En un esfuerzo continuo por descubrir las condiciones ideales para cultivar biocombustibles alternativos que ofrezcan más beneficios ambientales, Los científicos de la Universidad de Minnesota aplicaron su investigación sobre las praderas nativas en el Medio Oeste Superior para comprender las tierras marginales, en particular los campos agrícolas abandonados y degradados.

"Nativo, Se han propuesto pastos perennes y campos abandonados como una forma de aumentar los beneficios ambientales de los biocombustibles. Biocombustibles de primera generación, como el etanol de maíz, requieren un uso intensivo de fertilizantes nitrogenados y quitan la tierra de la producción de alimentos. Queríamos ver si los pastos de la pradera podrían resultar un mejor cultivo, "dijo el investigador principal David Tilman, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas (CBS) y director de la Reserva Científica del Ecosistema Cedar Creek.

Otro beneficio potencial de los pastos perennes está ligado a sus sistemas de raíces profundas. Según los investigadores, Los sistemas de raíces más profundos, a diferencia de los que se ven en cultivos anuales como el maíz, pueden almacenar grandes cantidades de carbono bajo tierra que de otro modo se liberarían a la atmósfera. Sin embargo, porque los pastos perennes en tierras marginales pueden tener bajos rendimientos debido a suelos menos fértiles, Los investigadores examinaron formas de maximizar el crecimiento de los pastos sin efectos negativos sobre el medio ambiente.

En el estudio de 10 años publicado en Sostenibilidad de la naturaleza , Los investigadores utilizaron 36 parcelas en un sitio agrícola abandonado en la Reserva Científica del Ecosistema Cedar Creek para plantar 32 especies de plantas de pradera y sabana que son nativas de Minnesota. En 2007, Los investigadores dividieron las parcelas en varios grupos y les asignaron una combinación de dos tratamientos:adición de agua (es decir, con riego o sin riego) y fertilización con nitrógeno (es decir, 0 g / m ² , 7 g / m ² , 14 g / m ² ).

Durante la próxima década, los investigadores encontraron que:

• tratamientos moderados (riego y 7 g / m ² de nitrógeno) tuvieron los mejores rendimientos de biomasa y almacenamiento de carbono en el suelo, mientras que tiene efectos insignificantes sobre la estabilidad, diversidad y pérdida de nutrientes a las aguas subterráneas;
• en comparación con el control (sin riego y sin nitrógeno adicional), los tratamientos moderados dieron como resultado casi el doble de rendimiento y almacenamiento de carbono en el suelo y, si las plantas se convirtieran en bioenergía para desplazar los combustibles fósiles, se obtendría el doble de ahorro de gases de efecto invernadero;
• en comparación con el tratamiento moderado, el tratamiento más intensivo (riego y 14 g / m ² de nitrógeno) tuvo un ahorro de gases de efecto invernadero un 30% menor, Lixiviación de nitratos 10 veces mayor y una pérdida de diversidad vegetal un 120 por ciento mayor.

"Nuestros resultados indican que diferentes niveles de intensificación tienen diferentes beneficios y costos ambientales, "dijo Yi Yang, el autor principal del estudio y ahora investigador postdoctoral en el Departamento de Bioproductos e Ingeniería de Biosistemas de la Universidad de Minnesota. "Nuestro estudio sugiere que la optimización de múltiples beneficios ambientales requiere prácticas de intensificación sostenibles apropiadas para los suelos, el clima y las especies vegetales de una región ".

En comparación con el etanol de maíz, Los investigadores encontraron que el rendimiento de biomasa de los pastos de pradera nativos con mejor rendimiento fue moderadamente más bajo (seis toneladas por hectárea frente al rendimiento promedio de maíz de ocho toneladas por hectárea en los EE. UU.). Sin embargo, Los investigadores encontraron que debido al menor uso de nitrógeno y a una mayor cantidad de almacenamiento de carbono en el suelo, las praderas nativas resultarían en un mayor ahorro general de gases de efecto invernadero cuando se convirtieran en bioenergía.

"El cultivo de pastos de pradera de alta diversidad y todas las flores de pradera relacionadas en tierras agrícolas abandonadas y su uso como bioenergía puede restaurar la ecología de la vida silvestre y, en última instancia, mejorar el clima de la Tierra al ayudar a desplazar los combustibles fósiles, ", dijo el investigador principal y miembro de la facultad de CBS, Clarence Lehman.

Se deben realizar más estudios en otras regiones con diferentes características de suelo y climas para ampliar estos hallazgos.