Una mejor distribución espacial de los fertilizantes permitiría reducir la contaminación sin afectar a las cosechas

Un reciente trabajo publicado en la revista Global Biogeochemical Cycles señala cómo una redistribución espacial de los fertilizantes aplicados a cultivos podría reducir sensiblemente la contaminación por nitrógeno sin afectar a las cosechas (Mueller et al. 2017). Este trabajo liderado por Nathaniel Mueller (Harvard University, USA) es el resultado de una colaboración internacional entre varios países en la que también han participado investigadores de la red REMEDIA. El trabajo ha sido resaltado por el Editor de la revista.

La distribución espacial eficiente de nitrógeno (N), u  “optimal allocation” en inglés, tiene como objetivo maximizar la eficiencia de una cantidad definida de N reduciendo las pérdidas al medioambiente (Figura 1). Esta metodología fue desarrollada por Mueller et al. (2014) y aplicada a los principales cereales en base a la base de datos previamente generada a escala global (Mueller et al. 2012) para el año 2000.

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Figura 1. La línea azul muestra la “tradeoff frontier” que describe la máxima cosecha alcanzable a un nivel de surplus determinado tras relocalizar eficientemente los fertilizantes. Como se observa el surplus podría ser reducido sensiblemente sin afectar la cosecha o también sin modificarse el surplus, la cosecha podría ser incrementada. Esta figura corresponde a los resultados de 1994-2009. Los resultados de décadas anteriores pueden consultarte en el artículo (Mueller et al. 2017).

En este caso se ha estudiado la evolución de los patrones espaciales de eficiencia de uso del nitrógeno desde 1960 a 2009 a nivel de 12 grandes macro-regiones del mundo y para todos los cultivos agregados. Este estudio ha utilizado los datos obtenidos recientemente por Lassaletta et al. (2016) y publicados en los materiales suplementarios del mismo trabajo (link).

Mueller et al. 2017 concluyen que las mejoras agronómicas han aumentado significativamente la productividad de los cultivos durante las últimas cinco décadas sin embargo la eficiencia espacial en la aplicación de los fertilizantes se ha reducido en paralelo. Una redistribución óptima de los fertilizantes a escala global permitiría una reducción de las emisiones de N de hasta un 41% sin afectar a la producción global.

Los autores reconocen que llevar a cabo esta redistribución a escala global podría ser difícil desde un punto de vista práctico, sin embargo los resultados indican hasta qué punto la agricultura podría ser mucho más sostenible. Esta aproximación es conservadora debido a la resolución de la aproximación y la optimización podría ser mayor abordando la redistribución a escala local. Escalas más locales o regionales pueden ser mucho más adecuadas y además más eficientes para generar alternativas de manejo más fácilmente aplicables. Los mismos autores incluyendo también nuevos investigadores, continúan esta línea de trabajo para la agricultura mediterránea.

Referencias

Lassaletta, L., Billen, G., Garnier, J., Bouwman, L., Velazquez, E., Mueller, N.D., Gerber, J.S., 2016. Nitrogen use in the global food system: past trends and future trajectories of agronomic performance, pollution, trade, and dietary demand. Environmental Research Letters 11, 095007.

Mueller, N.D., Gerber, J.S., Johnston, M., Ray, D.K., Ramankutty, N., Foley, J.A., 2012. Closing yield gaps through nutrient and water management. Nature 490, 254-257.

Mueller, N.D., Lassaletta, L., Runck, B., Billen, G., Garnier, J., Gerber, J.S., 2017. Declining spatial efficiency of global cropland nitrogen allocation. Global Biogeochemical Cycles, 31.

Mueller, N.D., West, P.C., Gerber, J.S., MacDonald, G.K., Polasky, S., Foley, J.A., 2014. A tradeoff frontier for global nitrogen use and cereal production. Environmental Research Letters 9, 054002

Esta entrada ha sido redactada por los autores de Mueller et al 2017

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MODELIZACIÓN DEL SECUESTRO DE CARBONO EN MONTE BAJO DE CASTAÑO: EFECTO DE LA GESTIÓN FORESTAL

Las masas forestales juegan un papel importante en la fijación y almacenamiento de carbono, por lo que el desarrollo de modelos predictivos que permitan conocer la evolución de su almacenamiento bajo diferentes escenarios selvícolas supone una herramienta esencial para evaluar sus efectos de mitigación frente al cambio climático. Si bien la principal técnica de manejo forestal para almacenar carbono y mitigar el CO2 atmosférico involucra la reforestación, también es importante tener en cuenta el manejo de los bosques existentes.

Es esencial evaluar el efecto de cada alternativa selvícola, para así lograr una evaluación práctica y realista del papel (potencial) de los bosques en la mitigación del cambio climático. Sin embargo, no sólo es importante evaluar el almacenamiento de carbono en la biomasa y el suelo. Los productos maderables juegan un papel significativo en el almacenamiento de carbono del sistema por lo que su evaluación y cuantificación en términos de carbono es fundamental. En este sentido, este trabajo ofrece un enfoque innovador para evaluar el secuestro de carbono en monte bajo de castaño considerando la importancia de los flujos de carbono en toda la cadena de valor monte-industria.

