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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Cultivos cubierta: una estrategia de mitigación y adaptación frente al cambio climático

Los cultivos cubierta o intercalares son aquellos que se introducen en las rotaciones con el principal objetivo de mejorar la sostenibilidad ambiental del sistema y no tanto para aumentar el beneficio económico. Sin embargo, debido a las innumerables ventajas que pueden ofrecer al agricultor como fuente de nutrientes, aporte de materia orgánica, mejoradores de la estructura del suelo o control de malas hierbas pueden suponer un beneficio económico a medio plazo.

Los usos más conocidos de los cultivos cubierta son protegiendo el suelo en las calles de cultivos leñosos y remplazando a los barbechos tradicionales en rotaciones de cultivo en las que el suelo queda desnudo durante un período largo de tiempo. Cuando pensamos en los beneficios ambientales asociados a los cultivos cubierta, nos viene a la cabeza su papel para controlar la erosión, fijar nitrógeno atmosférico, controlar la lixiviación de nitratos o mejorar la calidad del suelo; sin embargo, hay escasa información de su capacidad como estrategia para la mitigación y adaptación al cambio climático a pesar de que existe un común acuerdo en que mejoran la resistencia de los sistemas de cultivo ante situaciones adversas.

En el artículo recientemente publicado por Kaye y Quemada (2017) se parte de la comparación entre dos ensayos ampliamente estudiados de dos zonas climáticas my diferentes, una templada en Pensilvania (EEUU) y otra mediterránea-continental en Aranjuez (España), para evaluar el efecto de reemplazar los barbechos tradicionales por cultivos cubierta en el potencial de calentamiento global de los sistemas de cultivo y revisar su papel como estrategia de adaptación ante cambios futuros de temperatura o precipitación.

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Figura 1. Dos ensayos de cultivos cubierta en Aranjuez (Madrid) en primavera. El más cercano muestra parcelas de mezclas de veza/cebada vivas (verdes) ya matadas (amarillas) y suelo desnudo. El más lejano es un ensayo que ha comparado durante más de 10 años diferentes especies de cultivos cubierta frente al barbecho invernal en rotaciones basadas en cultivos de verano de regadío.

El potencial de calentamiento global es una medida de la capacidad que tiene un sistema para contribuir al cambio climático y se expresa en equivalentes de CO2 producidos por hectárea y año. Se trata de un balance en el que hay medidas como el secuestro de carbono o el ahorro de fertilizante nitrogenado que disminuyen esa capacidad, mientras que otras como la emisión de gases de efecto invernadero o consumo de combustibles por la maquinaria agrícola que la aumenta. En este caso se cuantificó que la utilización de cultivos cubierta disminuye el potencial de calentamiento global con respecto al barbecho  en 141 kg de CO2 equivalente por hectárea cuando se emplean gramíneas como cultivos cubierta y en 160 si se emplean leguminosas o mezcla gramíneas/leguminosas. Así el empleo de cultivos cubierta podría ser una medida de mitigación muy eficiente frente al cambio climático, equivalente o superior a la transformación de sistemas de laboreo intensivo a no-laboreo, siendo los dos términos más importantes en la reducción el secuestro de C y la reducción de fertilizantes nitrogenados en el caso de leguminosas. Una novedad mostrada en este artículo es que el cambio producido en el albedo, es decir la reflexión de la radiación incidente, de la superficie del terreno debe ser considerado al evaluar la capacidad de mitigación de las estrategias de cultivo. En el caso de los cultivos cubierta su peso fue incluso superior al ahorro de fertilizantes nitrogenados de las leguminosas, aunque varía mucho en función del tipo de superficie cubierta (suelo oscuro, claro, cubierto de nieve). Incluso los residuos de los cultivos cubierta una vez muertos reflejan gran cantidad de radiación, contribuyendo a disminuir la temperatura del suelo y la capacidad de calentamiento, lo que sería interesante evaluar también en los sistemas de laboreo que producen un acolchado de residuos sobre el suelo.

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Figura 2. Ensayo de cultivo cubierta en Pensilvania (EE.UU.) en una rotación de maíz/soja/trigo al final de verano. En el centro se ven los refugios para evitar la entrada de lluvia y estudiar la sequía. A la izquierda, distintas especies de cultivos cubierta que se sembraron después del trigo en agosto.

