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EFECTO DE DOS TIPOS DE CUBIERTAS VEGETALES EN LA ASIMILACIÓN DE
CARBONO POR LA BIOMASA ÁEREA Y EN EL SECUESTRO DE CARBONO DEL
SUELO DE UN VIÑEDO DE LA D.O.Ca RIOJA (ESPAÑA)
Peregrina, F.a, Pérez-Álvarez, E. P.a , García-Escudero, E.a
a
Instituto de las Ciencias de la Vid y el Vino-ICVV (Gobierno de La Rioja-Universidad de La Rioja-CSIC), Servicio de
investigación y Desarrollo Tecnológico Agroalimentario, Ctra. Logroño-Mendavia NA-134 P.K. 89, 26076, Logroño.,
España
1. Introducción
Incrementar el contenido de carbono orgánico del suelo con técnicas de agricultura de
conservación tiene un gran interés porque el secuestro de carbono en el suelo puede atenuar los
efectos negativos del incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera. Comparado con las
técnicas agrícolas tradicionales la agricultura de conservación puede jugar un papel clave en el
descenso de la emisiones de CO2 y en incrementar el secuestro de carbono en el suelo (Lal,
2004a,b).
Entre las técnicas de agricultura de conservación el no laboreo han sido ampliamente estudiados
en cultivos anuales y bajo condiciones climáticas semiáridas. Múltiples trabajos a encontrado que
el no laboreo puede incrementar el contenido en materia orgánica del suelo en cultivos cerealistas
en España (Álvaro-Fuentes et al., 2008; Hernánz et al., 2009). Sin embargo, existe muy poca
información sobre el impacto de la agricultura de conservación y el uso de cubiertas vegetales en
el contenido de materia orgánica y en las tasas de secuestro de carbono en cultivos perennes con
condiciones semiáridas.
La D.O.Ca. Rioja cuenta aproximadamente con unas 60.000 hectáreas de viñedos. Los suelos de
viñedo en esta región tienen en general bajos contenidos de materia orgánica (< 1%) debido al
laboreo tradicional que se realiza (Peregrina et al., 2010a).El uso de cubiertas vegetales se
plantean en esta región como estrategia para reducir el exceso de vigor de las vid y mejora la
calidad del mosto. Así Peregrina et al. (2010b) han encontrado que las cubiertas vegetales en
viñedo pueden tener tasas de secuestro de carbono superiores a los sistemas de no laboreo en
sistemas cerealistas. Sin embargo existe poca información sobre la posible reducción de la fijación
de C por parte del viñedo, debido a la competencia por el agua y los nutrientes del suelo por parte
de la cubierta vegetal. Por tanto el objetivo es evaluar si existen diferencias en asimilación total de
C en el sistema viñedo+cubierta vegetal frente al viñedo+laboreo y relacionar las cantidades
asimiladas de C por la biomasa con el incremento de C del suelo en el suelo de viñedo con dos
cubiertas vegetales diferentes una gramínea (Cébada, Hordeum vulgare L.y otra leguminosa
(Trébol Persa Trifolium resupinatum, L).
2. Materiales y Métodos
Se estableció el ensayo en un viñedo ubicado en Nájera (La Rioja) (latitud 42º 26´34 18´´N;
longitud 2º 43´ 32.31´´O). Este viñedo fue plantado en 1999 con la variedad Tempranillo (clon 26)
injertado sobre R-110, y con un marco de plantación de 2,70x1,3 m. El sistema de conducción es
en espaldera de doble cordón Royat. El suelo se clasifica como Oxyaquic Xerorthent (Soil Survey
Staff, 2006). La textura en los 30 cm superficiales queda definida por un 38,3 % de arena, 43,2 %
de limo y 18,5 % de arcilla. El contenido en carbonatos es del 4,2 %, el de materia orgánica de
1,24 % y el pH en agua 8,50.
Se plantearon tres tratamientos: Laboreo convencional; cubierta sembrada de Cebada (Hordeum
vulgare L. cv. “Naturel”) y cubierta sembrada de Trébol Persa (Trifolium resupinatum L.).Se
estableció un diseño en bloques al azar, con tres repeticiones por tratamiento y con 60 cepas por
repetición. El ensayo se inició con la siembra de las cubiertas en Febrero de 2009. En febrero de
2010 se volvieron a resembrar. En todos los tratamientos, la línea se ha mantenido libre de
vegetación con la ayuda de tratamientos herbicidas localizados. Y no se ha realizado ninguna
fertilización durante el ensayo. Los sarmientos podados se picaron dejándose sobre el suelo.