En este trabajo publicado en la revista Journal of Cleaner Production por el CETEMAS en colaboración con el Instituto de Gestión Forestal Sostenible de la Universidad de ValladolidINIA se plantearon los siguientes objetivos:

1) Determinar la línea base de almacenamiento de carbono en monte bajo de castaño (Castanea sativa Mill.) en el norte de España (Asturias);

2) Evaluar el efecto de la gestión forestal (claras y turnos de corta) en el almacenamiento de carbono;

3) Evaluar el efecto de sustitución de los productos maderables de castaño como alternativa a otros materiales de mayor consumo energético.

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Marco metodológico del estudio: para evaluar el contenido de carbono de la biomasa aérea y subterránea, suelo y productos maderables bajo diferentes escenarios selvícolas se utilizó el modelo CO2FIX v 3.1. (http://www.efi.fi/projects/casfor/). Este modelo cuantifica de forma simplificada el almacenamiento de carbono de una masa forestal proporcionando información sobre el flujo y balance de carbono en el tiempo, permitiendo realizar simulaciones para múltiples rotaciones. La parametrización del  modelo en función de la edad de la parcela se llevó a cabo utilizando datos de crecimiento de las masas, datos climáticos, “turn-over” del desfronde, datos de procesamiento de los productos maderables en el aserradero y datos de su vida útil y fin de vida.

Se evaluaron cinco alternativas selvícolas: línea base (escenario 1), donde se evaluó el sistema actual de aprovechamiento que se realiza en la zona para la especie: corta final a la edad de turno (40 años) sin intervenciones selvícolas previas. Escenarios A donde se planteó una selección de brotes a los 10 años, una clara a los 15 años, y corta final a dos edades diferentes, a los 40 años (A-Th1R40) y a los 60 años (A-Th1R60). Y escenarios B donde se plantearon las mismas intervenciones selvícolas que en el escenario A, pero añadiendo una clara a la edad de 26 años y también a dos edades de corta final, 40 años (B-Th1R60) y 60 años (B-Th2R60).

Los resultados sugieren que la aplicación de claras en el manejo del castaño alteró el carbono total del sistema. Cuando el manejo forestal fue intenso (más de una clara), se observó una pérdida de carbono con respecto a la línea base. Sin embargo, en los escenarios donde sólo se consideró una clara, se observó un pequeño aumento en el carbono total comparado con la línea base, principalmente en términos del carbono almacenado en los productos maderables. Además, extender la rotación de 40 a 60 años bajo este régimen silvícola proporcionaría un aumento del 9,14% en el carbono total al permitir un mayor crecimiento de la biomasa y en consecuencia un aumento del almacenamiento de carbono (Tabla 1).

Tabla 1. Evolución del contenido de carbono en cada escenario por rotaciones y componentes

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Por otra parte, se observó un efecto positivo en el almacenamiento de carbono total cuando se dispone de más madera para la fabricación de productos de vida larga (ej. vigas). El efecto positivo en disminución de las emisiones de gases efecto invernadero mediante la sustitución de materiales como el cemento o combustibles fósiles supuso una adición más en términos de los efectos de mitigación de esta especie (Figura 1).  En su conjunto, la información obtenida en este trabajo ayudará a los gestores forestales en su planificación y toma de decisiones, teniendo en cuenta la importante opción de mitigación de la especie.

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Figura 1. Efecto de sustitución en las emisiones de GEI al reemplazar los materiales tradicionales (hormigón para la construcción y combustibles fósiles para calefacción) por los productos de madera de castaño.

Este trabajo se encuentra dentro de la línea de investigación que lleva a cabo nuestro grupo del CETEMAS sobre el “Efecto de la gestión selvícola de las masas forestales del norte de España en la mitigación del cambio climático”.

Referencia del artículo:

Prada M, Bravo F, Berdasco L, Canga E, Martínez-Alonso C. 2016. Carbon sequestration for different management alternatives in sweet chestnut coppice in northern Spain. Journal of Cleaner Production 135 (1): 1161-1169 http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.07.041

Contacto:

Celia Martínez-Alonso, investigadora de Centro Tecnológico Forestal y de la Madera (CETEMAS) de Asturias.

cmartinez@cetemas.es

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Figura 1. Efecto de sustitución en las emisiones de GEI al reemplazar los materiales tradicionales (hormigón para la construcción y combustibles fósiles para calefacción) por los productos de madera de castaño.

Número Especial en mitigación y cuantificación de emisiones de gases de efecto invernadero en cultivos mediterráneos

Tras un duro periodo de más de un año de propuestas, búsqueda de trabajos y revisores, revisiones, etc., estamos muy felices de poder compartir el cierre del Número Especial sobre Mitigación y Cuantificación de Gases de Efecto Invernadero en sistemas agrícolas de clima mediterráneo que hemos editado para la revista Agriculture, Ecosystems & Environment.

