CAPTURA DE CARBONO EN EL SUELO Edmundo Acevedo H Universidad de Chile Academia de Ciencias Agronmicas . 28 de Octubre de 2015 Innovaciones sustentables para la agricultura del secano Chileno
TPICOS 1. Contexto: Intensificacin de la Agricultura, Cambio Climtico y Necesidades de Alimentos al 2050. 2. Dinmica del carbono orgnico del suelo. 3. Captura de carbono orgnico en el suelo. 4. Cambio en las propiedades del suelo con la captura de carbono organico. 5. Conclusiones
La demanda en los principales cultivos alimenticios, trigo, maz y arroz, tiende a ser superior al crecimiento de la produccin. A partir de 2007 los precios de estos commodities subieron notablemente. La tasa de mejoramiento gentico para ambientes ptimos ha disminuido notablemente (esta bajo 1% ao-1). Se espera, que la demanda de trigo global suba en un 70% al ao 2050, lo que implica una mucho mayor intensificacin de los sistemas de produccin. La sequa y altas temperaturas afectan la produccin de medioambientes Mediterraneos, especialmente de secano. EL DESAFIO AGRONOMICO
CARBONO ORGNICO Y PRODUCTIVIDAD DEL SUELO. Desde la segunda mitad del siglo veinte se ha observado un continuo aumento de la produccin de los cultivos. A pesar del aumento en produccin hay, sin embargo, una prdida de productividad de cultivos y rotaciones. En un suelo franco de las Grandes Planicies, USA, un aumento de 1 t ha-1 de MOS en los primeros 30 cm del suelo es equivalente a un aumento en productividad de 15 kg ha-1 en granos de trigo.
PRDIDAS DE PRODUCTIVIDAD DE LAS ROTACIONES DE CULTIVOS. Vlek, 1981
1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 Year 0 1 2 3 4 Soil Organic Carbon (%) Wheat, 6 Tons Manure/year Corn, 6 Tons Manure/year Continuous Wheat Continuous Corn Sanborn Field: Missouri Estimated to 4 % in 1888 Wagner (1989) Morrow Plots: Illinois Corn-Oats-Hay Rotation Corn-Oats (1885-1953, Corn-Soybeans (1954-Present) Continuous Corn LONG TERM EFFECTS OF CROP ROTATIONS Reicosky, 2001
TPICOS 1. Contexto: Intensificacin de la Agricultura, Cambio Climtico y Necesidades de Alimentos al 2050. 2. Dinmica del carbono orgnico del suelo. 3. Captura de carbono orgnico en el suelo. 4. Cambio en las propiedades del suelo con la captura de carbono organico.
DINAMICA DEL CARBONO DEL SUELO Prdidas: Centrada < Csalida Ganancias: Centrada > Csalida (Secuestro)
Intensificacin Del Uso Del Suelo y Problemas Asociados Acidez (Fertilizantes) Salinidad (Riego) Sodicidad (Riego) Prdidas de C del suelo (Labranza y Quemas) Erosin (Labranza) Contaminacin (Fert y Pest) Aumento de emisiones de N2O Aumento de emisiones de CH4
PERDIDAS DE CARBONO ORGANICO POR EROSIN
PERDIDAS DE CARBONO ORGNICO POR QUEMAS
PERDIDAS DE CARBONO ORGANICO POR LABRANZA
CUANTO C ORGANICO SE PIERDE POR LABRANZA? (Rasmussen y Collins, 1991).
TPICOS 1. Contexto: Intensificacin de la Agricultura, Cambio Climtico y Necesidades de Alimentos al 2050. 2. Dinmica del carbono orgnico del suelo. 3. Captura de carbono orgnico en el suelo. 4. Cambio en las propiedades del suelo con la captura de carbono organico. 5. Conclusiones
La perturbacin del suelo por labranza es una de las mayores causas de la disminucin del COS y del tamao y estabilidad de los agregados del suelo cuando los ecosistemas nativos son convertidos a la agricultura. MANEJO DEL SUELO Y CAPTURA DE CARBONO
PRODUCCION / DESCOMPOSICIN DE RESIDUOS Johnson, 1995
El punto en el cual la cantidad de C del suelo alcanza un equilibrio relativo en un escenario especfico de manejo se denomina capacidad de almacenamiento de COS. El COS puede alcanzar un punto de saturacin, en el que la tasa de almacenamiento es igual a cero frente a niveles crecientes de ingreso de residuos orgnicos.
