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  • CAPTURA DE CARBONO EN EL

    SUELO

    Edmundo Acevedo H Universidad de Chile

    Academia de Ciencias Agronmicas . 28 de Octubre de 2015

    Innovaciones sustentables para la agricultura

    del secano Chileno

  • TPICOS

    1. Contexto: Intensificacin de la Agricultura, Cambio

    Climtico y Necesidades de Alimentos al 2050.

    2. Dinmica del carbono orgnico del suelo.

    3. Captura de carbono orgnico en el suelo.

    4. Cambio en las propiedades del suelo con la captura de

    carbono organico.

    5. Conclusiones

  • La demanda en los principales cultivos alimenticios, trigo,

    maz y arroz, tiende a ser superior al crecimiento de la

    produccin.

    A partir de 2007 los precios de estos commodities

    subieron notablemente.

    La tasa de mejoramiento gentico para ambientes ptimos

    ha disminuido notablemente (esta bajo 1% ao-1).

    Se espera, que la demanda de trigo global suba en un 70%

    al ao 2050, lo que implica una mucho mayor

    intensificacin de los sistemas de produccin.

    La sequa y altas temperaturas afectan la produccin de

    medioambientes Mediterraneos, especialmente de secano.

    EL DESAFIO AGRONOMICO

  • CARBONO ORGNICO Y PRODUCTIVIDAD DEL

    SUELO.

    Desde la segunda mitad del siglo veinte se ha

    observado un continuo aumento de la produccin de los

    cultivos.

    A pesar del aumento en produccin hay, sin embargo,

    una prdida de productividad de cultivos y rotaciones.

    En un suelo franco de las Grandes Planicies, USA, un

    aumento de 1 t ha-1 de MOS en los primeros 30 cm del

    suelo es equivalente a un aumento en productividad de

    15 kg ha-1 en granos de trigo.

  • PRDIDAS DE PRODUCTIVIDAD DE LAS ROTACIONES DE CULTIVOS.

    Vlek, 1981

  • 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990

    Year

    0

    1

    2

    3

    4

    Soil

    Org

    anic

    Car

    bo

    n (

    %)

    Wheat, 6 Tons Manure/year Corn, 6 Tons Manure/year Continuous Wheat Continuous Corn

    Sanborn Field: Missouri

    Estimated to 4 % in 1888 Wagner (1989)

    Morrow Plots: Illinois Corn-Oats-Hay Rotation Corn-Oats (1885-1953, Corn-Soybeans (1954-Present) Continuous Corn

    LONG TERM EFFECTS OF CROP ROTATIONS

    Reicosky, 2001

  • TPICOS

    1. Contexto: Intensificacin de la Agricultura, Cambio

    Climtico y Necesidades de Alimentos al 2050.

    2. Dinmica del carbono orgnico del suelo.

    3. Captura de carbono orgnico en el suelo.

    4. Cambio en las propiedades del suelo con la captura de

    carbono organico.

  • DINAMICA DEL CARBONO DEL SUELO

    Prdidas: Centrada < Csalida

    Ganancias: Centrada > Csalida

    (Secuestro)

  • Intensificacin Del Uso Del Suelo y Problemas

    Asociados

    Acidez (Fertilizantes)

    Salinidad (Riego)

    Sodicidad (Riego)

    Prdidas de C

    del suelo (Labranza y Quemas)

    Erosin (Labranza)

    Contaminacin (Fert y Pest)

    Aumento de emisiones de N2O

    Aumento de emisiones de CH4

  • PERDIDAS DE CARBONO ORGANICO POR

    EROSIN

  • PERDIDAS DE CARBONO ORGNICO POR

    QUEMAS

  • PERDIDAS DE CARBONO ORGANICO POR LABRANZA

  • CUANTO C ORGANICO SE PIERDE POR LABRANZA? (Rasmussen y Collins, 1991).

  • TPICOS

    1. Contexto: Intensificacin de la Agricultura, Cambio

    Climtico y Necesidades de Alimentos al 2050.

    2. Dinmica del carbono orgnico del suelo.

    3. Captura de carbono orgnico en el suelo.

    4. Cambio en las propiedades del suelo con la captura de

    carbono organico.

    5. Conclusiones

  • La perturbacin del suelo por labranza es una de las

    mayores causas de la disminucin del COS y del tamao y

    estabilidad de los agregados del suelo cuando los

    ecosistemas nativos son convertidos a la agricultura.

    MANEJO DEL SUELO Y CAPTURA DE

    CARBONO

  • PRODUCCION / DESCOMPOSICIN DE RESIDUOS

    Johnson, 1995

  • El punto en el cual la cantidad de C del suelo alcanza un

    equilibrio relativo en un escenario especfico de manejo

    se denomina capacidad de almacenamiento de COS.

    El COS puede alcanzar un punto de saturacin, en el que

    la tasa de almacenamiento es igual a cero frente a niveles

    crecientes de ingreso de residuos orgnicos.