El Número cuenta con catorce contribuciones de un gran nivel científico y que recogen información relevante sobre mitigación de emisiones de óxido nitroso y metano, y secuestro de carbono en sistemas agrícolas de la cuenca mediterránea así como en Chile, California, Australia, etc.

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Se trata de trabajos tanto de campo como de modelización con modelos de procesos. En el volumen se incluye también una completa revisión sobre el estado del arte y un actualizado meta-análisis en el que se muestran los principales factores rectores de las emisiones de N2O en estos sistemas.

 

Queremos con este post, además de informaros, agradecer a todas las personas que habéis trabajado en la redacción de artículos y/o como revisoras de otros trabajos. Esta gran aventura con final feliz no habría sido posible sin vuestro apoyo y contribución.

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Comentaros también que Luis y yo acabamos de regresar de Australia en donde hemos tenido la oportunidad de presentar alguno de los trabajos del Número Especial en la Conferencia Internacional del Nitrógeno.

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Por último, deciros que estamos intentando organizar, para después de Navidades, una jornada de presentación de las principales conclusiones de los trabajos. Os iremos informando y esperamos que podáis participar.

Un abrazo,

Alberto Sanz Cobeña, Luis Lassaletta, Josette Garnier y Pete Smith

Un artículo de miembros de la Red REMEDIA es seleccionado como artículo del mes por la European Society for Agronomy

El artículo “The new nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole succinic (DMPSA) as an alternative to DMPP for reducing N2O emissions from wheat crops under humid Mediterranean conditions”, cuyos autores Ximena Huérfano, Teresa Fuertes-Mendizábal, Kevin Fernández-Diez, José María Estavillo, Carmen González-Murua y Sergio Menéndez son investigadores del grupo “Eficiencia de uso del Nitrógeno en sistemas agrícolas y forestales” de la UPV/EHU y miembros de la Red REMEDIA, ha sido seleccionado por la ESA (European Society for Agronomy) como “EJA paper of the month”

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El Editor Jefe del European Journal of Agronomy (EJA), John Porter, pone de relevancia la contribución de este artículo en el contexto de los métodos para reducir los gases de efecto invernadero en la producción de cereales.

En este trabajo, tras dos años de ensayos en campo los autores concluyen que el nuevo inhibidor de la nitrificación DMPSA se comporta de forma similar al DMPP, reduciendo las emisiones de N2O a niveles del tratamiento sin fertilización, sin afectar al rendimiento y la calidad del cultivo de trigo.

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(Ximena Huérfano, Teresa Fuertes-Mendizábal, Kevin Fernández-Diez, José María Estavillo, Carmen González-Murua, Sergio Menéndez. 2016. The new nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole succinic (DMPSA) as an alternative to DMPP for reducing N2O emissions from wheat crops under humid Mediterranean conditions. EJA, 80, 78-87)

El enlace a la noticia en la página web de la ESA es el siguiente:

http://www.european-agronomy.org/frontpage/item/highlight-of-the-eja-paper-of-the-month-26-november-2016.html

 

Número especial sobre gases de efecto invernadero en el sector agrícola en España

Os anunciamos que el próximo número de octubre de la revista Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change publicará el número especial Greenhouse Gas Mitigation in the Agricultural Sector in Spain que se ha publicado desde la Red Remedia. El número, que han editado los miembros de  la Red Jorge Álvaro-Fuentes (EEAD-CSIC), Agustin del Prado (BC3) y David Yáñez-Ruiz (EEZ-CSIC), está formado por los siguientes diez trabajos que se presentaron y seleccionaron durante el II Workshop Remedia celebrado en Zaragoza los días 11 y 12 de abril de 2013.

Leakage of nitrous oxide emissions within the Spanish agro-food system in 1961–2009. L. Lassaletta, E. Aguilera, A. Sanz-Cobena, G. Pardo, G. Billen, J. Garnier, B. Grizzetti

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Towards mitigation of greenhouse gases by small changes in farming practices: understanding local barriers in Spain. B. Sánchez, J. Álvaro-Fuentes, R. Cunningham, A. Iglesias

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Sustainable land management practices as providers of several ecosystem services under rainfed Mediterranean agroecosystems. M. Almagro, J. de Vente, C. Boix-Fayos, N. García-Franco, J. Melgares de Aguilar, D. González, A. Solé-Benet, M. Martínez-Mena

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Influence of tree species composition, thinning intensity and climate change on carbon sequestration in Mediterranean mountain forests: a case study using the CO2Fix model. S. Alvarez, C. Ortiz, E. Díaz-Pinés, A. Rubio

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Carbon stocks in a Scots pine afforestation under different thinning intensities management. R. Ruiz-Peinado, A. Bravo-Oviedo, G. Montero,  M. del Río

