo producción ganadera y cultivos tradicionales bajo producción de cero labranza y labranza convencional en el sur de Chile. Con base en la evidencia de que la capacidad de secuestro de carbono de los suelos derivados de ceniza volcánica reciente (Andisoles) es de 10 a 15 veces mayor que otros tipos de suelos, como los suelos rojos (Ultisoles), queremos estimar esta capacidad de los suelos Andisoles en comparación con los Ultisoles chilenos. Queremos probar si el efecto de “priming” (PE) puede ser un indicador más temprano de la acumulación de C en el suelo en estos agrosistemas.
El PE es la aceleración (positivo) o el retraso (negativo) de la descomposición del COS nativo debido a la entrada de materia orgánica fresca poco después de la adición (p. ej., residuos de cultivos, estiércol o exudados de raíces). Esto puede conducir a una ganancia del COS en los ecosistemas (saldo positivo) o pérdidas (saldo negativo). Se cree que la actividad de las raíces (suelos de la rizosfera) conduce a un PE continuo llamado efecto priming rizosférico (RPE), que puede afectar el equilibrio del SOC. Por lo tanto, es esencial probar este efecto, y el enfoque más aceptado es el uso de isótopos estables de 13C y 15N para separar el C nuevo entrante y del C antiguo.
Presumimos que la capacidad de secuestro de carbono en suelos volcánicos agrícolas es mayor que la de suelos rojos arcillosos en el sur de Chile bajo condiciones climáticas y de manejo similares. Esto se debe a que los suelos volcánicos tienen dos mecanismos para el secuestro de C:
● Los minerales de rango corto (SOR) como alofán, imogolita y ferrihidrita se pueden unir a la MOS, lo que genera una tasa de descomposición baja o un tiempo de residencia medio prolongado.
● La fracción MAOM, formada por complejos órgano-minerales de hierro y aluminio, pueden secuestrar más COS que los SOR en suelos volcánicos.
Creemos que PE es un indicador temprano de la dinámica de C en suelos volcánicos ya que este efecto puede mostrar la intensidad y dirección de la acumulación de COS en estos ecosistemas.
Se instalarán varios tratamientos de rotación de cultivos (labranza convencional, labranza cero, rotación de pradera de corta duración y praderas permanentes) con materiales marcados (13C-glucosa y 15N-fertilizante) en experimentos de campo en un Andisol y Ultisol durante tres años. Estimaremos determinar la capacidad de secuestro de carbono en los suelos agrícolas, particularmente en praderas permanentes y de rotación de cultivos bajo cero labranza. Usaremos métodos de dilución selectiva e indicadores biológicos para cuantificar el impacto de la arcilla amorfa y los complejos organominerales en la mineralización y estabilización del C de suelos volcánicos con diferente mineralogía.
Estimaremos las emisiones potenciales de gases de efecto invernadero y los impactos económicos en la cadena de valor agrícola en sistemas de producción con praderas permanentes y rotación de cultivos bajo labranza y cero labranza en suelos volcánicos del sur de Chile.
Estableceremos los niveles de información adecuados (TIERS) en los tres niveles existentes: Tier 1 (información general o poco detallada), Tier 2 (información detallada, con procedimientos definidos) y Tier 3 (información detallada con seguimiento y seguimiento a largo plazo). Finalmente, prepararemos una evaluación del ciclo de vida, ampliamente utilizada para estudiar las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en diferentes etapas hasta llegar al producto agrícola final.
Las metodologías actuales en el análisis del ciclo de vida no están diseñadas para asignar ningún valor de almacenamiento temporal de carbono, ya que no se ha llegado a un consenso sobre cómo contabilizarlo. Aunque varios estudios han investigado la dinámica del carbono en relación con el uso del suelo y los cambios de manejo, no existe un procedimiento estándar para la evaluación del ciclo de vida en la agricultura. Algunas metodologías han comenzado recientemente a ser revisadas por instituciones como el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC). Dado que la huella de carbono es una categoría de impacto única que considera solo el potencial de calentamiento global, algunos investigadores sugieren realizar el análisis del ciclo de vida bajo prácticas sostenibles, como la selección de cultivares, labranza cero, fertilización integrada, manejo integrado de praderas y riego tecnificado, entre otros.
En el presente proyecto, la idea es incluir el cambio en SOC durante su respuesta a prácticas positivas de manejo sostenible. Al final del proyecto, esperamos una metodología reproducible para estimar la capacidad de secuestro de carbono del suelo en ambos suelos bajo diferentes manejos de cultivo y la huella de C desde la instalación hasta la disposición final en el campo. Esperamos informar el balance neto de C del suelo en los agroecosistemas.
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Robert Edition
6 minutes ago