Efecto de los usos del suelo en la emisión de dióxido de carbono del suelo a la atmósfera en un agroecosistema semiárido del Valle del Ebro

Abstract

Los cambios en los usos del suelo han contribuido de manera importante al incremento de gases de efecto invernadero en la atmósfera, especialmente de dióxido de carbono, aumentando sus emisiones desde 1970 en un 80%. Estos cambios causan la alteración de los suelos provocando un impacto sobre el ciclo del carbono, aumentando las tasas de descomposición de la fracción orgánica creando así un flujo de CO2 a la atmosfera. Entre las recomendaciones del Panel Intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, en inglés), y contemplado en el Protocolo de Kyoto, se encuentra el proceso de secuestro de carbono en suelos, que implica la eliminación del CO2 atmosférico por parte de las plantas y su almacenamiento como materia orgánica del suelo. Para poder favorecer dicho proceso, en un determinado tipo de ecosistema, es fundamental conocer cuáles son los factores que gobiernan la respiración del suelo y el impacto que tienen los diferentes usos en la emisión de CO2. En el presente trabajo se han estudiado 4 usos del suelo representativos del secano aragonés: un monocultivo de cebada en siembra directa (NT), un suelo abandonado labrado (AC), un suelo abandonado no alterado (AU) y un suelo forestal (FR) con el objetivo de conocer sus tasas de respiración, la influencia de diferentes parámetros edáficos en ellas, y proponer cambios en el uso del suelo que ayuden a mitigar estas emisiones. Además, se ha dedicado un apartado para conocer cómo influyen diferentes técnicas de fertilización nitrogenada (mineral y orgánica) en la respiración de un monocultivo de cebada en siembra directa. En cuanto a los usos, los resultados obtenidos tanto in situ como en laboratorio muestran una mayor respiración en AC, siendo los valores más bajos los de NT y FR. Una de las principales conclusiones es que la supresión del laboreo y del periodo de barbecho largo, así como la conversión de tierras abandonadas y marginales a cultivos y zonas forestales se presentan en este tipo de ecosistemas como prácticas de secuestro de carbono. En el estudio de aplicación de fertilizantes, no se observó ningún cambio en la respiración del suelo después de la aplicación de nitrógeno mineral. En cambio, el suelo fertilizado con purín sí que mostró picos de emisión durante las siguientes horas a la incorporación de éste, debido fundamentalmente a su alto contenido de carbono lábil.

Land use changes have contributed significantly to increase the concentration of greenhouse gases in the atmosphere, especially carbon dioxide, whose emissions have grown since 1970 by 80%. These changes cause an alteration of soil inducing an impact on the global carbon cycle that accelerates the soil organic matter decomposition rates generating CO2 fluxes to the atmosphere. A process recommended by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), and recognized in the Kyoto Protocol, is the carbon sequestration that implies removal of atmospheric CO2 by plants and storage as soil organic matter. In order to implant this practice in a particular ecosystem, studies are necessary to understand the factors that govern soil respiration and the impact of different land uses on CO2 emissions. In this study, it was studied 4 different types of land uses representative of semiarid rainfed Aragón: a cropping system of barley under no-tillage (NT), an abandoned agricultural plowed field (AC), an abandoned uncultivated field (AU) and a forest area (FR). The objective of the present study was to evaluate the respiration rates, the environmental factors that influence these rates and to propose land use changes to mitigate CO2 emissions. Additionally, it is included a section to explore the response of soil respiration to nitrogen fertilization (mineral and organic) in a barley system. In the study of land uses, the obtained results in situ as well as in laboratory have shown the highest soil respiration in AC and the lowest in NT y FR. Thus, one of the main conclusions is that the suppression of tillage and the fallow period, and the conversion from abandoned and marginal soils to forest areas or crops are carbon sequestration practices in this ecosystem. In the study of nitrogen fertilization, there was no change in soil respiration rates after application of mineral nitrogen. In contrast, soil fertilized with manure showed peaks in CO2 emissions during the hours following the addition, mainly due to the high content of labile carbon of the manure.