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Factors affecting CO2 efflux rates and the stability of soil organic carbon storage in volcanic soils of the Canary Islands. C. M. Armas-Herrera, J. L. Mora, C. D. Arbelo, A. Rodríguez-Rodríguez

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Carbon conservation strategy for the management of pig slurry by composting: Initial study of the bulking agent influence. A. Santos, M. A. Bustamante, R. Moral, M. P. Bernal

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Development of a new model for the simulation of N2O emissions: a case-study on wheat cropping systems under humid Mediterranean climate. P. Gallejones, A. Aizpurua, M.A. Ortuzar-Iragorri, A. del Prado

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Soil moisture determines the effectiveness of two urease inhibitors to decrease N2O emission. A. Sanz-Cobena, D. Abalos, A. Meijide, L. Sanchez-Martin, A. Vallejo

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NUTGRANJA 2.0: a simple mass balance model to explore the effects of different management strategies on nitrogen and greenhouse gases losses and soil phosphorus changes in dairy farms. A. del Prado, W. J. Corré, P. Gallejones, G. Pardo, M. Pinto, O. del Hierro, O. Oenema

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Además, el número especial presenta un artículo introductorio (Greenhouse gas mitigation in the agricultural sector in Spain) en el que los tres editores invitados hacen una breve introducción a la investigación sobre mitigación de gases de efecto invernadero en el sector agroforestal en España.

Os deseamos que disfrutéis leyendo los artículos publicados en este número especial que ha sido posible no solo gracias al trabajo de los editores y autores sino también al trabajo de tod@s los soci@s de Remedia.

 

Jorge Álvaro-Fuentes, Agustin del Prado y David Yáñez-Ruiz

 

VARIACIÓN ESTACIONAL EN LAS EMISIONES DE NH3 y GEI EN UNA EXPLOTACIÓN AVÍCOLA DE PUESTA

El amoníaco (NH3) es uno de los gases más nocivos en las instalaciones avícolas, ya que es causante del deterioro de la calidad del aire, pudiendo afectar tanto al potencial productivo de los animales como a su bienestar. Así, se han descrito pérdidas de peso en aves alojadas en ambientes a partir de 25 ppm. El NH3 se produce en los procesos de descomposición del ácido úrico presente en la gallinaza, siendo las emisiones mayoritarias a nivel de alojamiento y durante la aplicación de la gallinaza al suelo.

Debido a su repercusión ambiental (acidificación, eutrofización), las emisiones de NH3 a nivel europeo son reguladas por la Directiva 2001/81/CE sobre techos nacionales de emisión. Los techos de emisión de NH3 para el periodo 2010-2014 han sido superados en España (Sistema Español de Inventario, MAGRAMA). Del mismo modo, las emisiones a nivel industrial se regulan mediante la Directiva de Emisiones Industriales (2010/75/UE), la cual en España afecta a 500 explotaciones de puesta con un censo superior a las 40.000 gallinas (Registro Estatal de Emisiones y Fuentes ContaminantesPRTR-España). Por otra parte, la reciente adaptación a la normativa de bienestar animal (Directiva 1999/74/CE) en el sector avícola de puesta ha supuesto unos cambios en cuanto a la densidad ganadera que hace necesaria una revisión de las emisiones de NH3 referidas a estos sistemas.

En este trabajo publicado en la revista Biosystems Engenieering, NEIKER-Tecnalia en colaboración con la Universitat Politècnica de València (UPV) llevó a cabo una monitorización in situ y de forma continua de la emisión de NH3, y de gases de efecto invernadero (GEI) como el metano (CH4), el oxido nitroso (N2O) y el dióxido de carbono (CO2), en una explotación avícola de puesta intensiva del País Vasco adaptada a la Directiva Comunitaria de Bienestar. La monitorización de la emisión abarcó 550 días, con el fin de obtener una amplia base de datos que permitiese relacionar las emisiones de NH3 y los GEI con cambios en las condiciones ambientales y de manejo.

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La emisión anual media de NH3 fue de 115,7 mg/d/gallina, valor similar a trabajos publicados por otros autores para este tipo de sistema. Este nivel de emisión representó la pérdida por volatilización del 7% del N total acumulado en la gallinaza. Los resultados mostraron diferencias estacionales en la emisión de NH3, siendo 90,3 mg/d/gallina y 144,9 mg/d/gallina en invierno y verano, respectivamente.

Los mayores picos de emisión se dieron en verano, cuando ventilaciones altas coincidieron con largos periodos de acumulación de la gallinaza en las cintas (5 días). Las emisiones más bajas en cambio, se dieron en invierno con menores frecuencias de extracción (3 días) y menor flujo de ventilación. Si bien la emisión de NH3 fue mayor en verano, se observó que la diferencia entre el día y la noche en las emisiones de NH3 eran similares en verano y en invierno.

