AGRICULTURA. Centeno, el cultivo adecuado para 'atrapar' nitratos, capturar carbono y generar bioenergía

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Los cultivos de cobertura de centeno de invierno ofrecen múltiples beneficios, incluido el secuestro de carbono. Imagen: Tom Kasper, D3362-1

El centeno de invierno es apreciado por su versatilidad. Es una fuente de grano y también una cubierta de forraje y suelo que protege el suelo de la erosión por el viento y la lluvia. Pero los beneficios del centeno de invierno no terminan ahí.

10 agosto 2023.- Una serie de estudios, iniciados en 2015, por un equipo del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y colaboradores universitarios sugieren que establecer un cultivo de cobertura de centeno de invierno entre las rotaciones de maíz y soja puede reducir las pérdidas de nitrato, secuestrar carbono y proporcionar una fuente de gas natural renovable.

Robert Malone, ingeniero agrónomo del Laboratorio Nacional de Agricultura y Medio Ambiente mantenido por el ARS en Ames, Iowa, está coordinando los estudios para evaluar el papel potencial del centeno en la "intensificación sostenible de la agricultura", un enfoque que se considera fundamental para satisfacer la creciente demanda mundial de alimentos, fibra y combustible sin sobrecargar lo que la tierra y los recursos naturales pueden proporcionar.

En los estudios más recientes, el equipo utilizó un modelo informático a escala de campo para simular rotaciones de maíz y soja, con o sin cultivos de cobertura de centeno de invierno, en 40 sitios en el centro norte de los Estados Unidos, incluidas partes de la cuenca del río Mississippi, que desemboca en hacia el Golfo de México.

Entre los resultados publicados recientemente en la revista Environmental Research Letters :

  • Establecer un cultivo de cobertura de centeno de invierno entre las rotaciones de maíz y soja en campos drenados con baldosas (es decir, aquellos que utilizan un sistema de tuberías de drenaje subterráneo para eliminar el exceso de agua) redujo los niveles de nitrato en el agua de drenaje en más del 45 % en comparación con los campos sin centeno. o unos 21 y 44 kilogramos por hectárea, respectivamente.
  • En el total de 63 millones de hectáreas (aproximadamente 156 millones de acres) de tierras de cultivo del centro norte que abarcaron las simulaciones del modelo, el uso de cultivos de cobertura de centeno de invierno en campos drenados con tejas se tradujo en una reducción del 27 % en las cargas de nitrato que ingresan al Golfo de México a través de la cuenca del río Mississippi.

El nitrato plantea una preocupación ambiental cuando las plantas de cultivo no lo utilizan y se escapa a los arroyos, ríos, lagos y otros cuerpos de agua superficiales, comprometiendo la calidad del agua y ayudando a impulsar la proliferación de algas. La posterior muerte y descomposición de las algas en estas floraciones consume oxígeno, matando o expulsando a los peces y otras formas de vida acuática.

En aguas costeras como el Golfo de México, esta condición se conoce como hipoxia y crea una "zona muerta" que abarca varios miles de millas cuadradas, un tamaño que puede cobrar un alto precio en la pesca comercial y otras industrias asociadas. Este verano, por ejemplo, se pronostica que la zona muerta del Golfo cubrirá 4,155 millas cuadradas.

"Una variedad de factores, incluidos los efectos del exceso de nutrientes y la estratificación (capas) del cuerpo de agua debido a la salinidad o los gradientes de temperatura, pueden crear condiciones hipóxicas. En América del Norte, el tamaño del área hipóxica en el Golfo de México se correlaciona fuertemente con cargas primaverales de nitrato-nitrógeno del río Mississippi", explicó Malone, quien colabora en los estudios de modelado con otros 15 investigadores de tres laboratorios del ARS y cuatro universidades.

El cambio climático puede aumentar la probabilidad de condiciones hipóxicas en el Golfo de México, lo que otorga urgencia a los esfuerzos del grupo de trabajo de la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. para reducir las cargas de nitrógeno y fósforo de la cuenca del río Mississippi en un 45 % para 2035.

"El uso de cultivos de cobertura como el centeno de invierno en las rotaciones de maíz y soja en el centro-norte de EE.UU. es una de las estrategias de conservación más prometedoras para reducir las cargas de nitrato en los arroyos y ríos que desembocan en el río Mississippi", según Malone.

Además de frenar las pérdidas de nitrato, los cultivos de cobertura de centeno de invierno también pueden desempeñar un papel en la captura (o "secuestro") de carbono.

De acuerdo con las simulaciones del modelo, el establecimiento de cultivos de cobertura de centeno de invierno en rotaciones de maíz y soja en el centro norte de los EE.UU. podría producir más de 18 millones de toneladas métricas (19,8 millones de toneladas) de residuos de campo, llamados "biomasa". Ese residuo de centeno, a su vez, tiene el potencial de producir 210 millones de megajulios de energía anualmente, el contenido de energía equivalente a 9.000 millones de litros de etanol, si se convirtiera en gas biometano utilizando digestores anaeróbicos.

Las simulaciones también indican que en el proceso de producción de biometano, un paso de filtración estándar llamado " upgrading " podría permitir la eliminación y captura de 7,5 millones de toneladas (8,3 millones de toneladas) anuales de dióxido de carbono, evitando su liberación a la atmósfera cuando el biogás se quema para obtener energía o calor y crea un beneficio de secuestro de carbono para los agricultores.

Sin embargo, los investigadores no ven los cultivos de cobertura de centeno de invierno como una proverbial "bala mágica" para gestionar el nitrógeno y mejorar el medio ambiente. Más bien, es probable que se integre con otras medidas, incluido el uso de zonas de amortiguamiento ribereñas saturadas, drenaje controlado, humedales y biorreactores.

Más información: Robert W Malone et al, Harvested winter rye energy cover crop: multiple benefits for North Central US, Environmental Research Letters (2023). DOI: 10.1088/1748-9326/acd708

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