Autor/es: Roberto Alvarez y Gonzalo Berhongaray

Introducción

La Pampa, 15 de setiembre (PR/20).- Los suelos pueden usarse como sumideros de carbono atmosférico mitigando el calentamiento global (Minasny et al., 2017). Esto ha determi- nado que se realicen numerosos estudios para establecer cómo la actividad antrópica puede compensar las pérdidas de carbono debidas al uso del suelo (Sanderman et al., 2017). Común- mente se ha estimado cuánto carbono pueden secuestrar los suelos asumiendo que los sistemas naturales, como pastizales o bosques, represen- tan el máximo nivel de carbono que un suelo puede almacenar (Sperow, 2016). La diferencia entre el carbono en suelos cultivados y naturales representaría el potencial secuestro de carbono que se podría lograr (Don et al., 2011).

A medida que aumenta el contenido de la fracción fina del suelo (arcilla + limo < 20 μ), aumenta la cantidad de carbono orgánico protegido de la mineralización (Six et al., 2002). Los efectos del uso y del manejo del suelo son menores sobre esta fracción estabilizada que sobre el carbono de las fracciones lábiles (Chung et al., 2008). Se han generado modelos capaces de estimar la capacidad de secuestrar carbono estable del suelo en función de su textura (Six et al., 2002). Muchos sistemas naturales tienen nive- les de carbono menores a la capacidad de car- bono estimada de esta manera (Wiesmier, 2014; Cheng et al., 2018). Los modelos de estimación de la capacidad de carbono se han perfec- cionado recientemente y permiten establecer cuánto carbono puede secuestrar un suelo en la fracción estabilizada (Feng et al., 2013). La dife- rencia entre la capacidad de carbono y el nivel de carbono que el suelo efectivamente contiene se ha denominado el déficit de carbono. Un uso eficiente de recursos con el fin de secuestrar carbono lleva a la necesidad de determinar qué

suelos son lo que tienen mayor déficit de carbo- no. En ellos deberían concentrarse los esfuerzos de manejo orientados a incrementar el nivel de carbono orgánico. Nuestro objetivo fue estimar el déficit de saturación de carbono de los suelos pampeanos, qué factores lo regulan y generar un mapa del déficit a nivel de la Región Pampeana.

Materiales y Métodos

Se utilizaron datos de un estudio regional en el cuál fueron muestreados 82 establecimientos distribuidos en la Región Pampeana. En cada establecimiento se seleccionaron sitos bajo diferentes usos del suelo: arboledas, controles nunca cultivados, pasturas implantadas, lotes bajo cultivos de granos y bajos hidromórficos pas- toreados. La ubicación de los establecimientos, la estrategia del muestreo y los métodos analíticos usados pueden encontrarse en Berhongaray et al. (2013). En este trabajo no se utilizaron datos de las arboledas (ver abajo) por lo que 296 sitios fueron incluidos en el análisis totalizando 1045 muestras de suelo. La temperatura y precipitación media anual de los sitos se estimó por interpo- lación kriging usando datos de 50 observatorios meteorológicos (Alvarez et al., 2018). La capaci- dad de carbono de los suelos se estimó con el modelo de Feng et al. (2013) ajustado a suelos con predominancia de minerales 2:1:

Capacidad de carbono (mg g-1 suelo) = 0.84 x (arcilla + limo < 20 μm) (g 100 g-1 suelo)

Debido a que en las muestras se midió limo to- tal (2-50 μm) y no limo fino (2-20 μm) está fracción se estimó. Para ello se correlacionó el contenido de ambas fracciones en 780 horizontes de suelos pampeanos con datos tomados de GeoINTA (2018). El modelo de regresión ajustado (y = 0.676*x1.01) permitía una muy buena estimación de la fracción < 20 μm usando como predictor la fracción < 50 μ (R2= 0.92).