  • PRACTICAS DE MANEJO Y CARBONO DEL SUELO

    Practica Secuestro potencial de

    carbono

    (Mg C/ha/ao)

    Labranza de conservacin 0.10-0.50

    Manejo de la fertilidad del suelo 0.05-0.10

    Rotacin con forrajeras

    0.05-0.20

    Variedades mejoradas

    0.05-0.10

    Enmiendas orgnicas

    0.20-0.30

    Riego

    0.05-0.10

    Lal et al., 1998

  • AGRICULTURA DE CONSERVACIN

  • MOS: Materia orgnica del suelo

    EVOLUCIN MOS

    2

    2.2

    2.4

    2.6

    2.8

    3

    3.2

    3.4

    3.6

    3.8

    4

    0 1 2 3 4 5 6 7 8

    AOS DE MANEJO

    % M

    OS

    CL 0-2

    CL 2-5

    CL 5-15

    LT 0-2

    LT 2-5

    LT 5-15

  • Martinez et al 2011

  • Sin Labranza + 500 kg /ha/ao

    Con Labranza - 2000 kg /ha/ao

    CARBONO EN EL SUELO

    SAP, (1995-2005)

  • Liu et al. 2014

  • Liu et al 2014

  • Liu et al. 2014

  • EFECTOS DEL COS EN RENDIMIENTO Y

    PRODUCTIVIDAD

    COS

    Ren

    dim

    ien

    to

    No fertilizado

    Fertilizado

    COS

    R

    en

    dim

    ien

    to

  • TPICOS

    1. Contexto: Intensificacin de la Agricultura, Cambio

    Climtico y Necesidades de Alimentos al 2050.

    2. Dinmica del carbono orgnico del suelo.

    3. Captura de carbono orgnico en el suelo.

    4. Cambio en las propiedades del suelo con la captura de

    carbono organico.

    5. Conclusiones

  • Acevedo et al. 2010

  • Liu et al. 2014

  • Acevedo et al 2010

  • DIMETRO PONDERADO MEDIO DE LOS AGREGADOS (DPM)

    CDD

    B

    EEFF

    0.0

    0.5

    1.0

    1.5

    2.0

    2.5

    3.0

    0 - 2 2 - 5 5 - 15

    Profundidad (cm)

    DP

    M (

    mm

    )

    CL

    LT

    4 aos

    C

    B

    A

    FFF

    0 .0

    0 .5

    1 .0

    1 .5

    2 .0

    2 .5

    3 .0

    0 - 2 2 - 5 5 - 15

    Profundidad (cm)D

    PM

    (m

    m)

    CL

    LT

    7 aos

  • Chaney and Swift, 1984

  • Los hongos micorrcico arbusculares pueden aportar

    COS por la masa de sus micelios extracelulares y

    mediante la produccin de una glicoprotena llamada

    glomalina.

    Dada la naturaleza insoluble y altamente resistente

    a la descomposicin, la glomalina, se asocia

    directamente con la estabilidad de los agregados del

    suelo.

  • Curaqueo et al 2010

  • NMERO DE LOMBRICES EN DISTINTOS SISTEMAS

    DE LABRANZA (Acevedo y Martnez, 2003)

  • Brunel 2014

  • SLOPE-SOIL LOSS RELATIONS FOR

    DIFFERENT MULCH RATES (Mgha-1) (LAL, 1976)

    Mulch

    Rate

    r Equation Average

    (Mg/ha)

    Relative

    Loss

    0 0.81 Y = 11.8 S1.13 76.60 851

    2 0.35 Y = 0.5 S0.87 2.40 27

    4 0.57 Y = 0.07 S1.05 0.37 4

    6 0.46 Y = 0.01 S1.0 0.09 1

    No-till 0.36 Y = 0.01 S0.5 0.09 1

  • BARBECHO 1 y 16 DIAS DESPUES DE LA LLUVIA

  • COS

    Cal

    idad

    del

    su

    elo

  • COS

    Cal

    idad

    del

    su

    elo

  • COS

    Cal

    idad

    del

    Su

    elo

  • Modelo CQESTR Gollany et al. 2011

  • Sustainability of a Land Use System

    S1 =

    CNPP n

    ( Ci) i = 1

    S1 = Sustainability index of a land use system

    CNPP = C output as net primary productivity

    Ci = C input from all factors of production

  • LIMITACIONES A LA LABRANZA DE CONSERVACION

    EN MEDIOAMBIENTES MEDITERRANEOS DE ALTO

    RENDIMIENTO

  • Martinez et al 2008

  • 0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    6000

    7000

    0 50 100 150 200

    Gra

    in Y

    ield

    (K

    g h

    a-1

    )

    Precipitation between sowing - 3thleaf (mm)

    CT

    NTa

    a

    aa

    a

    a

    b

    bb

    b

    bb

    Silva et al 2015

  • Mayor

    Produccin

    Intensificacin

    Sustentable

    Secuestro de Carbono de la

    Atmsfera

    Mantencin de COS

    Aumento de COS

    Aumento de la productividad

    No sustentable

    Emisin de CO2

    Menor Productividad

  • GRACIAS