El manejo de las cultivos cubierta puede hacer que se constituyan también en una importante herramienta de adaptación frente al cambio climático. Especialmente a través de la reducción de la vulnerabilidad de los sistemas de cultivo frente a la erosión de los eventos de lluvia extremos y mediante el aumento de las opciones de manejo del agua durante períodos de sequía o saturación, ya que su terminación o permanencia nos permite controlar el agua almacenada en el suelo. El aumento de temperatura y de los eventos de lluvia intensos ha llevado a predecir una mineralización más rápida o ‘a pulsos’ y acumulación de nitrógeno en el suelo susceptible de perderse por lixiviación o emisiones gaseosas; en este caso, los cultivos cubierta podrían tener un importante papel reteniendo el N acumulado en forma vegetal y liberándolo lentamente, disminuyendo su pérdida y contribuyendo a un reciclaje dentro del sistema de cultivo. En conjunto, se encontraron pocos inconvenientes ligados a la introducción de cultivos cubierta como estrategias de adaptación y mitigación al cambio climático, de forma que sería esperable que muchos de los servicios ecosistémicos proporcionados por lo cultivos cubierta en condiciones actuales se verían reforzados en escenarios futuros.

Kaye J y Quemada M. 2017. Using cover crops to mitigate and adapt to climate change: a review. 2017. Agronomy for Sustainable Agriculture, 37:4. DOI 10.1007/s13593-016-0410-x.

Autor de la entrada: Miguel Quemada Sáenz-Badillos

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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.

La materia orgánica del suelo: Residuos orgánicos, humus, compostaje y captura de carbono

Se acaba de publicar el libro “La materia orgánica del suelo: Residuos orgánicos, humus, compostaje y captura de carbono”, con contenidos especialmente orientados a investigadores y técnicos.

El Dr. Juan Fernando Gallardo Lancho, Prof. de Investigacion Ad Hororem del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASa, centro del CSIC), es el autor de “La materia orgánica del suelo: Residuos orgánicos, humus, compostaje y captura de carbono”, obra editada por la Sociedad Iberoamericana de Física y Química Ambiental (www.sifyqa.org.es), donde se realiza un repaso por investigaciones científicas relevantes para el manejo de la agricultura y del medio ambiente.

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El libro surgió como consecuencia de la experiencia del Dr. Gallardo en la temática, quien durante años ha impartido numerosos cursos en universidades de Iberoamérica, recogiendo sus conocimientos en torno a este tema. Por tanto, dicha obra está dirigida a estudiantes e investigadores, pero también a técnicos que trabajan directamente en el campo, puesto que pretende no ser estrictamente científico, sino más bien práctico (esto es, útil).

No se habla de materia orgánica del suelo exclusivamente desde el punto de vista agrícola, dado que es tanto un asunto capital para la agricultura (y para la economía de la mayor parte de los países de Latinoamérica), como también básico desde el punto de vista ambiental (lo que ya se ha convertido en una preocupación prioritaria en la región citada, al igual que en los países más avanzados tecnológicamente).

En general existe una idea muy distorsionada de lo que es la materia orgánica del suelo; el público lo suele identificar con el mantillo o la hojarasca y piensa que es un componente nutritivo, pero no tiene nada que ver con eso, puesto que son dos subsistemas diferentes. La materia orgánica del suelo es más bien inerte, pero afecta enormemente a las propiedades físicas y químicas del suelo, hasta el punto de que todas sus propiedades físicas tienen que ver con el contenido de materia orgánica edáfica, incluidos los aspectos relativos a la erosión.

Precisamente, en Iberoamérica se pueden encontrar frecuentes ejemplos de cómo el mal uso del suelo provoca una pérdida de materia orgánica edáfica y esto, a su vez, deriva en erosión. Puede ser el caso de la erosión eólica en La Pampa argentina, o la erosión hídrica a lo largo de los Andes o las Sierras Madres mejicanas. Por ello los efectos de la pérdida de materia orgánica edáfica pueden tener características muy variadas, pero todas negativas.

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Imagen de erosión eólica en La Pampa argentina Roberto Oscar, Michelena (http://inta.gob.ar/documentos/erosion-hidrica)

Índice y presentación del libro

También generalmente se piensa que lo químico es malo y lo orgánico es bueno cuando, en realidad, toda la vida es pura química y la agricultura es siempre orgánica; suelen ser meros prejuicios. Es más, los componentes orgánicos pueden contaminar tanto o más que los inorgánicos, puesto que los segundos no dependen, en general, de la microbiología, por lo que son mucho más fáciles de manejar.

En este sentido, la materia orgánica del suelo también está muy relacionada con el medio ambiente. Cuando una sociedad llega alto nivel de vida (similar al de muchos países europeos) en general ya no interesa tanto que el suelo produzca, sino que sirva para depurar ambientalmente. De hecho, uno de los síntomas de desarrollo es la multiplicación de la producción de residuos; mientras que los residuos inorgánicos se pueden manejar más fácilmente al no tenerse en cuenta el componente microbiológico, los orgánicos pueden ser realmente peligrosos. Por tanto, es el suelo agrícola el que tiene que depurar los excesos ambientales humanos, dado que no queda otra solución. Por ello se difunde la idea de que el compostaje y la utilización de lodos o fangos cloacales son buenos (dado que contienen muchos nutrientes), un discurso que va encaminado en la línea de que el campo acepte los residuos que les sobra a la ciudad; esto no es siempre cierto, pues aunque lo suele ser para las compostas, no lo es tanto en el caso de los lodos.