El contenido de carbono estabilizado en la fracción fina de la capa superficial del suelo se estimó promediando los resultados del me- ta-análisis de Gregorich et al. (2006) y el muestreo regional de Wiesmeier et al. (2014). Estos prome- dios fueron 79% para suelos cultivados y 69% para pastizales. Para bosques, no se calculó un coeficiente promedio debido a la gran dispar- idad entre ambos estudios y ese uso del suelo se excluyó del presente trabajo. Para estimar la variación en profundidad de esa fracción estabili- zada se usaron datos de 14 suelos locales (Ojeda et al., 2018). Los perfiles de la relación (carbono orgánico particulado/carbono orgánico total) x 100 variaron entre 18% y 24% sin una clara ten- dencia en profundidad por lo que se aplicó el valor medio del coeficiente de estabilización en superficie a todas las capas de suelo. El déficit de saturación se calculó como la diferencia entre la capacidad de carbono y el carbono estabi- lizado en la fracción fina del suelo. La relación de saturación se calculó como (carbono en la fracción fina/capacidad de carbono) x 100. Los resultados se expresaron como stocks de carbo- no afectando la concentración de carbono por la densidad aparente de cada estrato de suelo. El mapa de saturación de carbono de la Región Pampeana se elaboró usando una librería de datos de textura, contenido de carbono orgánico y usos del suelo a nivel de partido previamente elaborada (Berhongaray et al., 2013) usando métodos similares a los aplicados a nivel de sitio.

Métodos de regresión simple y múltiple se usaron para relacionar variables. La variable dependiente fue el déficit de saturación y los predictores fueron el contenido de partículas finas del suelo, la profundidad, el pH, la conductividad eléctrica, la temperatura y la precipitación del sitio y el uso del suelo como variable categórica. El carbono orgánico total no fue testeado como predictor debido a su fuerte correlación con las otras variables (Berhongaray et al., 2013). Se testearon términos lineales, cuadráticos e inter- acciones (Colwell, 1994) que se incluyeron en los modelos solo si eran significativos (P< 0.05) o incrementaban el R2 en 1% o más. La selección de predictores se hizo por forward stepwise y se chequeó la autocolinealidad de los predictores por el VIF (Neter et al., 1990). La performance de los modelos se analizó usando IRENE (Fila et al.,

2003). Modelos mixtos se emplearon para testear diferencias en el déficit de saturación entre usos del suelo (Littell et al., 1998). El establecimiento se tomó como efecto aleatorio y el uso como efecto fijo (P< 0.05), anidando la profundidad dentro del tratamiento debido a la no indepen- dencia de datos tomados de un mismo perfil. Variables de clima y suelo se testearon como covariables. Los promedios se separaron por contraste lineales.

Resultados y Discusión

La variabilidad de las condiciones de clima y suelo fue enorme entre los sitos de muestreo y ha sido descripta anteriormente (Alvarez et al., 2018; Berhongaray et al., 2013). El déficit de saturación aumentó en sitios de alta temperatura (R2 = 0.30) y decreció con la precipitación (R2 = 0.18), pero la variable determinante fue la textura. A medi- da que aumentaba el contenido de partículas finas del suelo aumentaba el déficit (R2 = 0.70). Otras variables tuvieron escaso o nulo impacto sobre el mismo. La profundidad también tuvo un alto impacto (Figura 1). Mientras que la textura media y la capacidad de carbono no mostraron una clara tendencia en profundidad, el déficit de saturación estaba muy estratificado como contraparte de la estratificación del contenido de carbono orgánico de las muestras. A mayor profundidad, mayor déficit de saturación. Hubo diferencias significativas (P< 0.05)  en el déficit de saturación entre usos del suelo en el orden bajos hidromórficos > suelos cultivados > pasti- zales. Integrando el estrato 0-1 m, la relación de saturación promedio fue del 23%.

Un modelo de regresión múltiple permitió expli- car la mayor parte de la variabilidad del déficit de saturación:

Def. sat. (t ha-1) = -135 + 2.3 (arcilla+limo < 20 μ)   + 0.45 prof. (cm) + 8.2 temp. (ºC)         – 0.029 Lluvia (mm) + 5.8 Bajos – 4.2 Pastizales                          (ec. 1)

El modelo tuvo muy buena performance con ordenada no diferente de 0 y pendiente no di- ferente de 1 (Figura 2).

