Convertir los desechos de los cultivos y el papel desechado en un material llamado biocarbón podría ayudar a capturar el carbono de la atmósfera y almacenarlo en el suelo, al mismo tiempo que ayuda a enriquecer las tierras agrícolas.

La agricultura ha sido históricamente una industria circular en la que los cultivos utilizan nutrientes en el suelo para crecer que luego se reemplazan a través de abono o estiércol. Pero la globalización y la industrialización de la cadena de suministro de alimentos ha interrumpido este ciclo, impulsando prácticas agrícolas que han contribuido a degradar un tercio de la tierra del planeta.

Los científicos ahora están buscando formas de abordar este problema con un enfoque que no solo restaurará los nutrientes del suelo, sino que también ayudará a compensar las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por la agricultura.

"Las tierras agrícolas podrían funcionar como sumideros de carbono, "dijo el Dr. Jan Mumme, ingeniero agrícola en la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido. "Esto probablemente no funcionaría con la ganadería intensiva, pero la producción de cultivos sostenibles y los sistemas agrícolas integrados (un equilibrio entre cultivos y ganado) podrían lograrlo, y el biocarbón es una forma de ayudar ".

El biocarbón es una sustancia formada por biomasa, como la madera y los desechos de los cultivos, lodos de depuradora y desechos de papel, que se calientan a 400-800 ° C en condiciones limitadas de oxígeno para producir un producto similar al carbón. Esto se puede agregar al suelo, donde no solo almacena carbono, pero también interactúa con microbios en los suelos para mejorar su capacidad de capturar nutrientes adicionales y carbono del suelo.

Hasta ahora, sin embargo, biochar ha recibido resultados mixtos cuando se probó por sus efectos sobre los suelos y el rendimiento de los cultivos.

Desperdicio de papel

"Hay muchos artículos de investigación en los que los autores investigan los efectos del biocarbón en el rendimiento de los cultivos y hay una gran variedad de resultados positivos, sino también decenas de estudios que mostraron un resultado negativo, "dijo el Dr. Mumme, quien coordinó un proyecto de investigación llamado CarboPlex, que ha desarrollado un producto de biocarbón que podría ayudar a las granjas a capturar más carbono en su suelo.

La investigación realizada por el equipo de CarboPlex encontró que el biocarbón puede tener mejores efectos en los suelos cuando se usa primero en otro proceso. Desarrollaron un material llamado CreChar, que se elabora a partir de residuos de papel y combina carbono y nutrientes minerales que se pueden utilizar como aditivos en la producción de biogás.

Al final del proceso de biogás hay un subproducto llamado digestato que, según CarboPlex, aumenta el valor de CreChar al absorber más nutrientes. Este digestato se puede utilizar como fertilizante orgánico en lugar de fertilizantes minerales elaborados con combustibles fósiles.

"Con un potencial anual en el Reino Unido de 900, 000 toneladas de este biofertilizante, Creo que esto podría salvar a 60 000 toneladas de emisión de dióxido de carbono simplemente reemplazando los fertilizantes nitrogenados minerales, "dijo el Dr. Mumme.

Y lo que es más, El Dr. Mumme dice que otros 619, 000 toneladas de emisiones de CO2 podrían evitarse solo en el Reino Unido cada año mediante la reutilización de 180, 000 toneladas de residuos de papel para crear CreChar. Esto no solo evitaría la incineración de residuos de papel, también fomentaría el uso de biogás en lugar de combustibles fósiles y mejoraría la capacidad del suelo para almacenar carbono.

Estiércol animal

"Agricultura como debe ser, o como lo fue durante miles de años, es el mejor ejemplo de economía circular, ", dijo el Dr. Mumme. Una gran parte de la cadena de suministro de alimentos en Europa, sin embargo, ahora comienza en países o regiones que se especializan en la producción en masa de productos básicos individuales para la exportación. En Brasil y EE. UU., por ejemplo, los productores de soja cultivan el alimento para los ganaderos en Europa.

"Es muy poco probable que se envíen cargas de estiércol a Brasil o Estados Unidos para que los agricultores produzcan soja y otros cultivos con fertilizantes artificiales elaborados con combustibles fósiles". "dijo el Dr. Mumme. Mientras tanto, en muchos países europeos, el purín de estiércol animal puede contaminar las aguas subterráneas locales.

Es este tipo de práctica la que está agotando el potencial de captura de carbono de los suelos porque los desechos orgánicos nunca se devuelven al suelo del que se extraen. Sin este material orgánico, los ecosistemas microbianos subterráneos no pueden descomponerlo y almacenar el carbono que contiene en el suelo.

Pero si la industria agrícola pudiera usar biocarbón para ayudar a enriquecer los suelos para estos microbios, podría reducir el impacto ambiental del sector, que actualmente representa una quinta parte de las emisiones totales del mundo.

"Tenemos muchos lugares en el mundo donde el carbono del suelo se está agotando, empeorado por el cambio climático, "dijo el Dr. Mumme." No hay una solución de oro, pero hay algunas soluciones que son más viables ".

Pasarán algunos años antes de que productos como CreChar estén ampliamente disponibles a escala industrial, pero mientras tanto, los agricultores ya pueden comenzar a mejorar su potencial de captura de carbono. Esto requiere mejores prácticas agrícolas, como no arar, usando cultivos rotacionales, compostaje y pastoreo controlado de ganado en pastos, según el Dr. Ashish Malik, un ecologista microbiano en la Universidad de California, Irvine en Estados Unidos.

"Algunas de estas prácticas ya se están implementando, pero simplemente no hay suficiente trabajo sobre la fisiología microbiana, " él dijo.

Los microorganismos del suelo actúan como guardianes del suelo:controlan los niveles de nutrientes que las plantas necesitan para crecer mediante la descomposición del material biológico muerto. Este proceso ayuda a mantener los suelos resilientes, productivo y aumenta la cantidad de carbono que pueden capturar. Tener una mejor comprensión de cómo hacen esto podría ayudar a fomentar una mayor adopción de las prácticas agrícolas que apoyan la actividad microbiana y su capacidad para capturar carbono.

El Dr. Malik fue el coordinador de Terra-Micro-Carbo, un proyecto de investigación completado recientemente que examinó los microbios del suelo en diferentes granjas, variando de prácticas agrícolas de baja a alta intensidad.

El proyecto descubrió que en granjas menos intensivas que tenían niveles de pH casi neutros en el suelo, había un mayor crecimiento microbiano y más carbono almacenado. La historia fue mucho más complicada en suelos ácidos donde el crecimiento microbiano era una limitación mayor en las tasas de descomposición.

Comunidades

Los investigadores también analizaron las comunidades de microbios del suelo en 56 granjas diferentes y agruparon sus características en tres áreas clave:eficiencia de crecimiento, adquisición de recursos y tolerancia al estrés. Estos tres rasgos se combinan dentro de una comunidad microbiana para regular los suelos de manera eficiente y maximizar la captura de carbono.

"No solo es importante desde el punto de vista de la agricultura, sino también las perspectivas generales de modelado, "dijo el Dr. Malik.

Terra-Micro-Carbo tiene como objetivo compartir sus hallazgos para usarlos en modelos climáticos para ayudar a calcular el potencial de almacenamiento de carbono de las granjas.

Por último, este trabajo podría ayudar a orientar a los agricultores y los responsables de la formulación de políticas hacia decisiones que promuevan una agricultura más respetuosa con el clima y así reducir el impacto que la industria tiene en el medio ambiente mundial.