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Aunque es cierto que los residuos orgánicos pueden ser beneficiosos por el déficit general de materia orgánica de los suelos, es necesario que se cumplan unas garantías sanitarias de manera que esté asegurando que sean beneficiosos (y no contaminen con metales pesados o con bacterias que no sean positivas para las produccione)s. Además, en Iberoamérica las grandes cantidades de residuos orgánicos no sólo proceden de las urbes, sino también de productos que ocupan enormes extensiones de cultivos, como la palma aceitera, el banano o la piña.

La Ciencia actual puede conseguir que todos esos desechos sean aprovechables y no sean un problema de contaminación. De hecho, la tecnología ya existe, aunque falte a veces el conocimiento tecnológico o el dinero para aplicarlo. Un ejemplo de ello son las depuradoras de aguas, obligatorias en todos los núcleos de población de Europa, pero que no siempre funcionan precisamente por falta de presupuesto.

Por otra parte, otro ejemplo de la íntima relación entre materia orgánica del suelo y medio ambiente es la captura de carbono, que se promueve para disminuir los gases de efecto invernadero en la atmósfera. Es frecuente que se proponga que se utilice la biomasa vegetal como capturadora de carbono, pero ello puede ser un error porque al final se tala, o se hace papel o muebles con ella, o se termina quemando; por tanto, donde habría que capturar carbono es como materia orgánica del suelo, ya que de esta manera quedaría estable y a salvo de la depredación humana o animal o del fuego. Todo ello se expone de manera siempre razonada en el libro, exponiendo ejemplos concretos y ayudándose con figuras para mayor facilidad de comprensión.

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Juan Fernando Gallardo Lancho

 

 

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

 

ANTIBIÓTICOS, GANADERÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO

El otro día leí un artículo que hizo que mi mente se teletransportara a un rincón perdido en las montañas que me descubrió Luis. Luis es, probablemente, el último pastor auténtico que queda en los Pirineos. Anda de aquí para allá, echando un ojo a sus cabras, a sus vacas, a sus yeguas, a sus ovejas… Y como las ovejas no entienden de fronteras, también se encarga de controlar de vez en cuando algún que otro rebaño que se escapa del pastor y de los gendarmes. Incluso cuando desfallece algún montañero, por ahí aparece él, para hacerles mascar hierba de pedreguera y reponerse de la hipoglucemia.

Y es único no solo por eso, sino porque es de los pocos pastores que siguen recurriendo al conocimiento tradicional, a los saberes que le enseñó su abuelo, basados en el uso de plantas, para prevenir las enfermedades de su ganado, curarles las heridas y las infecciones, facilitar que entren en celo…

Sin embargo, Luis es un bicho raro en peligro de extinción. Ya no quedan casi pastores, y los pocos que quedan, hace tiempo que cambiaron el aceite de enebro por la enrofloxacina. “Es que tenemos 2000 ovejas en la finca, y 1000 están pariendo. No nos la podemos jugar” me dice Miguel, un extremeño enamorado de sus ovejas y sus burras que también es un bicho raro, porque los jóvenes que deciden ser ganaderos también son, a día de hoy, seres dignos de estudio.

Y claro, en realidad, el problema no es que haya pocos pastores, sino que el problema es que ahora para salir adelante tienes que tener 2000 ovejas y hacer mil papeles; hay que dar a los animales un determinado pienso, porque sino no engrasan igual y entonces no se venden igual; hay que concentrar los partos y tener tres parideras en dos años…Y con tanto cordero junto, al final las diarreas van que vuelan y la única solución acaba siendo recurrir a antibióticos y antiparasitarios.

El caso es, que todo esto vino a mi cabeza porque yo me acordé de Luis, y me acordé de Luis porque evita los antibióticos y el artículo que yo leía trataba sobre un estudio que había demostrado que el uso sistemático de antibióticos en ganadería no solo crea resistencias, sino que también aumenta la emisión de gases de efecto invernadero. Para demostrarlo, investigadores de las Universidades de Colorado y Helsinki administraron un antibiótico de amplio espectro y de uso común a un grupo de vacas con el objetivo de seguir el recorrido del antibiótico desde su administración en el animal. Lo que descubrieron fue que los residuos del antibiótico desechados en las heces, alteraban la microbiota del sistema digestivo de los escarabajos peloteros, coleópteros esenciales para completar el ciclo del carbono y para mejorar la fertilidad de los insectos, así como para combatir algunas plagas.