El déficit de saturación de los suelos pampea- nos copió el gradiente textural de la región (Figura 3).  El déficit se incrementó del sudoeste al nores- te. En la Región Semiárida, el déficit era bajo y en

la porción más húmeda y con suelos más finos se incrementó. Comparando partidos con ubicaciones extremas el déficit de sa- turación llegó a incrementarse en un orden de magnitud. En promedio para toda la región el estrato 0-25 cm puede secuestrar un 20% de la capacidad total de secuestro de carbono en el primer metro del perfil. Esta capacidad es muy grande llegando a cientos de toneladas de carbono por hectárea en la Pampa Ondulada y áreas circundantes.

Figura 1. Box plot de textura, carbono orgánico, carbono estabilizado en la fracción fina y déficit de saturación de los suelos muestreados (n = 296) en relación a la profundidad de la capa de suelo. Se grafican los percentiles 5, 25, 50, 75 y 95.

Figura 2. Relación entre el déficit de saturación observado en suelos pampeanos y el estimado por el modelo de regresión de la ec. 1.

El gradiente textural fue el principal controlador del déficit de saturación en la Región Pampeana. Los suelos más are- nosos estaban cerca de la saturación de carbono mientras que suelos de textura fina tienen una alta capacidad de secuestro de carbono. Resultados similares han sido reportados en otras áreas (Wiesmier et al., 2014; Di et al., 2017). En el caso de suelos de textura franco arcillo limosa del noreste de la región, el secuestro potencial de carbono equivale a 2-3 veces el nivel actual de carbono. Los estratos profundos del suelo son los que poseen mayor capa- cidad de secuestro de carbono debido a su bajo nivel de materia orgánica. Por de- bajo de 25 cm de profundidad se puede secuestrar un 80% del potencial total de secuestro de los suelos. Efectos climáticos como los detectados en la Pampa han sido reportados en estudios regionales en Alemania (Wiesmier et al. 2014) y se deben a los efectos conocidos del clima sobre el balance de carbono del suelo. A mayores precipitaciones aumenta el input de car- bono en restos vegetales y a mayor tem- peratura se acelera la mineralización de la materia orgánica, impactando ambos procesos el nivel de carbono secuestrado en el suelo y en contraparte, sobre el déficit de saturación. Posiblemente en los bajos el déficit de saturación es mayor a otros usos del suelo debido a la baja productividad primaria neta de estos sitios (Paruelo et al., 2010), mientras que en suelos agrícolas las pérdidas de carbono debidas al uso agrícola pueden justificar su mayor déficit respecto de pastizales (Berhongaray et al., 2013). Sin embargo, éstos últimos tampoco estaban saturados de carbono en la fracción estable y en el caso de sitios con texturas finas aún los pastizales pampeanos tienen alta capacidad de secuestrar carbono.

Se estimó que la capacidad potencial de secuestrar carbono de la Región Pampeana es equivalente al C-CO2 que produce Argentina en 330 años por quema de combustibles fósiles (World Bank, 2018). No sería esperable que mu- chos suelos puedan alcanzar su capacidad de carbono, pero si se aplican prácticas de manejo tendientes a secuestrar carbono, la región es un sumidero de carbono muy importante. La Pampa Ondulada y las áreas circundantes son las que tienen mayor potencial de secuestro debido a su clima húmedo y textura fina y es en esta subregión donde los esfuerzos para aumentar el carbono del suelo pueden generar mayores resultados. Se trata de un área de alto potencial de rendimiento (De Paepe et al., 2013) donde las mejoras tecnológicas que impacten la produc- tividad de los suelos pueden llevar al secuestro de carbono.

Figura 3. Mapa del déficit de saturación de los suelos pampeanos.

Referencias bibliográficas

Primicias Rurales

Fuente: Engormix