El manejo diferenciado con cubiertas vegetales mejoró el stock de carbono en el suelo, especialmente en las capas más superficiales donde se aprecian más rápidamente los cambios en el sistema de manejo

El presente artículo presenta los resultados obtenidos de secuestro de C en olivares manejados con cubierta vegetal frente al manejo convencional durante 4 años (Life+ Agromitiga). Más allá se compara el efecto de la aplicación de bioestimulantes en la cubierta vegetal frente a un control con cubierta sin aplicación de bioestimulantes para comparar su uso como medida de agricultura sostenible (BioCoverSoil).

La agricultura debe garantizar la producción de alimentos ante los escenarios de escasez de agua y pérdida de fertilidad de los suelos. Asimismo, el sector debe de promover e implantar aquellas acciones que le ayuden a adaptarse a los posibles impactos del cambio climático. Además, el suelo es un agente clave en esta variabilidad climática ya que es el mayor sumidero terrestre de carbono (Lal et al., 2021).

En España, un 74% del suelo está en riesgo de desertificación y más de un 10% de la superficie sufre procesos erosivos altos con pérdidas de suelo por encima de 25 t ha^-1 año^-1 (MITECO, 2022).

Las mayores tasas de erosión se producen en cultivos leñosos con pendiente y sin prácticas de conservación como las cubiertas vegetales (MITECO, 2022). España posee una gran extensión de cultivos leñosos (5.363.124 ha), donde destaca el olivar con 2.768.267 ha (MAPA, 2022) que ha incrementado su superficie casi un 8% en los últimos 10 años. Realizando buenas prácticas de manejo sobre el cultivo y, especialmente sobre el suelo, toda esta superficie presenta un alto potencial para reducir la pérdida de suelo y aumentar la fijación de carbono, ya que algo menos del 33% de la superficie de olivar tiene algún tipo de cubierta vegetal (MAPA, 2022). No obstante, considerando todos los cultivos leñosos, la superficie con algún tipo de cubierta se ha incrementado un 75% desde el año 2006, siendo actualmente del 27% (MAPA, 2022). Ese incremento se ha producido gracias a las bondades de esta práctica, reconocidas por los agricultores, y a las políticas agrarias que han fomentado su uso.

Las cubiertas vegetales han demostrado ser una práctica eficaz para reducir escorrentía, la erosión y la pérdida de nutrientes (Lui et al., 2021), así como para mantener la fertilidad y fijar C en el suelo (Ordóñez-Fernández et al., 2018; Repullo-Ruibérriz de Torres et al., 2021). Además de otros servicios ecosistémicos como la mejora física y química del suelo (Ramos et al., 2011), la mayor capacidad de retención de agua en el suelo (Palese et al., 2014), la reducción de enfermedades (Mancini et al., 2015), el control de malas hierbas (Linares et al., 2008) y la mejora de la biodiversidad (de Pedro et al., 2020).

Varios de los servicios ecosistémicos proporcionados por las cubiertas vienen determinados especialmente por la mejora de la materia orgánica (MO), compuesta por C orgánico aproximadamente en un 58%. El reciclado de nutrientes en el suelo, el almacenamiento de agua, la mejora de la biodiversidad y el secuestro de C son efectos derivados del incremento de la materia orgánica del suelo. La MO es considerada el indicador de calidad de suelo más importante en sostenibilidad agraria debido a que afecta a la mayoría de las propiedades del suelo (Zornoza et al., 2015).

La agricultura convencional, caracterizada por alterar el terreno mediante laboreo, promueve la mineralización de la MO del suelo al mismo tiempo que aumenta la liberación de CO₂ a la atmósfera debido a la ruptura física de los agregados del suelo dejándolo expuestos a la acción de los microorganismos. Carbonell-Bojollo et al. (2011) observaron incrementos en emisiones de CO₂ 6,7 veces mayor con un pase de grada de discos que con un sistema de no laboreo. Con un pase de vertedera este incremento llega a ser 10,5 veces mayor.