Por otro lado, también observaron que con el antibiótico las vacas desprendían 1,8 veces más metano (gas de efecto invernadero) en las heces. Además, en una entrevista realizada por la BBC a Tobin Hammer, uno de los responsables del estudio, este aseguraba que “es probable que los antibióticos aumenten también los niveles de metano eructado”, que es la forma principal por la que los rumiantes eliminan el metano, sin embargo, no pudieron medirlo en su estudio.

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La noticia de la BBC concluía asegurando que este hallazgo suponía un golpe para los ganaderos, y yo pensaba en Luis, y en Miguel, y en Antonio… Y en tantos y tantos ganaderos que administran antibióticos porque sólo así pueden conseguir el nivel de producción que les exige el mercado para poder abastecerse de toda la cantidad demandada de productos de origen animal. Y en realidad, pensaba yo con mi mente refugiada en las montañas, debería ser un golpe para los consumidores, y estos deberían ser conscientes del impacto ambiental de los alimentos, pero eso, mejor, os lo cuento otro día.

Referencias:

Hammer, T.J., Fierer, N., Hardwick, B., Simojoki, A., Slade, E., Taponen, J., Viljanen, H., Roslin, T., 2016. Treating cattle with antibiotics affects greenhouse gas emissions, and microbiota in dung and dung beetles. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 283. doi:10.1098/rspb.2016.0150

Harrabin, R. (25 Mayo 2016). Cattle drugs could fuel climate change, study suggests. In BBC Science & Environment. Recuperado de http://www.bbc.com/news/science-environment-36368734

Autora: Lucía López Marco  (IAMZ-CIHEAM)

http://mallata.com/

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Subida por

Agustin del Prado

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ANDALUCÍA, ¿AYUDANDO A CONTROLAR LAS EMISIONES DE GEI RECICLANDO EL PLÁSTICO?

¿Se recicla en la Agricultura?

Afortunadamente, la respuesta es SI. El sector está más comprometido que nunca con la correcta gestión de los residuos que genera (Caldeiro Jiménez, 2016). El Sistema Integrado de Gestión de Residuos Fitosanitarios (SIGFITO) ha sido un factor determinante en este asunto.

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Figura 1 Recogida de residuos plásticos en España – distribuido por sector contribuyente (Sevigné-Itoiz et al., 2015)

Aunque las emisiones asociadas a la gestión de residuos plásticos puede parecer menos importante, cuando se compara a la contribución de los fertilizantes o las deyecciones ganaderas, si se toman en cuenta todos los problemas ambientales derivados de la mala gestión del plástico, y el hecho de que el sector agrícola es responsable de  >20% del residuo plástico que se genera en el país (Figura 1) debemos felicitar a Andalucía por tomar cartas en el asunto y haberse convertido en la única región de España con legislación específica sobre la gestión de residuos de plásticos agrícolas (Caldeiro Jiménez, 2016).

 

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Figura 2 Distribución de cultivos protegidos en España

Dado que de las 17 comunidades autónomas, Andalucía es la región líder en el uso de plásticos para cultivos protegidos, cubriendo el 53% de las 113,997 HA cultivadas (Figura 2), no sorprende que el gobierno regional haya tomado cartas en el asunto.

Sin embargo, aunque celebramos esta legislación, es importante no olvidar que la gestión de este tipo de residuos depende de la calidad del plástico recuperado. Más aún, resultados recientemente publicados (Sevigné-Itoiz et al., 2015) han demostrado que aunque si bien es cierto que la correcta gestión de los residuos plásticos está en ascenso, algunos cambios se han traducido en un aumento de la exportación de los mismos a China, lo cual reduce la “sostenibilidad” del sistema, sugiriendo que queda un largo camino por recorrer y genera una pregunta que a este grupo de expertos le puede interesar responder, qué hace exactamente Andalucía con los residuos plásticos derivados de la actividad agrícola de la región?

Referencias

Caldeiro Jiménez, A., 2016. Nuevos tiempos para la gestión de los residuos plásticos agrícolas en Andalucía. RETEMA #190, Junio 2016; http://www.retema.es/static/media/images/revista/html/edicion-_190.html

Sevigné-Itoiz, E., Gasol, C.M., Rieradevall, J. and Gabarrell, X., 2015. Contribution of plastic waste recovery to greenhouse gas (GHG) savings in Spain. Waste Management, 46, pp.557-567. http://dx.doi.org/10.1016/j.wasman.2015.08.007

Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, 2012. Producción y consumo sostenibles y residuos agrarios.

Autora: Elena Pérez-Miñana Elena.perezminana@btinternet.com

 

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)