La asimilación de carbono por la parte aérea del viñedo se determinó en las campañas 2009,2010
y 2011 a mediados de agosto (cuando el desarrollo vegetativo se detiene), para ello se tomaron 1
pámpano en 5 cepas de capa repetición. Se pesaron las hojas, los pámpanos y los racimos. Se
secaron a 60 º hasta peso constante, se molieron y se determinó el C con autoanalizador
elemental CNS. Se cálculo la asimilación de C por hectárea considerando el contenido en C por la
biomasa de los pámpanos y por el número de cepas por hectárea. La asimilación de C por parte
de las cubiertas vegetales se determinó segando la vegetación de dos cuadrados de 0,25 m 2 en
cada repetición en el momento de mayor desarrollo vegetativo.
Para determinar el incremento de C en el suelo en Junio de 2011, se muestreó el suelo, en cada
repetición se tomó una muestra procedente a su vez de 3 puntos, de las siguientes profundidades:
0-5, 5-15, 15-30 y 30-45 cm. De estas mismas profundidades, se determinó la densidad aparente
a partir de 3 muestras por profundidad y repetición. Las muestras se secaron al aire, se tamizaron
a 2 mm y se estimó el porcentaje en peso de los elementos gruesos. El contenido en C se
determinó por el método de Walkley-Black. Para la toma de muestras a una profundidad de 0-5
cm, se usaron en cada parcela seis anillos de acero inoxidable (altura 51 mm, diámetro de 50 mm,
volumen de 100 cm3). Los anillos se emplearon para tomar la muestra inalteradas y poder así
determinar la densidad aparente en seco por el método del anillo (Grossman y Reisch, 2002).
Para las profundidades de 5-15, 15-30 y 30-45 cm, las muestras se conforman a partir de seis
submuetras, tomadas con una barrena tipo Edelman.
En el laboratorio se pesaron los anillos de 0-5 cm para la determinación de la densidad y se
extrajeron cuidadosamente las muestras. Unos 5 g de cada porción fueron secados a 105 º C para
determinar el porcentaje de contenido de agua. El resto de la muestras se secó al aire, los restos
visibles de residuos de plantas fueron retirados y después el suelo sé tamizó a 2 mm,
determinándose el porcentaje de elementos gruesos < 2 mm en cada muestra. El contenido en
carbono orgánico fue determinado mediante la oxidación en húmedo con dicromato, según el
método de Walkley y Black (Nelson y Sommers, 1982).
Las concentraciones de carbono orgánico en el suelo fueron convertidas a unidades de masa por
unidad de área para los 0-5 cm superficiales, calculándose el producto del contenido de carbono
orgánico por la densidad aparente en seco, el espesor y el porcentaje de elementos gruesos.
3. Resultados y Discusión
Los dos tipos de cubiertas no han provocado disminuciones en la asimilación de C por parte de la
vid tanto a nivel de desarrollo vegetativo (pámpanos y hojas) como de producción (racimo) (Tabla
1). En el caso del C asimilado por los pámpanos y las hojas, las labores de despunte que se
realizan en el viñedo para reducir su excesivo vigor contribuyen a que no se den diferencias entre
tratamientos. Los dos tipos de cubiertas muestran diferencias en la capacidad de asimilación de C
(Tabla 1), esto es debido a que el Trébol en esta parcela tiene un periodo vegetativo mucho mayor
que la cebada y su capacidad de fijar N le permite producir más biomasa. El año 2010 fue el que
más biomasa produjo el Trébol (Tabla 1), debido a que las condiciones climáticas permitieron que
durante el otoño de 2009 rebrotara el trébol haciendo que no fuera necesaria su resiembra y
produciendo más biomasa.
Del total de C asimilado en este ensayo, solo el C contenido en la uva se exporta de la parcela,
debido a que los sarmientos que se podan son picados e incorporados al suelo. Así en el total de
C acumulado en los tres años, las cubiertas vegetales incrementaron la asimilación de carbono
respecto del laboreo, significativamente en el caso del Trébol (Tabla 1). Además ambos tipos de
cubiertas incrementaron significativamente el C retornado al suelo respecto del laboreo (Tabla 1).