El proyecto Life+ Agromitiga (LIFE17 CCM/ES/000140) está integrado por la Asociación Española de Agricultura de Conservación (AEACSV), la Asociación Agraria de Jóvenes Agricultores (ASAJA), la Consejería de Agricultura y Medio Ambiente de la Junta de Andalucía, el instituto andaluz de Investigación y Formación Agraria (IFAPA), la Federación Europea de Agricultura de Conservación (ECAF) y la Universidad de Córdoba (UCO). En este contexto, el equipo de la Consejería hizo un estudio de toda Andalucía e identificó diferentes zonas agroclimáticas de las que se eligieron las 8 más representativas.

Se creó una red de fincas con los principales cultivos de la zona y en cada una se compararon explotaciones manejadas con técnicas de Agricultura de Conservación junto con explotaciones manejadas de forma convencional basadas en el laboreo. En esta comunicación se presentan datos referentes a las unidades agroclimáticas en las que el cultivo principal es el olivar, donde se ha comparado el secuestro de carbono de un manejo convencional basado en el laboreo frente a un manejo con cubierta vegetal espontánea siguiendo los principios de la Agricultura de Conservación.

La actual situación del sector agrario requiere la adopción de prácticas de agricultura sostenible, donde se satisfaga la demanda de alimentos contribuyendo a la prosperidad económica y el bienestar social, protegiendo al mismo tiempo los recursos naturales (Triviño-Tarradas et al., 2019). En la agricultura sostenible se ha incrementado el uso de bioestimulantes para aumentar el vigor del cultivo y mejorar la calidad del producto. Los bioestimulantes son sustancias o microorganismos que mejoran la eficiencia del uso de nutrientes y la tolerancia al estrés abiótico (du Jardin, 2015). Además, influyen de manera positiva en la comunidad microbiana del suelo, lo que tiene un papel fundamental en la dinámica de nutrientes.

El proyecto BioCoverSoil, enmarcado en los proyectos de colaboración público-privada financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación y por la Unión Europea a través de los fondos 'NextGenerationEU/PRTR', está integrado por los socios: Fertinagro Agrovip, Fertinagro Nutrigenia, el IFAPA, la UCO y el Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC). El proyecto tiene el objetivo principal de desacoplar la mineralización del N de la del C orgánico, de manera que se maximice el N mineral para el cultivo, y se minimice la mineralización del C orgánico para mantener la fijación neta de C en el suelo.

El proyecto se desarrolla en un cultivo leñoso clave como es el olivar, manejado con cubierta vegetal. Para lograr los objetivos del proyecto se presenta una estrategia de manejo de la cubierta con aplicación de dos bioestimulantes: uno para maximizar la fijación biológica de N de la cubierta antes de ser controlada; y otro para favorecer la mineralización de dicho N tras el control, minimizando, además, la mineralización del C orgánico.

Cubierta vs laboreo

Se monitorizó durante 4 años el carbono orgánico del suelo en 4 olivares de Andalucía donde se comparaba un manejo convencional basado en el laboreo frente a un manejo con cubierta vegetal espontánea. Las fincas corresponden a 4 localidades de las principales zonas olivareras de Andalucía, situándose una finca en la provincia de Jaén, una en Córdoba y dos en Sevilla (Tabla 1). Además, se sitúan en 3 diferentes zonas agroclimáticas (Tablas 1 y 2). En cada olivar se identificaron dos zonas con manejo diferenciado desde dos años antes del comienzo del estudio, y se tomaron muestras de suelo en 6 puntos por cada manejo en cada fecha de muestreo.

Fig. 1. Vista de las 4 primeras fincas demostrativas.

La finca I tiene una cubierta vegetal espontánea combinada con restos de poda. El suelo es franco-arcilloso y tiene un contenido medio de materia orgánica de 1,4%. En la zona de laboreo se da un pase de cultivador en septiembre y primavera para controlar las hierbas, y un pase de grada de púas en verano. En la finca II los olivos tienen una antigüedad de 10 años y se maneja como olivar ecológico desde 4 años antes del comienzo del estudio. Los restos de poda se pican y se dejan sobre el suelo. Para el manejo de laboreo se daban normalmente dos o tres pases de cultivador al año. La finca III se maneja con cubiertas vegetales controladas de forma mecánica con desbrozadora y se aplican los restos de poda picados. En las subparcelas de laboreo el control de las hierbas se hacía con un pase de grada de discos en noviembre o diciembre y un pase de cultivador en mayo. En la finca IV se realiza fertirriego, y el control de las cubiertas se hace mediante siegas mecánicas en primavera. En la zona de laboreo se realiza un pase de grada y un pase de cultivador en marzo para controlar las malezas y un pase de cultivador en julio.