En cuanto a los valores de GEI, las pérdidas de N en forma de N2O fueron insignificantes a lo largo de todo el ciclo productivo (4,5 mg/d/gallina). Las emisiones de CH4, se situaron también en niveles bajos (90 mg/d/gallina) debido a que en el manejo de la gallinaza en cintas no se establecen condiciones anaeróbicas suficientes para su generación. El CO2 se mantuvo en concentraciones aceptables (<5000 ppm) durante todo el ciclo y el control de su emisión fue un buen indicador del efecto de la ventilación sobre los demás gases.

En resumen, los resultados del estudio permitieron concluir que una adecuada estrategia de mitigación de las emisiones de NH3, debería incidir en aumentar la frecuencia de extracción de la gallinaza y ajustar las tasas de ventilación, adecuándose a la estacionalidad y a los patrones horarios de emisión. Por otra parte las emisiones de GEI en este tipo de explotación no son relevantes.

Referencia del estudio:

Oier Alberdi, Haritz Arriaga, Salvador Calvet, Fernando Estellés, Pilar Merino. 2016. Ammonia and greenhouse gas emissions from an enriched cage laying hen facility, Biosystems Engineering 144: 1-12. Link

Oier Alberdi (NEIKER-Tecnalia)

Información subida por Agustin del Prado (BC3)

 

¿Qué implica el acuerdo de París para nuestra agricultura y sistemas forestales?

España (y la Unión Europea), a través de sus compromisos indicativos o contribuciones nacionales (INDCs, por sus siglas en inglés Intended Nationally Determined Contributions), no especifica aun sobre las políticas climáticas de cómo o si incluir los sectores que engloban los Usos de la Tierra, Cambio de Uso de la Tierra y Silvicultura (UTCUTS) y Agricultura (conocidos también como AFOLU por sus siglas en inglés) dentro del marco de reducción de emisiones de GEI de 2030 del 40%.

No obstante, establece el plazo para implantar dichas políticas tan pronto como las condiciones técnicas le permitan y necesariamente antes del año 2020. Dependiendo de la metodología que se utilice, este cálculo pudiera estar sujeto a una gran incertidumbre. Tampoco se especifica qué medidas se van a poner en práctica para adaptar el sector AFOLU al cambio climático.

Las proyecciones climáticas del IPCC indican que en la región mediterránea (en la que se encuentra España) experimentará un incremento de sus temperaturas y menores precipitaciones anuales. Los veranos serán más calurosos y secos, y por tanto, se podrán incrementar los períodos de sequía estivales y aparecer con una mayor frecuencia eventos climáticos extremos como inundaciones o granizo. Estos cambios en el clima se prevén que tengan un impacto importante en el sector primario en los sistemas de cultivos, ganadería y sector forestal. El período de crecimiento de las plantas podría también sufrir cambios, la disponibilidad de agua sería menor, afectando negativamente a los rendimientos. Los daños podrían paliarse, si se ponen en marcha medidas de adaptación, en los sistemas mediterráneos más vulnerables (p. e. aquellos más dependientes de la disponibilidad de agua o más sensibles a cambios bruscos ambientales).

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La agricultura, sistemas forestales y los usos de la tierra representan sectores no-ETS (no sujetos a comercio de emsiones: Emissions Trading System, ETS en inglés) muy singulares ya que no sólo pueden verse afectados muy dramáticamente por el Cambio Climático, sino que además de ser fuente de emisiones de GEI y la mitigación potencial puede derivarse de la reducción de las emisiones de GEI, a la vez, pueden representar una oportunidad para el secuestro de carbono.

Según el último informe del IPCC (Smith y col., 2014) el sector AFOLU es responsable de aproximadamente las emisiones de 10-12 Gt CO2-eq/año globalmente, lo cual representa entre un 20-24% del total de las emisiones GEI producidas por el hombre. Sólo el sector energético produce globalmente más emisiones GEI. Las principales actividades emisoras son la desforestación y las emisiones agrícolas provenientes de la ganadería, las tierras y el manejo de los nutrientes. Mientras que en los últimos años se ha observado un decrecimiento de las emisiones de CO2 provenientes de los sistemas forestales y usos de la tierra debido principalmente a la disminución de la de la tasa de desforestación, las emisiones provenientes de la agricultura y ganadería han crecido, especialmente en los países en desarrollo. En España, por ejemplo para el año 2014 y según inventarios oficiales, emitió en el sector agrícola 40 Mt CO2-eq, lo cual representa aproximadamente el 14% de las emisiones totales de GEI antropogénicas. La mayor parte de estas emisiones de GEI están vinculadas a las emisiones de metano (CH4) provenientes de la ganadería y el óxido nitroso (N2O) proveniente de la aplicación de fertilizantes en las tierras. El sector FOLU (sistemas forestales principalmente) actuó de sumidero, estimándose aproximadamente una acumulación neta de C de aproximadamente 34 Mt CO2-eq.