PRACTICAS DE MANEJO Y CARBONO DEL SUELO Practica Secuestro potencial de carbono (Mg C/ha/ao) Labranza de conservacin 0.10-0.50 Manejo de la fertilidad del suelo 0.05-0.10 Rotacin con forrajeras 0.05-0.20 Variedades mejoradas 0.05-0.10 Enmiendas orgnicas 0.20-0.30 Riego 0.05-0.10 Lal et al., 1998
AGRICULTURA DE CONSERVACIN
MOS: Materia orgnica del suelo EVOLUCIN MOS 22.22.42.62.833.23.43.63.840 1 2 3 4 5 6 7 8AOS DE MANEJO% MOSCL 0-2CL 2-5CL 5-15LT 0-2LT 2-5LT 5-15
Martinez et al 2011
Sin Labranza + 500 kg /ha/ao Con Labranza – 2000 kg /ha/ao CARBONO EN EL SUELO SAP, (1995-2005)
Liu et al. 2014
Liu et al 2014
Liu et al. 2014
EFECTOS DEL COS EN RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD COS Rendimiento No fertilizado Fertilizado COS Rendimiento
TPICOS 1. Contexto: Intensificacin de la Agricultura, Cambio Climtico y Necesidades de Alimentos al 2050. 2. Dinmica del carbono orgnico del suelo. 3. Captura de carbono orgnico en el suelo. 4. Cambio en las propiedades del suelo con la captura de carbono organico. 5. Conclusiones
Acevedo et al. 2010
Liu et al. 2014
Acevedo et al 2010
DIMETRO PONDERADO MEDIO DE LOS AGREGADOS (DPM) CDDBEEFF0.00.51.01.52.02.53.0 0 – 2 2 – 5 5 – 15Profundidad (cm)DPM (mm)CLLT4 aosCBAFFF0 .00 .51 .01 .52 .02 .53 .0 0 – 2 2 – 5 5 – 15Profundidad (cm)DPM (mm)CLLT7 aos
Chaney and Swift, 1984
Los hongos micorrcico arbusculares pueden aportar COS por la masa de sus micelios extracelulares y mediante la produccin de una glicoprotena llamada glomalina. Dada la naturaleza insoluble y altamente resistente a la descomposicin, la glomalina, se asocia directamente con la estabilidad de los agregados del suelo.
Curaqueo et al 2010
NMERO DE LOMBRICES EN DISTINTOS SISTEMAS DE LABRANZA (Acevedo y Martnez, 2003)
Brunel 2014
SLOPE-SOIL LOSS RELATIONS FOR DIFFERENT MULCH RATES (Mgha-1) (LAL, 1976) Mulch Rate r Equation Average (Mg/ha) Relative Loss 0 0.81 Y = 11.8 S1.13 76.60 851 2 0.35 Y = 0.5 S0.87 2.40 27 4 0.57 Y = 0.07 S1.05 0.37 4 6 0.46 Y = 0.01 S1.0 0.09 1 No-till 0.36 Y = 0.01 S0.5 0.09 1
BARBECHO 1 y 16 DIAS DESPUES DE LA LLUVIA
COS Calidad del suelo
COS Calidad del suelo
COS Calidad del Suelo
Modelo CQESTR Gollany et al. 2011
Sustainability of a Land Use System S1 = CNPP n ( Ci) i = 1 S1 = Sustainability index of a land use system CNPP = C output as net primary productivity Ci = C input from all factors of production
LIMITACIONES A LA LABRANZA DE CONSERVACION EN MEDIOAMBIENTES MEDITERRANEOS DE ALTO RENDIMIENTO
Martinez et al 2008
010002000300040005000600070000 50 100 150 200Grain Yield (Kg ha-1)Precipitation between sowing – 3thleaf (mm)CTNTaaaaaabbbbbbSilva et al 2015
Mayor Produccin Intensificacin Sustentable Secuestro de Carbono de la Atmsfera Mantencin de COS Aumento de COS Aumento de la productividad No sustentable Emisin de CO2 Menor Productividad
GRACIAS