Cubierta con Bioestimulantes

Se estudió el efecto de la aplicación de dos bioestimulantes, aplicados antes y después del desbroce en dos fincas demostrativas (V y VI). El primer bioestimulante tiene el objetivo de favorecer el desarrollo y la fijación de N; el segundo, tras el control mecánico de la cubierta, está orientado a maximizar la mineralización del N orgánico de la biomasa y minimizar la mineralización del C orgánico favoreciendo la fijación de carbono.

La finca V está situada en la estación experimental del centro IFAPA ‘Alameda del Obispo’. En esta finca se sembró una cubierta mixta de veza y cebada en secano (Fig. 2). Se trata de una finca situada en suelo franco con un contenido inicial de MO de 1,6% en los primeros 20 cm. La finca VII es una explotación comercial de regadío con cubierta espontánea situada en la zona de Fuente Palmera (Fig. 2). Es una finca de suelo franco arenoso con un contenido de MO en los primeros 20 cm de 1,4%. Está situada sobre terrazas y tiene un porcentaje de pedregosidad medido del 39% con un 20% de cantos rodados de más de 15 cm.

El diseño experimental en ambos campos de ensayo fue de bloques aleatorios con cuatro repeticiones y dos tratamientos, uno con aplicación de los dos bioestimulantes sobre la cubierta y un tratamiento control con cubierta sin aplicación de estos. Cada bioestimulante fue aplicado a una dosis de 5 L ha^-1 mediante mochila de aplicación de tratamientos El proyecto tiene una duración de tres campañas, se presentan en esta comunicación los resultados de secuestro de C de la primera campaña de muestreo.

Fig. 2. Vista de la finca demostrativa V (izquierda), con cubierta sembrada, y VI (derecha), con cubierta espontánea.

Muestreos y análisis

La evolución del C orgánico del suelo se midió de manera semestral en todas las fincas demostrativas. En las 5 primeras fincas se tomaron muestras a 0-5, 5-10 y 10-30 cm de profundidad. El muestreo del suelo en las parcelas V y VI se realizó a dos profundidades (0-20 y 20-40 cm). Las muestras de suelo para el análisis se tomaron mediante barrena Edelman. Además, se tomaron muestras inalteradas de suelo para determinar la densidad aparente, teniendo en cuenta el porcentaje de pedregosidad de cada finca demostrativa. El contenido de C orgánico del suelo se determinó por el método de Walkley y Black (1934).

Cubierta vs laboreo

El manejo diferenciado con cubiertas vegetales mejoró el stock de carbono en suelo, especialmente en las capas más superficiales de suelo donde se aprecian más rápidamente los cambios en sistema de manejo. La tabla 4 muestra el stock de C a 0-30 cm de profundidad a inicio y final del estudio. Asimismo, se muestran el incremento de C y la tasa anual obtenida tras 4 años de seguimiento. Cabe señalar que en las fincas se venía haciendo un manejo de suelo diferenciado basado en las cubiertas vegetales desde antes del comienzo del estudio, por lo que el stock de C inicial era ya sensiblemente superior en el manejo con cubierta. No obstante, las buenas prácticas mantenidas en el tiempo siguieron incrementando el carbono de suelo, siendo en el último muestreo mayores los stocks que al inicio del estudio.

También hubo incrementos en el manejo con laboreo ya que las hierbas se dejaban crecer hasta que éstas eran labradas, pero estos suelos también tuvieron un input de C al incorporar los restos. El input de C es considerado el factor más determinante para el incremento del C del suelo (Virto et al., 2012).

La eficiencia en el secuestro de C se ve favorecida cuando el contenido inicial está lejos de su valor de saturación (Vicente-Vicente et al., 2016). Esto ocurre en la finca V donde el incremento fue mayor en laboreo puesto que el contenido inicial fue un 30% menor que con cubierta. El nivel de biomasa alcanzado por la cubierta en esta finca fue menor que en otras, por lo que el input de C fue menor.