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El acuerdo de París supone una oportunidad para intentar introducir políticas a nivel europeo o estatal que puedan ayudar a reducir el impacto del sector agrícola en la generación de GEI y que favorezcan prácticas de secuestro de carbono. Hay numerosos estudios (p. e. Vermont y De Cara, 2010) que ya han indicado que hay un potencial considerable de mitigación en la agricultura europea a través de instrumentos políticos de mercado de emisiones. También, a través de políticas de reducciones voluntarias.

Según informes de la Comisión Europea ,  el sector agrícola necesita reducir sus emisiones cerca del 36% para 2030 y entre 42-49 % para 2050. Desde 1990 hasta 2011 ha habido una reducción ya del 22%. Sin embargo, esta reducción de emisiones de GEI en la agricultura europea ha tenido lugar en gran medida como resultado de una reducción de las cabezas ganaderas y a través de la disminución en uso de fertilizantes nitrogenados siguiendo las medidas de la Directiva de Nitratos en sus planes de acción (Velthof y col., 2014). La última reforma de la Política Agrícola Europea (PAC), aunque representa un esfuerzo importante para la disminución del impacto medioambiental de la agricultura europea, sólo ha introducido pequeños elementos en relación a la protección del clima a través del fomento de los pastos permanentes y por tanto, intentando mejorar el potencial secuestro de carbono en el suelo (Del Prado y col., 2014).

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Científico-técnicamente, dentro del contexto de la RED REMEDIA existe ya un conocimiento consolidado sobre las diferentes medidas posibles para poder introducirlos con cierta confianza sobre su eficiencia potencial. También hay conocimiento sobre la rentabilidad de dichas medidas para los agricultores, su efectividad y sobre qué políticas podrían favorecer su aplicación (p.e. Sanchez y col., 2016). Las medidas de mitigación, si se introdujeran en España, han de tener un reflejo en los inventarios nacionales de GEI para que puedan contabilizarse como reducciones de GEI en los informes que cada país ha de desarrollar y enviar a la UNFCCC. Por tanto, sería conveniente que parte de los esfuerzos a este nivel se encaminara en la mejora de dichos inventarios en el sector AFOLU.

Como ejemplo, Aguilera y col. (2013), en un meta-análisis donde sintetizaban los datos experimentales de emisiones de N2O en cultivos en el área mediterránea, indicaron que el factor con el que se está cuantificando las emisiones de N2O en los cultivos en España a través de los inventarios es 12 veces mayor (1% del total N en fertilizante) que el valor medio encontrado en la literatura (0.08%) para cultivos en secano. Como ejemplo ilustrativo, para el año 2009 y asumiendo una fertilización de 40 kg N/ha año media en el cereal español en secano (5 Millones hectáreas), utilizando el factor corregido en los inventarios de España resultaría en una estimación de 0.8 Mt CO2-eq menos que usando el factor por defecto.   Lo que ilustra la importancia de los inventarios y sus mejoras.

Respecto al sistema agroalimentario y siguiendo las conclusiones del último informe del IPCC (Smith y col., 2014) habría que intentar explorar no sólo enfocar sobre las medidas de mitigación que afectan directamente a los productores sino también aquellas que tienen que ver con la demanda (consumo, desperdicio). En los últimos tiempos se han venido haciendo diferentes estudios para analizar por ejemplo el efecto de introducir nuevos impuestos en determinados alimentos asociados directamente a la salud (p. e. azúcares, grasas…) y que tienen una repercusión indirecta en la huella de carbono de nuestras dietas (p.e. Garcia-Muros y col., en revision).

BIBLIOGRAFÍA

Aguilera, E., Lassaletta, L., Sanz-Cobena, A., Garnier, J. y Vallejo, A. 2013. The potential of organic fertilizers and water management to reduce N 2 O emissions in Mediterranean climate cropping systems. A review. Agriculture Ecosystems and Environment. 164, 32–52.

Del Prado, A., Mosquera-Losada, R.M., y Bardaji, I. 2014. Oportunidades y retos de los pastos frente a la nueva PAC en un contexto de cambio climático. 53 Reunión científica de la SEEP, 9-12 June 2014, Potes (Cantabria, Spain).

Garcia-Muros, X., Markandya, A., Romero-Jordan, D. and Gonzalez-Eguino, M. en revision. The distributional effects of carbon-based food taxes.

Sánchez, B., Iglesias, A., McVittie, A., Álvaro-Fuentes, J., Ingram, J, Mills, J., Lesschen,, J. P. y Kuikman, P. J. 2016. Management of agricultural soils for greenhouse gas mitigation: Learning from a case study in {NE} Spain. Journal of Environmental Management. 170: 37 – 49.

