Emisión de N de la información publicada Aguilera E

Emisión de N2O y secuestro de C en ambientes mediterráneos: meta-análisis
de la información publicada
Aguilera E1,2*, Lassaletta L3,4, Sanz-Cobeña A5, Garnier J3, Vallejo A5, Gattinger A6, SánchezGimeno B7
1
Sociedad Española de Agricultura Ecológica (SEAE), Camí del Port, S/N. Edif ECA Pat Int 1º - Km 1 (Ap 397) 46470
Catarroja, Valencia
2 Universidad Pablo de Olavide (UPO) Ctra. de Utrera, km. 1 41013, Sevilla
3 UMR Sisyphe, University Pierre et Marie Curie, CNRS, Paris
4 Environmental Pollution & Aquatic Ecosystems Research Group Dpto. Ecología. Universidad Complutense de Madrid
5 Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos, Universidad Politécnica de Madrid, Ciudad Universitaria, 28040
Madrid
6 Research Institute of Organic Agriculture, Ackerstrasse, CH-5070 Frick, Switzerland.
7 Ministerio de Innovación, Ciencia e Industria
* e-mail: [email protected]
1. Introducción
La contribución de los suelos agrícolas al cambio climático se produce principalmente a través de
la emisión de óxido nitroso (N2O), y del balance de carbono orgánico del suelo (SOC). Estos
procesos están determinados por múltiples factores ambientales y de manejo. Por tanto, las
emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) han de cuantificarse teniendo en cuenta las
características específicas de cada agroecosistema. Sin embargo, en la actualidad se emplean
factores de emisión globales en la mayor parte de los casos. Además, no existe una metodología
consolidada para la estimación del secuestro de C en los inventarios nacionales de emisiones.
Se ha creído, pues, necesaria una revisión que agrupe cuantitativamente la información publicada
sobre la emisión de GEI en sistemas agrarios mediterráneos, en función de distintas opciones de
manejo. El objetivo es comparar mediante técnicas de meta-análisis 1) la emisión directa de óxido
nitroso (N2O) bajo distintos tipos de fertilización e irrigación, y 2) la tasa de secuestro de carbono
bajo diferentes prácticas alternativas de manejo (AMP).
2. Materiales y Métodos
Se han realizado una serie de meta-análisis partiendo de búsquedas en ISI Web of Knowledge
tras las que se han seleccionado los artículos que estudian en campo emisiones de N2O o
contenido de materia orgánica en los suelos agrícolas bajo condiciones mediterráneas (estudios
realizados en la cuenca mediterránea, California, Chile central, región del Cabo en Sudáfrica y
áreas del sur y suroeste de Australia). Para el análisis de las emisiones acumuladas y factor de
emisión de N2O sólo se han incluido aquellos estudios que comparan las emisiones procedentes
de los fertilizantes orgánicos con las de los sintéticos. Se realizó un meta-análisis ponderado con
un modelo de efectos aleatorios, empleando el programa Comprehensive Mea-Analysis. Además,
se han comparado 3 tipos de manejo del agua: secano, riego por goteo y riego convencional.
En la revisión del secuestro de carbono se han seleccionado sólo los estudios con experimentos
que comparen manejos distintos durante 3 años como mínimo con el objetivo de estudiar la
respuesta del SOC y de la tasa de secuestro de C de las distintas AMP en comparación al
tratamiento convencional. Los valores medios de los tamaños de efecto se calcularon mediante
meta-análisis sin ponderar, y los intervalos de confianza al 95% se estimaron mediante
“bootstrapping” con 10000 iteraciones, empleando el programa MetaWin.