Tabla 1. C asimilado por la parte aérea del viñedo y de las cubiertas vegetales y el C que retorna al suelo
en los distintos tratamientos durante los años 2009,2010 y 2011
C asimilado
Tratamiento
Pámpanos+
hojas
C asimilado en
C en Cubierta
C asimilado vid
C incorporado
racimos
vegetal
+cubierta
al suelo
2.26b
1.28a
Mg ha-1
Año 2009
Laboreo
1.28a
0.98a
Cebada
1.38a
1.11a
0.45a
2.94a
1.83a
Trébol
1.50a
1.10a
0.15a
2.74a
1.64a
L.S.D. 95 %
0.55
0.30
0.34
0.32
0.57
2.93b
1.75b
Mg ha-1
Año 2010
Laboreo
1.75a
1.19a
Cebada
1.51a
1.15a
0.20b
2.86b
1.71b
Trébol
1.48a
1.25a
4.18a
6.91a
5.66a
L.S.D. 95 %
1.08
0.25
1.47
1.86
1.80
2.43b
1.40b
Mg ha-1
Año 2011
Laboreo
1.40a
1.03a
Cebada
1.61a
1.02a
0.65a
3.27a
2.25a
Trébol
1.47a
0.84a
0.70a
3.01b
2.17a
L.S.D. 95 %
0.69
0.22
0.35
0.68
0.62
7.62a
4.43c
Total
Mg
ha-1
Laboreo
4.43a
3.19a
Cebada
4.50a
3.28a
1.30b
9.08a
5.80b
Trébol
4.45a
3.20a
5.03a
12.67b
9.47a
L.S.D. 95 %
1.14
0.45
1.37
1.79
1.37
Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas según el test de la
menor diferencia significativa (L.S.D. 95 %).
El contenido de Carbono del suelo se incrementó significativamente en los 5 cm superiores en el
caso del Trébol (Tabla 2), considerando la densidad aparente y el contenido en elementos
gruesos este incremento para los 5 cm superficiales fue de 1.99 Mg ha-1. Este resultado esta en
consonancia con el encontrado por Peregrina et al. (2010b) en otro viñedo semiárido después de
5 años con cubiertas vegetales. Además este resultado, confirma que la mayor asimilación de C y
su aporte al suelo con la cubierta vegetal de Trébol, hace que se puedan secuestrar en el suelo
grandes cantidades de C. Que el incremento de C en el suelo sea menor que el C aportado, sería
debido a dos procesos: primero que parte de la biomasa incorporada al suelo ha sido degradada y
respirada por los microorganismo del suelo liberándose en forma de CO2 y segundo que los restos
de los sarmiento se transforman en formas de C oxidable mucho más lentamente que la biomasa
proveniente de hojas o de las cubiertas vegetales y no son cuantificado con el método del carbono
oxidable.
Tabla 2. Contenido de carbono orgánico en las diferentes profundidades de cada tratamiento determinado
en Junio de 2011.
Tratamiento
profundidades
0-5 cm
5-15 cm
15-30 cm
30-45 cm
C g 100 g-1
Laboreo
0.88b
0.70a
0.66a
0.63a
Cebada
0.91b
0.72a
0.60a
0.67a
Trébol
1.19a
0.73a
0.71a
0.61a
L.S.D. 95 %
0.23
0.17
0.22
0.12
Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas según el test de la
menor diferencia significativa (L.S.D. 95 %).
4. Conclusión
A corto plazo las cubiertas vegetales en las condiciones de nuestro ensayo no implican una
reducción de la asimilación de C por parte del viñedo sino que incrementan la asimilación de C por
unidad de superficie. Esta mayor capacidad de asimilación de C hace que el incremento de C en
el suelo pueda considerarse considerando el balance total del viñedo y la cubierta vegetal como
un secuestro carbono en el suelo. Por último el tipo de cubierta elegida tiene una gran influencia
en la capacidad de secuestro de C, por tanto es necesario más investigaciones para emplear la
cubierta que tenga una mayor capacidad de desarrollo vegetativo y por tanto mayor capacidad
incorporación de C al suelo.
Referencias
Álvaro-Fuentes J., López M.V., Cantero-Martínez C., y Arrúe J.L.. 2008a. Tillage effects on soil
organic carbon fractions in Mediterranean dryland Agroecosystems. Soil Science Society of
America Journal 72, 541-547.
Hernánz, J.L., V. Sanchez-Girón, y L. Navarrete. 2009. Soil carbon sequestration and stratification
in a cereal/leguminous crop rotation with three tillage systems in semiarid conditions. Agric.
Ecosyst. Environ. 133: 114-122
Lal R. 2004a. Soil carbon sequestration to mitigate climate change. Geoderma. 123,1–22.
Lal R. 2004b. Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security.
Science. 304, 1623–1627.
Nelson, D.W., and L.E. Sommers. 1982 Total carbon, organic carbon, and organic matter. p. 539594. In A.L. Page et al. (ed.) Methods of soil analysis. Part 2. Agron. Mongr. 9 2 nd ed ASA and
SSSA, Madison, WI.
Peregrina F.,López D., Zaballa O., Villar M. T., González G., y García-Escudero E. 2010a. Soil quality
of vineyards in the Origin Denomination Rioja: Index of overcrusting risk (FAO-PNUMA), content of
organic carbon and relation with soil fertility. Revista de Ciências Agrárias 33, 338-345.
Peregrina F., Larrieta C., Ibáñez S., y García-Escudero E. 2010b. Labile organic matter, aggregates,
and stratification ratios in a semiarid vineyard with cover crops. Soil Science Society of America
Journal 74, 2120-2130.