Smith P., Bustamante M., Ahammad, H. Clark, H. Dong, H. Elsiddig, E., AHaberl, . H., Harper, R., House, J., Jafari, M. Masera, O. Mbow, C., Ravindranath, N.H., Rice, C.W., Robledo- Abad C., Romanovskaya, A. Sperling, F. y Tubiello, F. 2014: Agriculture, Forestry and Other Land Use (AFOLU). In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Velthof, G. L. Lesschen, J. P., Webb, J. , Pietrzak, S., Miatkowski, Z., Pinto, M., Kros, J., y Oenema O. 2014. The impact of the Nitrates Directive on nitrogen emissions from agriculture in the EU-27 during 2000–2008. Science of The Total Environment, vol. 468–469, pp. 1225 – 1233.

Vermont B., y De Cara S. 2010. How costly is mitigation of non-CO2 greenhouse gas emissions from agriculture? : A meta-analysis. Ecological Economics, vol. 69, no. 7, pp. 1373–1386.

Autores 

Agustin del Prado (coordinador/presidente de la RED REMEDIA) y Maria José Sanz (Basque Centre For Climate Change-BC3)

La entrada es un extracto parte de la publicación en la revista AMBIENTA
Nº 114, 1er trimestre 2016. Temática: Acuerdo de París sobre cambio climático:

Del Prado A y Sanz M.J. 2016. Implicaciones del acuerdo de París en los sectores relacionados con los usos de la tierra, cambios de uso de la tierra y la silvicultura. AMBIENTA. Nº 114, 1er trimestre 2016. Pags 84-95. (link en pdf)

 

 

Manejo de suelos para la mitigación de GEI: Coste eficacia y barreras

Las políticas de mitigación para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la agricultura son renegociadas periódicamente y necesitan incluir resultados a nivel regional. La gestión de los suelos agrícolas tiene un gran potencial para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero o el secuestro de carbono. Muchas de las prácticas se basan en un extenso conocimiento agronómico y técnico, con beneficios demostrados para los agricultores y el medio ambiente. Sin embargo, existen limitaciones en el proceso de desarrollo de políticas ya que (a) las actividades agrícolas se basan en procesos biológicos y, por tanto estas prácticas tienen que ser determinadas en cuanto a la localización, el clima, los suelos y el tipo de cultivos; (b); la agricultura sustenta las comunidades rurales, y por tanto los costes y potenciales para la implementación necesitan ser evaluados a nivel regional y; (c) el potencial regional agregado del uso combinado de estas prácticas tiene que ser definido con el fin de alcanzar los compromisos de reducción.

Este estudio en el que han colaborado tres miembros de la red Remedia (Ana Iglesias, Jorge Álvaro-Fuentes y Berta Sánchez), proporciona información regional sobre los vínculos entre la mitigación del cambio climático y la economía de la gestión agrícola sostenible. Creemos que, en la aplicación de prácticas de mitigación, tres preguntas son importantes: ¿Son rentables para los agricultores? ¿Se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero? ¿Qué políticas favorecen su aplicación

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Marco metodológico del estudio

El estudio abordó estas cuestiones en tres pasos secuenciales. En primer lugar, se represento el contexto espacial a nivel regional en Europa mediante un mapeo sobre el uso de prácticas de mitigación más representativas para el manejo de suelos. En segundo lugar, se estimó el potencial de estas prácticas en términos de coste-efectividad generando una curva de Coste Marginal de Reducción de GEI, o curva MACC, en un estudio de caso del Mediterráneo (NE España). Finalmente, el análisis cualitativo se completó con una discusión de las posibles opciones vinculando los resultados científicos con la política regional de mitigación.

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MACC para las prácticas de manejo de suelos y cultivos en NE España (Aragón)

La curva MACC prioriza las prácticas de manejo para diferentes cultivos, de acuerdo a su potencial anual de mitigación (eje x en MtCO2e y-1) y coste (eje y en € / tCO2e ha-1 año-1). El eje y muestra el cambio en el margen bruto, las prácticas con valores negativos o por debajo de cero en realidad indican un aumento en los márgenes o un ahorro de los costes. El eje x muestra el potencial anual de mitigación por cultivo y para toda la región de estudio (Aragón), y dado que las prácticas se consideran aditivas, la reducción se contabiliza como acumulada. Los resultados muestran que las prácticas de gestión del suelo pueden ser económicamente atractivas para los agricultores mediterráneos, y a su vez lograr reducciones significativas (por ejemplo, 1.34 MtCO2e en la región de Aragón).

Link del artículo: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479716300032

Sánchez B, Iglesias A, McVittie A, Alvaro-Fuentes J, Ingram J, Mills J, Lesschen JP, Kuikman P (2016) Management of agricultural soils for greenhouse gas mitigation: Learning from a case study in NE Spain. Journal of Environmental Management, 170, 37-49. DOI: 10.1016/j.jenvman.2016.01.003

Revisión sobre el manejo del carbono orgánico del suelo en la agricultura de secano

Las zonas agrícolas de secano árido y semiárido cubren alrededor del 41% de la superficie del planeta. En general, dichas zonas presentan un bajo contenido de carbono orgánico en el suelo, debido a una productividad limitada por condiciones climáticas adversas. Prácticas de manejo inadecuadas, como el sobrepastoreo o un laboreo intensivo, han sido determinantes de la disminución del contenido de carbono en los suelos agrícolas y, consecuentemente, de la pérdida de la calidad de los mismos, así como de graves problemas de erosión y desertificación. Por tanto, en las zonas agrícolas de secano, el secuestro de carbono en los suelos es una estrategia fundamental para mitigar los efectos del cambio climático, mantener la calidad del suelo y, en definitiva, mejorar la biodiversidad y los servicios ecosistémicos de los que depende una buena parte de la actividad humana.

