Parcela de pasto para biocombustibles que se está cultivando en una parcela de investigación. Crédito:Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State
Cultivar cultivos energéticos sostenibles sin aumentar las emisiones de gases de efecto invernadero. puede ser posible en temporada húmeda, paisajes ambientalmente sensibles, según investigadores que realizaron un estudio sobre tierras del Programa de Reservas de Conservación (CRP).
Debasish Saha, becario postdoctoral en ciencias de las plantas, Penn State College of Agricultural Sciences y colegas, midió la cantidad de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero, que emana de parcelas de pasto varilla que produce biocombustibles, una hierba perenne nativa, y miscanthus, una especie de hierba no nativa, que crecen en un área experimental en el centro-este de Pensilvania y la compararon con las emisiones de las áreas adyacentes, acres de CRP inalterados. El experimento tuvo lugar en un sitio de monitoreo a largo plazo administrado por el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de EE. UU.
El óxido nitroso es producido por microorganismos cuando los suelos con exceso de nitrógeno de fertilizantes y otras fuentes coinciden con un entorno de suelo casi saturado después de una tormenta o un evento de deshielo. Se emite principalmente de las actividades agrícolas y contribuye alrededor del 6 por ciento de la influencia total del calentamiento en el planeta.
Un aumento de las emisiones de óxido nitroso de las tierras de CRP plantadas con cultivos energéticos socavaría la lógica de utilizar las tierras de CRP para la producción de cultivos energéticos. La fase de transición, cuando se establecen los cultivos energéticos, es uno de los períodos más sensibles porque las plantas son pequeñas y recién están estableciendo su sistema de raíces.
Los investigadores midieron las emisiones de óxido nitroso en el fondo de una cuenca que es un ejemplo realista de tierras CRP en un paisaje estacionalmente húmedo. Un tracto de CRP existente se convirtió parcialmente en pasto varilla y miscanto y los investigadores midieron las emisiones de óxido nitroso de mayo a septiembre de 2013 con dispositivos de muestreo de gas.
La frecuencia de muestreo varió de semanal a quincenal, y aumentó después de eventos de fertilización y precipitación. Los investigadores también monitorearon continuamente el contenido de agua del suelo para comprender la dinámica del agua del suelo en el paisaje. un desencadenante crítico de las emisiones de óxido nitroso. Instalaron sensores de humedad del suelo a tres profundidades del suelo en cada uno de los 48 puntos de monitoreo y conectaron cada uno a registradores de datos a través de una red de cables enterrados.
Las parcelas de investigación cultivan pastos para biocombustibles en tierras del Programa de Reserva de Conservación. Crédito:Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State
Saha y sus colegas publicaron sus hallazgos hoy (10 de marzo) en Biología del cambio global:bioenergía , sugiriendo que CRP y otros marginales, Las tierras de ribera reservadas para la conservación son buenas candidatas para la producción de biomasa. Descubrieron que aunque las emisiones de óxido nitroso se elevaron por encima de la línea de base proporcionada por las tierras de CRP, el aumento solo ocurrió en una pequeña porción del paisaje.
"Las emisiones de óxido nitroso solo fueron más altas en las laderas más cercanas al arroyo que están húmedas y retienen la humedad del subsuelo durante el período más largo después de una tormenta o un evento de deshielo, "dijo Saha." Entonces, ¿Son los cultivos energéticos un problema o una solución en este sentido? Claramente, una gran parte del paisaje plantado con pasto varilla y miscanthus no emitió más óxido nitroso que el resto de la tierra CRP, y se espera que una vez establecido, se pueden suprimir las grandes emisiones de la ladera ".
Los cultivos energéticos pueden ayudar a reducir la huella de carbono de la economía de EE. UU. Con una fuente nacional de combustible renovable. Expansión de cultivos energéticos, sin embargo, requiere el desplazamiento de otros usos de la tierra existentes. Los varios millones de acres de tierras de CRP en los Estados Unidos, que han sido reservados para la conservación, parecen ser particularmente adecuados para esta expansión.
El gobierno federal paga a los productores para que no cultiven en las tierras de CRP.
Cultivar cultivos de biomasa en tierras de CRP podría ser bueno para el medio ambiente, señaló el miembro del equipo de investigación Armen Kemanian, profesor asociado de sistemas de producción y modelado, Penn State. "En el noreste de EE. UU., estas tierras CRP tienden a estar en áreas del paisaje con lluvias estacionales o empinadas que son ambientalmente sensibles. Cuando se combina con una alta disponibilidad de nitrógeno mineral proveniente de fertilizantes de tierras de cultivo adyacentes y otras fuentes, las condiciones húmedas alimentan las emisiones de óxido nitroso.
"Los cultivos energéticos de pasto en estos lugares del paisaje pueden proporcionar beneficios adicionales en la calidad del agua. Debido al alto potencial de producción de biomasa, estos cultivos pueden consumir nutrientes que de otro modo irían al arroyo y terminarían en la bahía de Chesapeake. Por lo tanto, cuando estos cultivos energéticos perennes se agregan a paisajes fuertemente agrícolas, los resultados pueden ser beneficiosos para todos:energía con bajas emisiones de carbono y agua más limpia ".
