Las decisiones que toman los agricultores durante la primavera y el verano pueden aumentar drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) más adelante en el invierno.
Ese es un punto clave de un nuevo estudio de la Universidad de Vermont que muestra, por primera vez, que los impactos de las decisiones de los agricultores sobre el uso del estiércol se extienden más allá de la temporada de crecimiento para influir en las emisiones en los días cálidos del invierno.
«Esto podría tener grandes impactos a medida que los inviernos se calienten y los suelos se descongelen con mayor frecuencia», dijo la autora principal Carol Adair, de la Escuela Rubenstein de Medio Ambiente y Recursos Naturales de la UVM y del Instituto Gund para el Medio Ambiente. «Si las tierras de cultivo se mueven más al norte con el calentamiento de los climas, esto podría aumentar las contribuciones de la agricultura a las emisiones globales de gases de efecto invernadero.»
El estudio, publicado en la revista Soil Science Society of America Journal, proporciona algunas de las primeras medidas de las emisiones de gases de efecto invernadero de los suelos agrícolas de Vermont y destaca importantes compensaciones con las prácticas agrícolas actuales, como la inyección de estiércol en los suelos.
Aunque se sabe que las decisiones de los agricultores de añadir nutrientes a sus campos afectan las emisiones de gases de efecto invernadero durante la temporada de crecimiento, Adair y sus colegas encuentran que estas opciones tienen efectos duraderos: pueden aumentar las emisiones de gases de efecto invernadero poderosos, especialmente el óxido nitroso (N2O), durante los deshielos invernales.
Las emisiones de GEI (CO2 y N2O) de los suelos agrícolas han sido bien estudiadas durante la temporada de cultivo, y mucho menos durante el invierno. Comprender las consecuencias duraderas de las decisiones de gestión es cada vez más importante, ya que se espera que la agricultura se expanda e intensifique en las regiones septentrionales a medida que se calienta el clima, dicen los investigadores.
«Al inyectar estiércol, los agricultores intentan hacer lo correcto y mantener el estiércol en la granja, en sus suelos y cultivos, y fuera de las vías fluviales», dijo Adair. «Estos resultados, junto con nuestra investigación previa que encontró que las inyecciones también aumentan las emisiones durante la temporada de crecimiento, sugieren que puede haber importantes compensaciones que considerar al decidir sobre un método de aplicación del estiércol».
Las emisiones de GEI son el resultado de la actividad de microbios del suelo, como las bacterias, que descomponen el estiércol en nutrientes utilizables por los cultivos. «Durante los inviernos típicos, cuando los suelos son muy fríos, los microbios básicamente hibernan, pero están esperando las condiciones adecuadas para volver a estar activos», dijo Adair. «Cuando los suelos se calientan un poco, o se descongelan, los microbios se despiertan y rápidamente empiezan a producir GEI.»
Los investigadores llevaron a cabo un estudio de laboratorio en suelos congelados recolectados de pruebas de campo en Vermont. Las tierras agrícolas recibieron diferentes métodos de aplicación de estiércol (difusión, difusión más incorporación por arado e inyección) durante el período vegetativo. En el laboratorio, los investigadores sometieron los núcleos del suelo a un tratamiento de congelación, congelación/descongelación o descongelación durante ocho días.
El equipo de investigación encontró que el método de aplicación del estiércol tuvo un fuerte impacto en las tasas de emisión de CO2 y N2O -un GEI aproximadamente 300 veces más potente para atrapar el calor que el CO2- de los suelos. Durante los deshielos invernales, las emisiones de N2O de los suelos con inyección de estiércol fueron hasta 20 veces mayores que las emisiones de los suelos con difusión en superficie o difusión más aplicación de estiércol.
La liberación de CO2 y N2O fue hasta ocho veces mayor en los suelos que se descongelaron que en los suelos que quedaron congelados, pero esto varió dependiendo del método de aplicación del estiércol. Las emisiones de óxido nitroso de los suelos inyectados fueron 2-3 veces mayores que las de los suelos esparcidos con estiércol y 4-19 veces mayores que las de los suelos esparcidos y arados. El tipo de aplicación de estiércol también afectó al CO2, pero no tanto como al N2O.
Los investigadores tienen algunas teorías sobre por qué las emisiones de GEI son mayores con la inyección de estiércol y planean estudios adicionales. «Los microbios que producen CO2 y N2O necesitan carbono y nitrato, y las inyecciones de estiércol a 6-8 pulgadas por debajo de la superficie del suelo pueden aumentar la disponibilidad de esos nutrientes», dijo Adair. «Otra razón potencial es que los tratamientos de aplicación del estiércol cambian las comunidades microbianas; puede haber más del tipo de microbios que producen N2O en los suelos inyectados».
«Este estudio nos dio un punto de partida increíblemente útil para expandir esta investigación y nos permitió trabajar con más agricultores de Vermont», dijo Lindsay Barbieri, estudiante de doctorado en la Escuela Rubenstein y el Instituto Gund. «Juntos estamos monitoreando las emisiones de GEI, junto con la calidad del agua, el rendimiento de los cultivos y otras mediciones, a partir de las prácticas y suelos agrícolas. Esto está sucediendo directamente en el campo, por períodos más largos de tiempo, a medida que trabajamos para entender mejor las complejidades de las prácticas agrícolas y el papel de las emisiones de GEI en Vermont».