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En un trabajo recientemente publicado en acceso abierto, compañer@s de la RED REMEDIA y, a su vez,  investigadores de la EEAD-CSIC, del Institut National de la Recherche Agronomique de Francia (INRA-Toulouse), de la Universidad Politécnica de Madrid y de la Universidad de Lleida, han llevado a cabo una extensa revisión sobre el papel del manejo agrícola en el incremento de carbono en los suelos de las zonas de secano. La revisión se ha realizado desde una perspectiva multidisciplinar, considerando factores bióticos, abióticos y sociales. En el trabajo se examinan no solo los conocimientos adquiridos hasta la fecha sino también las lagunas de conocimiento que deberían abordarse en un futuro próximo.

La revisión destaca la necesidad de evaluar el impacto del cambio climático y el aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmosfera en la dinámica del carbono del suelo y en la productividad de los agroecosistemas de secano. Otro aspecto identificado en la revisión que requiere un mayor estudio es el papel del manejo agrícola en el contenido del carbono inorgánico del suelo.

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El trabajo subraya el importante potencial de los suelos de las zonas de secano para secuestrar carbono. En ese sentido, se señala la necesidad de mantener los restos de cosecha en la superficie del suelo, el uso de cultivos cubierta en las plantaciones arbóreas, la reducción del laboreo mediante técnicas de laboreo mínimo y siembra directa y el abandono de la práctica del barbecho. En el trabajo se incide además en la necesidad de mantener a largo plazo el uso de las técnicas de no laboreo, ya que ello redunda en una mayor porosidad del suelo, lo que contrarresta los efectos negativos asociados a la producción de óxido nitroso (N2O) como resultado del mayor contenido de agua en el suelo durante los primeros años de siembra directa. La adopción de todas estas prácticas se presenta como una estrategia clave para secuestrar carbono en las tierras de secano, con los consiguientes beneficios sociales y ambientales.

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Plaza-Bonilla D, Arrúe JL, Cantero-Martínez C, Fanlo R, Iglesias A, Álvaro-Fuentes J. 2015 Carbon management in dryland agricultural systems. A review. Agronomy for Sustainable Development 35: 1319-1334 (doi: 10.1007/s13593-015-0326-x)  (Plaza-Bonilla et al. 2015 ASDE)

Enlace: http://link.springer.com/article/10.1007/s13593-015-0326-x

 

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Daniel Plaza-Bonilla (INRA)

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Estudio a nivel mundial publicado en la revista de Nature’ Scientific Reports’ sobre la composición del microbioma del rumen

Por primera vez se ha llevado a cabo un estudio molecular de la composición en bacterias, arqueas y protozoos que residen en el rumen de 32 especies de rumiantes (vacas, ovejas, cabras, ciervos, alpacas, llamas, camellos, etc).

En este trabajo se han analizado muestras de 742 animales de 35 países diferentes en los 5 continentes y alimentados con dietas de diverso tipo (ver mapa)

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El equipo de investigación de la Estación Experimental del Zaidín (CSIC) ha contribuido con muestras de ovejas y cabras locales alimentadas con dietas a base de alfalfa y sometidas a tratamientos de inhibición de la producción de CH4. El trabajo es resultado del proyecto ‘Global Rumen Census’, liderado por Nueva Zelanda (http://www.globalrumencensus.org.nz/), en el que el investigador integrante de RED REMEDIA David Yáñez-Ruiz es representante en España.

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Los resultados muestran la gran diversidad del microbioma, sobre todo en el caso de bacterias, del que solo se conocen el 14 % de las secuencias analizadas. En el caso de arqueas la diversidad es menor, con un 77 % de secuencias pertenecientes a aquellas utilizan la vía hidrogenotrofa para producir CH4, mientras que el 22 % emplean grupos metilo. Se ha observado que existen mecanismos muy conservados y flexibles de la interacción entre productores y consumidores de H2 para la producción de CH4, lo que ilustra la complejidad de su control. La dieta que el animal recibe es el factor principal que determina la composición microbiana, mientras que la especie animal resulta menos determinante. A pesar de la gran diversidad microbiana observada, existe un núcleo común para todas las especies y zonas geográficas, lo que sugiere que el desarrollo de estrategias alimentarias basadas en al modulación de la microbiota ruminal, para reducir la producción de CH4 por ejemplo, podría aplicarse a gran escala.

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