¿Qué es el Carbono?

La agricultura de carbono, los mercados de carbono y el secuestro de carbono son solo algunos de los muchos términos que los agricultores escuchan constantemente en conferencias, seminarios web y en artículos. Sin embargo, los agrónomos y otros expertos en temas de agricultura rara vez cubren los conceptos básicos sobre carbono y por qué es esencial para los cultivos y el ambiente. Comencemos por el principio: ¿Qué es el carbono? El carbono es un elemento químico presente en la atmósfera, las plantas y el suelo, los combustibles fósiles y el océano. Todos estos grupos sirven como reservorios o sumideros de carbono, donde se almacena en diversas formas (en sólidos, líquidos o gases). El carbono cambia constantemente de forma y se mueve de un reservorio a otro a través de diferentes mecanismos que ocurren naturalmente o debido a la actividad humana.

Cada uno de estos reservorios tiene un papel específico en la transferencia de carbono y la agricultura.

Carbono atmosférico:

El carbono atmosférico está presente en forma de gases como el dióxido de carbono (CO₂) y el metano (CH₄). El dióxido de carbono es la materia prima que las plantas requieren para el crecimiento a través de un proceso impulsado por la luz llamado fotosíntesis. La planta utiliza el dióxido de carbono en la atmosfera para formar sustancias más complejas (o carbohidratos) por medio de la fotosíntesis. Los carbohidratos son utilizados por las plantas para construir paredes celulares, fibras, tallos, hojas, flores, raíces, tubérculos, madera, ramas, granos y frutas.  

Carbono del suelo:

El carbono del suelo puede estar presente en formas inorgánicas u orgánicas. Las formas inorgánicas de carbono incluyen carbonatos de calcio, como la dolomita y la piedra caliza. Las formas orgánicas de carbono están presentes en plantas, animales y microorganismos vivos y en descomposición. Además, las plantas, los microorganismos y la fauna del suelo interactúan liberando carbono orgánico en el suelo. Por ejemplo, las raíces en crecimiento liberan sustancias que contienen carbono en el suelo que servirán como alimento para las comunidades microbianas y como señales para reclutar microorganismos beneficiosos como bacterias fijadoras de nitrógeno y micorrizas. Por lo tanto, la interacción entre las plantas, la fauna y los microorganismos contribuye a la reserva de carbono orgánico del suelo. Cuando los microorganismos descomponen los restos vegetales, el carbono se libera a la atmósfera en forma de CO₂.  

Combustibles fósiles:

El petróleo crudo y el carbón son productos derivados de los restos descompuestos de plantas y animales que habitaron la tierra hace millones de años. Los combustibles fósiles, ricos en carbono,  se utilizan principalmente para generar electricidad o fabricar productos que alimentan motores de gasolina y diesel. La combustión de combustibles fósiles libera CO₂ a la atmósfera, además de otros gases que se consideran contaminantes.

Carbono oceánico:

En el océano, el dióxido de carbono atmosférico se disuelve en el agua. Los organismos marinos utilizan el carbono como material de construcción para caracoles, y las plantas acuáticas y los microorganismos para la fotosíntesis. Muchos de los combustibles fósiles se derivan de un largo proceso de descomposición acuática y el ciclo del carbono dentro del océano. 

¿Por qué tenemos que preocuparnos por el carbono en la agricultura?

Los compuestos de carbono proporcionan el combustible que todos los organismos vivos necesitan para sobrevivir. Ya mencionamos la importancia del dióxido de carbono para la fotosíntesis en las plantas, pero ¿qué más hace? El carbono orgánico del suelo, que constituye más de la mitad de la materia orgánica del suelo y, por lo tanto, a menudo se conoce como tal, está compuesto principalmente de residuos de plantas y animales. A medida que este material se forma en el suelo, la estructura del suelo mejora, al igual que su capacidad para retener agua y nutrientes que de otro modo podrían perderse a través de la lixiviación o erosión. El carbono también suministra alimentos para los organismos vivos en el suelo, lo que aumenta la descomposición de los residuos, promoviendo así la liberación de nutrientes en la solución del suelo. Para una mirada más profunda al carbono orgánico del suelo y cómo mejora los suelos, lea la Hoja informativa de Agronomía 41: Carbono orgánico del suelo de la Universidad de Cornell.

Los sistemas de cultivos sin labranza y con coberturas a menudo tienen la mayor cantidad de carbono orgánico en el suelo porque permite que que se formen compuesto de carbono muy estables, evitando la liberación dióxido de carbono. Agregar cultivos de cobertura o forrajes a un sistema aumenta el volumen de raíces en el suelo durante todo el año, lo que significa que hay más alimentos para los microbios y más oportunidades para construir compuestos de carbono en el suelo. La cero labranza y los cultivos de cobertura a veces se denominan prácticas de secuestro de carbono, porque ayudan a mantener el carbono en el suelo, en comparación con lmétodos tradicionales de manejo del suelo.

¿Demasiado de algo bueno?

Si el carbono es algo tan bueno, ¿por qué deberíamos preocuparnos por el aumento de los niveles de CO₂ en la atmósfera? Las actividades humanas han llevado a la liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera. En consecuencia, los sumideros de carbono más grandes, por ejemplo, el océano, no pueden mantenerse al día con la incorporación de todo el CO₂ adicional que entra en la atmósfera, rompiendo el equilibrio natural del intercambio de carbono entre los reservorios. La cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera continúa estableciendo récords, alcanzando niveles más allá de las concentraciones que han causado el calentamiento natural de la Tierra en los últimos millones de años (1). En la atmósfera, el CO₂ gaseoso absorbe el calor, lo que hace que este gas sea un contribuyente crítico al aumento de las temperaturas que hemos experimentado en las últimas décadas. El aumento de las temperaturas ha provocado cambios en los patrones de precipitación, una mayor frecuencia de sequías y olas de calor, y fuertes aguaceros (1). Las predicciones climáticas para Pensilvania indican que a finales del siglo 21, la producción de maíz enfrentará un mayor riesgo de sequía y estrés por altas temperaturas durante las etapas críticas de crecimiento (2). El aumento de la variabilidad climática y la exposición a fenómenos meteorológicos más extremos contrarrestan los efectos positivos que los niveles de CO₂ en la atmósfera pueden tener en la agricultura y la productividad de las plantas en algunas regiones del país. En pocas palabras, en muchos casos, como la producción de maíz en Pensilvania, más carbono en el suelo es mejor que más carbono en la atmósfera.

Referencias

1- Lindsey, R. 2021. Cambio climático: dióxido de carbono atmosférico. NOAA Climate.gov.  (Consultado el 24 de mayo^de 2022) 

2- Prasad R, Gunn SK, Rotz CA, Karsten H, Roth G, et al. (2018).  Implicaciones climáticas y agronómicas proyectadas para la producción de maíz en el noreste de los Estados Unidos.  PLOS ONE 13(6): e0198623.

Traducción: Adriana Murillo-Williams