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Biblioteca de la Universidad Complutense de Madrid

Sábado, 17 de noviembre de 2018

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Las primeras lluvias sobre suelos secos aumentan la emisión de CO2 a la atmósfera

Los profesores Federico Navarro García y Miguel Ángel Casermeiro explican, junto a Joshua P. Schimel, la relación que existe entre la lluvia después de periodos de sequía y la emisión de dióxido de carbono. La investogación se ha publicado en un la revista Soil Biology and Biochemistry.

La Agencia Estatal de Meteorología informa de que este invierno es el más seco de los últimos setenta años. Todo el mundo, en especial los agricultores, está deseando que llueva, aunque esas primeras lluvias tras la sequía produzcan un aumento de la emisión de CO2 a la atmósfera. En los años veinte del pasado siglo ya se describió este peculiar fenómeno, ahora conocido por "efecto Birch" en honor a H. F. Birch, quien lo estudió en profundidad en los 50. A pesar de esas investigaciones todavía no se conocían con exactitud las razones de por qué esas primeras lluvias hacen que aumente la emisión del dióxido de carbono. O no se conocían hasta la aparición de un artículo publicado en la revista Soil Biology and Biochemistry por Federico Navarro García y Miguel Ángel Casermeiro, de la Facultad de Farmacia de la UCM, y Joshua P. Schimel, de la Universidad de California en Santa Barbara.


Navarro García, del Departamento de Microbiología II, y Casermeiro, del Departamento de Edafología, llevan trabajando de manera conjunta desde 2003. Juntos crearon el grupo de investigación UCM Fitosolum, del que también forman parte los dos departamentos de Biología Vegetal. El objetivo principal de este grupo es el estudio de las relaciones entre la diversidad biológica y el suelo y cómo estas relaciones son influidas por el cambio global y también cómo este cambio influye en la diversidad de los suelos.


Estudio en el campo
Los dos investigadores complutenses estudian, esencialmente, los suelos mediterráneos, en los que Schimel es un experto, así que consiguieron financiación para viajar hasta California e investigar con él. Una vez allí procedieron a recoger muestras de agregados de suelos en los que llevaba hasta 25 días sin llover. "Agregados" es el nombre que se le da a los constituyentes elementales del suelo que no se presentan aislados sino que se encuentran unidos entre sí.


En el estudio se observó que la cantidad de emisión de CO2 una vez que se humectan los suelos muy secos, difiere dependiendo de muchos factores, entre ellos el tipo de suelos que se analizan. En el laboratorio se ha visto que los que más emiten son los que están cubiertos con lodos de depuradoras.


Una aparente contradicción
Tradicionalmente se piensa que si se aporta carbono al suelo, dicho carbono se retiene en el suelo y no se libera. De ahí que el uso de lodos de depuradora esté totalmente generalizado en la agricultura, como abono, y también en obra forestal. Los estudios realizados tanto en Estados Unidos como en la Facultad de Farmacia (donde se analiza la emisión de dióxido de carbono en todo tipo de suelos) prueban que los que más emiten son precisamente los suelos que se han tratado con estos lodos.


Navarro García y Casermeiro son conscientes de que estos resultados generan un gran problema, porque en nuestro país se producen un millón de toneladas de lodo anuales y un 70 por ciento de ellas se utilizan en agricultura y bosques. ¿Qué se podría hacer con esos lodos si se decidiera no utilizarlos para no acelerar el cambio climático? Lo cierto es que es difícil de decir, porque prescindir de ellos y meterlos en depósitos de seguridad supondría unos costes enormes, que además serían crecientes según va aumentado, año tras año, la cantidad de agua depurada.


El principal stock de carbono
Los dos investigadores complutenses informan de que "el principal stock de carbono en ecosistemas terrestres está en lo suelos. De hecho respiran seis veces más que todas las emisiones industriales conjuntas". Esas impresionantes cifras se refieren a condiciones normales, y se multiplican "si se utilizan lodos y si se alteran los regímenes de lluvias con el cambio climático". Un escenario que es exactamente en el que nos encontramos en estos momentos. Casermeiro y Navarro García tienen claro que el efecto Birch va a ser cada día más acusado a no ser que se tomen medidas.


Las soluciones pasan por un conocimiento mayor de los diferentes tipos de suelos (naturales, agrarios...) para lo que el grupo de investigación sigue solicitando ayudas de todo tipo. En la actualidad el grupo está formado por diez investigadores de plantilla y por un número similar de becarios, incluyendo una italiana de Erasmus. El trabajo se realiza de manera coordinada dentro de un proyecto muy ambicioso del Instituto Geológico y Minero de España que estudia aspectos como las migraciones de los patógenos por el suelo, los antibióticos, los nuevos contaminantes, y la variación en las poblaciones microbianas provocadas por todos esos elementos.
También sueñan con volver a Estados Unidos para completar sus estudios en el campo, porque por muy precisos que sean los que se hacen en laboratorio, aquí las condiciones siempre son mucho más estables en cuanto a temperatura y humedad que al aire libre.

 

La explicación del fenómeno: los agregados destruidos y la liberación del CO2

Los agregados del suelo tienen, entre sus funciones, proteger el carbono de la degradación microbiana. En la investigación que se publica en Soil Biology and Biochemistry, se comparó la respiración después de la humectación entre agregados íntegros y agregados destruidos (como el de la imagen) y se observó una mayor producción de CO2 en los agregados destruidos. Los investigadores Federico Navarro García, Miguel Ángel Casermeiro y Joshua P. Schimel aseguran que esto implica que "un incremento en la cantidad de carbono producido por la rotura de los agregados explicaría el aumento de la producción de CO2, ya que no se produjo un incremento en la cantidad de microorganismos tras su rotura".


Este resultado sugiere que los procesos físicos son los más importantes en la emisión del CO2 según se suceden ciclos múltiples de humectación (en las sucesivas lluvias), y que la asociación física de organismos, sustratos y partículas de minerales son fundamentales para controlar el funcionamiento de la diversidad microbiana.


Teniendo en cuenta que los agregados destruidos producen más dióxido de carbono, del estudio se deriva que los agregados íntegros previenen la emisión de los gases de efecto invernadero tras un periodo prolongado de sequía. Una de las razones es que protegen la materia orgánica de la descomposición microbiana. Otra conclusión del estudio es que, contrariamente a lo que se pensaba hasta ahora, la materia orgánica sufre modificaciones bioquímicas independientes de la actividad celular durante los periodos de sequía.

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