Tabla 4. Stock y secuestro de C en las 4 primeras fincas demostrativas hasta los 30 primeros cm de profundidad. Las diferencias significativas encontradas entre tratamientos para una misma finca según el test de Tukey se indican con (*) a p≤0,05, y (**) a p≤0,01.

La tasa promedio de las 4 fincas fue de 0,91 tC ha^-1 año^-1 en laboreo y de 1,40 tC ha^-1 año^-1 con cubierta. Resultados acordes con aquellos obtenidos por Vicente-Vicente et al. (2016) y Repullo-Ruibérriz de Torres et al. (2021).

Cubierta con Bioestimulantes

La cubierta en la finca VI tenía, en general, un mayor grado de cobertura que la V ya que al ser espontánea queda establecida con anterioridad. En cambio, la cubierta sembrada de la finca V necesita una labor preparatoria para la siembra dejando en ese momento el suelo con escasa cobertura. En esta primera campaña de seguimiento hubo escasez de precipitaciones que impidió un mayor desarrollo de la cubierta, así como una mayor actividad de los microorganismos y efectividad de los bioestimulantes.

El C orgánico del suelo se vio aumentado en los dos campos tras una sola campaña de observación. En la finca V, se obtuvieron incrementos de 1,0 en el tratamiento con bioestimulantes y 1,7 tC ha^-1 en el control considerando los primeros 40 cm de profundidad. No se dieron diferencias significativas entre tratamientos (Tabla 5).

En la finca VI, manejada con hierba espontánea, se dieron también incrementos de C con tan sólo una campaña de muestreo. El tratamiento con bioestimulantes tuvo una tasa de secuestro de 0,1 tC ha^-1 hasta 40 cm de profundidad, siendo de 0,5 tC ha^-1 en el tratamiento control. Al igual que en la parcela V no se dieron diferencias significativas con el control (Tabla 5). Aunque la tasa de secuestro fue menor en la finca VI que en la V, la concentración del C orgánico en suelo fue del orden de 7-10 gC kg^-1 en la finca V y de 4-8 gC kg^-1 en la finca VI. Las diferencias observadas en el stock de C (tC ha^-1) entre estas dos fincas demostrativas se deben en parte a la menor cantidad de suelo por volumen medido hasta 40 cm en la finca VI, ya que esta finca tiene una gran pedregosidad.

Tabla 5. Stock y secuestro de C en las fincas demostrativas V y VI en los 40 primeros cm de profundidad. No hubo diferencias significativas entre tratamientos para una misma finca según el test de Tukey a p≤0,05.

El empleo de cubiertas vegetales, tanto vivas como añadiendo los restos picados derivados de la de poda, favoreció el secuestro de C en el suelo. Aun siendo el stock de C inicial mayor en las parcelas con cubierta, la capacidad de secuestro de C fue generalmente mayor en con este sistema que con un manejo basado en el laboreo. Los buenos resultados obtenidos con el sistema de cubiertas hacen recomendable fomentar esta práctica para la sostenibilidad del olivar y el secuestro de C.

La aplicación de bioestimulantes para la cubierta puede favorecer el desarrollo de la misma y la fertilidad del olivar, así como mejorar y estabilizar la materia orgánica. En la primera campaña de monitoreo no llegaron a producirse diferencias significativas entre tratamientos, pero se observaron incrementos del C orgánico respecto a la línea base. El manejo de cubiertas con un uso de bioestimulantes apropiados puede reducir el uso de insumos minerales al cultivo mejorando la sostenibilidad del sistema. Esta estrategia es, además, viable en sistemas de cultivo de modalidad orgánica.

AGRADECIMIENTOS

Al proyecto Life+ Agromitiga 'Desarrollo de estrategias de mitigación del cambio climático a través de una agricultura inteligente en carbono' (LIFE17 CCM/ES/000140); y al proyecto BIOCOVERSOIL (CPP2021-008559), financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea 'NextGenerationEU/PRTR'.

REFERENCIAS

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La aplicación de bioestimulantes para la cubierta puede favorecer el desarrollo de la misma y la fertilidad del olivar, así como mejorar y estabilizar la materia orgánica