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Bioenergía sostenible de praderas nativas en tierras agrícolas abandonadas

En un esfuerzo continuo por descubrir las condiciones ideales para cultivar biocombustibles alternativos que ofrezcan más beneficios ambientales, los científicos de la Universidad de Minnesota aplicaron su investigación en las praderas nativas del Alto Medio Oeste para comprender las tierras marginales, en particular los campos agrícolas abandonados y degradados.

Se han propuesto pastos nativos, perennes y campos abandonados como una forma de aumentar los beneficios ambientales de los biocombustibles. Los biocombustibles de primera generación, como el etanol de maíz, requieren un uso intensivo de fertilizantes nitrogenados y quitan tierras a la producción de alimentos. Queríamos ver si los pastos de la pradera podrían demostrar ser una mejor cosecha “, dijo el investigador principal, David Tilman, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas (CBS) y director de la Reserva Científica del Ecosistema de Cedar Creek.

Otro beneficio potencial de las gramíneas perennes está vinculado a sus sistemas de raíces profundas. Según los investigadores, los sistemas de raíces más profundos, a diferencia de los que se observan en cultivos anuales como el maíz, pueden almacenar grandes cantidades de carbono debajo de la tierra que de otra manera serían liberados a la atmósfera. Sin embargo, debido a que los pastos perennes en tierras marginales pueden tener bajos rendimientos debido a un suelo menos fértil , los investigadores examinaron formas de maximizar el crecimiento de los pastos sin efectos negativos en el medio ambiente.

En el estudio de 10 años publicado en Nature Sustainability , los investigadores utilizaron 36 parcelas en un sitio agrícola abandonado en la Reserva Científica del Ecosistema de Cedar Creek para plantar 32 especies de plantas de pradera y sabana que son nativas de Minnesota. En 2007, los investigadores dividieron las parcelas en varios grupos y les asignaron una combinación de dos tratamientos: adición de agua (es decir, irrigada o no irrigada) y fertilización con nitrógeno (es decir, 0 g / m 2 , 7 g / m 2 , 14 g / m 2 ).

Durante la siguiente década, los investigadores encontraron que:

  • tratamientos moderados (riego y 7 g / m 2 de nitrógeno) tuvieron los mejores rendimientos de biomasa y carbono en el suelo de almacenamiento, mientras que tiene efectos insignificantes en la estabilidad, la diversidad y la pérdida de nutrientes a las aguas subterráneas;
  • en comparación con el control (no irrigado y sin nitrógeno adicional), los tratamientos moderados resultaron en casi el doble de rendimiento y almacenamiento de carbono en el suelo y, si las plantas se convirtieran en bioenergía para desplazar los combustibles fósiles , daría como resultado el doble del ahorro de gases de efecto invernadero;
  • en comparación con el tratamiento moderado, el tratamiento más intensivo (riego y 14 g / m 2 de nitrógeno) tenían ahorros 30 por ciento menor gases de efecto invernadero, 10 veces mayor lixiviación de nitrato y 120 por ciento mayor pérdida en la diversidad de plantas.

“Nuestros resultados indican que los diferentes niveles de intensificación tienen diferentes costos y beneficios ambientales”, dijo Yi Yang, autor principal del estudio y ahora investigador postdoctoral en el Departamento de Bioproductos e Ingeniería de Biosistemas de la Universidad de Minnesota. “Nuestro estudio sugiere que la optimización de múltiples beneficios ambientales requiere prácticas sostenibles de intensificación apropiadas para los suelos, el clima y las especies de plantas de una región”.

En comparación con el etanol de maíz, los investigadores encontraron que el rendimiento de biomasa de las praderas nativas con mejor desempeño fue moderadamente más bajo (seis toneladas por hectárea en comparación con el rendimiento promedio de maíz de ocho toneladas por hectárea en los EE. UU.). Sin embargo, los investigadores encontraron que debido a un menor uso de nitrógeno y mayores cantidades de almacenamiento de carbono en el suelo , las praderas nativas producirían un mayor ahorro general de gases de efecto invernadero cuando se convirtieran en bioenergía.

Vía: Mundoagropecuario

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