3. Resultados y Discusión
La emisión acumulada de N2O (kg N2O-N ha-1 año-1) es un 15% menor para los fertilizantes
orgánicos que para los sintéticos (p<0,01, N=23), y el factor de emisión un 18% menor (p<0,05,
N=21). Si segregamos los fertilizantes orgánicos en sólidos y líquidos, observamos un mayor
efecto de reducción de emisiones en los primeros. El cálculo del factor de emisión de los
fertilizantes sólidos es muy dependiente de si se elige para su cálculo el N disponible o el N total
aplicado. La emisión media de N2O en regadío (1% N2O-N N aplicado-1, N=30) es similar al factor
global propuesto por el IPCC (2006) (1%). (IPCC, 2006). Sin embargo, la emisión en secano es en
torno a un orden de magnitud inferior (0,08%, N=7), situándose el riego por goteo en un punto
intermedio (0,66%, N=2).
La mayoría de las AMP estudiadas tienen efectos positivos sobre el SOC, lo que significa que
contribuyen al secuestro de C en el suelo. La práctica individual que está asociada a mayores
incrementos del SOC es la aplicación de enmiendas orgánicas sólidas (Land Treatment: 100,3%,
N=43, Manejo Ecológico: 29,1%, N=58), mientras que aportes internos como las cubiertas
vegetales experimentan incrementos menores aunque también significativos (11,6%, N=26). Sin
embargo, los aportes de estiércoles líquidos (Slurry) no indujeron cambios en el SOC (N=9). Las
dos categorías de laboreo de conservación estudiadas, no laboreo y laboreo reducido, afectan
positivamente al SOC, con incrementos en las tasas de secuestro medias de 0,49 (N=33) y 0,34
Mg ha-1 año-1 (N=25) respectivamente. La combinación de más de una práctica alternativa resulta
en aumentos de SOC normalmente mayores que las prácticas individuales (RMP: 46,1%, N=37).
Los datos también muestran un menor contenido de SOC en suelos sin fertilizar (Unfertilized: -7%,
N=17) que en aquellos fertilizados químicamente. Los suelos bajo manejo ecológico (ORG)
almacenan como media un 26% más de carbono (N=80), con una tasa de secuestro media 1 Mg
C ha-1 año-1 mayor que el manejo convencional (N=44).
4. Conclusiones
Los fertilizantes orgánicos sólidos (compost, estiércol, residuos agroindustriales, residuos urbanos
y cubiertas vegetales) han mostrado ventajas para la mitigación de GEI respecto a la fertilización
sintética, tanto a nivel de reducción de emisiones directas de N2O como de incremento del
secuestro de C. Sin embargo, estas diferencias no existen para los fertilizantes orgánicos líquidos
(purines), que suele estar muy mineralizados. El potencial de mitigación también existente aguas
arriba, por el ahorro de energía fósil, las ventajas asociadas a la gestión de residuos, y la
relevancia que tiene el nivel de la materia orgánica en los suelos en la adaptación al cambio
climático en un contexto de aridización, sugieren que el empleo de enmiendas orgánicas debería
maximizarse en la agricultura mediterránea. Sin embargo, son necesarios estudios integrales que
cuantifiquen las emisiones producidas durante todo el ciclo de vida de los fertilizantes empleados.
La reducción o eliminación del laboreo también conlleva ventajas respecto al laboreo convencional
en términos de secuestro de carbono, si bien los datos existentes sugieren un nivel de emisiones
de N2O mayor que bajo laboreo convencional. El mayor potencial de mitigación está en la
combinación de múltiples prácticas alternativas que tiendan a maximizar los aportes orgánicos,
tanto internos como externos, y minimizar las pérdidas por mineralización. Este es uno de los
objetivos de la agricultura ecológica, que en efecto ha mostrado una influencia positiva sobre el
secuestro de C. A menudo los sistemas ecológicos estudiados, sin embargo, no aplican muchas
de las prácticas disponibles, lo que redunda en un nivel de secuestro de C muy inferior a su
potencial.
En suma, los datos apuntan a un amplio potencial de mitigación de GEI mediante técnicas
alternativas de manejo en condiciones mediterráneas, aunque aún existe un amplio grado de
incertidumbre debido a la limitación en la información disponible.
Referencias
IPCC (2006) 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Institute for Global
Environmental Strategies, Hayama.