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MANEJO Y SECUESTRO DE C EN
EL SUELO
Eduardo Martínez H.
Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta
Universidad de Chile
A partir de la revolución industrial se
ha detectado un aumento cosiderable
del [CO2] atmosférico
En la actualidad se emiten
alrededor de 6.500 mill de ton de
CO2 por la quema de combustibles
fósiles
Distribución Global del Carbono
Atmósfera
60
750 GT C
120
+1,6
105
107
Vegetación
Océanos
610 GT C
39.000 GT C
60
59,6
5,5
Suelos
Combustibles Fósiles
1.580 GT C
4.000 GT C
Aporte relativo de la actividades humanas al efecto invernadero
LISTA DE GASES QUE CAUSAN EL EFECTO INVERNADERO
% DEL EFECTO
INVERNADERO
GAS INVERNADERO
Dióxido de carbono
CO2
50
Metano
CH4
19
CFC
15
Clorofluorocarbonos
Óxido nitroso
N2O
Otros (O3,H2O,NOx,CO,etc.)
Bouwman, 1990
5
11
World Electricity Generation by Fuel 1971-2020
National balance of GHG Chile (1994)
PRIEN
Re
f.
pe
tr
ól
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O
tro
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ga
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G
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er
o
ac
ió
n
de
ele
ct
ric
id
ad
Gg
Principales emisores de CO2
1994 País
11 000
10 000
9 000
8 000
7 000
6 000
5 000
4 000
3 000
2 000
1 000
Ejercicio
¿Cuánto CO2 se pierde por quema de residuos en Chile?
400.000 ha con trigo
Rendimiento medio nacional: 45 qq/ha
IC: 0,4
¿Qué sucede en el suelo?
Dinámica
• Balance entradas y salidas
(global)
• Entrada 55 Gt/año
• 1% acumulado como humus
(0,4 Gt/año)
• Diferentes reservorios tienen
distintos tiempos de
residencia, variando de uno o
pocos años, a décadas o más
de 1000 años (fracción
estable)
• TR dependerá de
composición y protección
(física/química)
Dinámica del C en el suelo (Balesdent et al., 2000)
• Almacenamiento global de C orgánico en los suelos
(World Resources Institute, 2000)
Bosques
Bosques cubren el 29 por ciento de las tierras y
contienen el 60 por ciento del carbono de la
vegetación terrestre. El carbono almacenado en los
suelos forestales representa el 36 % (540 Pg) del
total del carbono del suelo a un metro de
profundidad (1 500 Pg).
Praderas
Las tierras de pastoreo ocupan 3 200 millones de
hectáreas y almacenan entre 200 y 420 Pg en el
ecosistema total, una gran parte del mismo
debajo de la superficie. El carbono del suelo en
las praderas es estimado en 70 t/ha, cifra similar a
las cantidades almacenadas en los suelos
forestales.
Cultivos
Cambios simulados del total de C en el suelo (0-20 cm) entre 1907 y 1990 para el
Corn Belt central de EEUU (Smith, 1999)
Cuando los suelos naturales
son cultivados, liberan
alrededor de
0,8 Gt C/año
Schlesinger, 1990
(Sierra, 1991)
Total de materia orgánica perdida a los 19
días después de la labranza (Reicosky et al 1995).
Long Term Effects of Crop Rotations
Soil Organic Carbon (%)
4
Morrow Plots: Illinois
Corn-Oats-Hay Rotation
Corn-Oats (1885-1953, Corn-Soybeans (1954-Present)
Continuous Corn
3
2
Estimated
to 4 % in 1888
Wagner (1989)
1
Sanborn Field: Missouri
0
1870
Wheat, 6 Tons Manure/year
Corn, 6 Tons Manure/year
Continuous Wheat
Continuous Corn
Reicosky, 2001
1890
1910
1930
Year
1950
1970
1990
Posibles explicaciones para la
disminución del COS:
1. Labranza intensiva
2. Cambio de especies perennes (60 - 90%
de biomasa subterranea) a especies
anuales (15 - 20% de biomasa subterranea.
3. Incremento de la mineralización de la
MO
por
abuso
de
fertilizantes
nitrogenados inorgánicos
12 Aug., 1998 Plow Depth Study Swan Lake Farm
24 hour cumulative CO2 losses (g CO2 m-2)
202
229
105
48
10
Soil Surface
Not Tilled
4 in.
100 mm
6 in.
152 mm
8 in.
203 mm
11 in.
280 mm
El suelo como sumidero de C atmosférico
• Disminución de la erosión
La erosión actúa arrastrando selectivamente las partículas más finas
del suelo. La materia orgánica está asociada mayoritariamente a esta
fracción, quedando expuesta a la mineralización.
• Disminución de la labranza
Aireación => mineralización de la materia orgánica.
Desprotección de la materia orgánica presente en los agregados.
Efectos de la Materia Orgánica en el Suelo
- Incrementa la capacidad de retención de agua
- Incrementa la CIC (vinculado a la fertilidad
potencial del suelo)
- Reduce la erosión del suelo
- Aumenta la infiltración y disminuye el
escurrimiento superficial
- Disminuye la compactación del suelo
- Mejora la estructura
- Incrementa la actividad biológica y su
biodiversidad
- Incrementa el ciclaje y almacenamiento de los
nutrientes
- Incrementa la adsorción de pesticidas y
sustancias tóxicas
MOS: Materia orgánica del suelo
EVOLUCIÓN MOS
4
3.8
3.6
% MOS
3.4
CL 0-2
CL 2-5
CL 5-15
LT 0-2
LT 2-5
LT 5-15
3.2
3
2.8
2.6
2.4
2.2
2
0
1
2
3
4
5
AÑOS DE MANEJO
6
7
8
En Cero Labranza existe una tasa de
acumulación media de C equivalente
a 500 kg /ha/año.
La capacidad d almacenamiento e C depende de
la textura del suelo, en particular del contenido y
tipo de arcilla.
MOS
Carbono y fertilidad:
N
etc
Se requieren
P
Ca
C
Bo
Cl
Mn
Mg
Zn
7 – 10 unidades de C por
K
unidad de N
S
50 –60 unidades de C por
unidad de P
70 – 80 unidades de C por
unidad de S
Lal, 2000
N-NO3: Labranza x Profundidad
Capacidad de retención de humedad y MOS
Capacidad de retención de humedad
(% base peso)
35
Sand
Silt loam
Silty clay loam
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
Materia Orgánica (MO) % base peso
Berman Hudson, 1994
6
7
Diámetro ponderado medio de los agregados (DPM)
4 años
3.0
B
2.0
D
1.5
1.0
CD
F
EF
E
2 .0
1 .0
0 .5
0.0
0 .0
2-5
Profundidad (cm)
5 - 15
C
1 .5
0.5
0-2
CL
LT
B
2 .5
DPM (mm)
DPM (mm)
2.5
3 .0
CL
LT
7 años
A
F
F
0-2
2-5
Profundidad (cm)
F
5 - 15
Opciones de manejo para reducir
el calentamiento global
Tratados Internacionales en relación al
cambio climático
La Convención Marco de Cambio Climático de
Rio de Janeiro (1992).
El mandato de Berlin (1995)
El protocolo de Kioto (1997)
El acuerdo de Marrakech (2001)
Mecanismos de desarrollo limpio (MDL)
Objetivos
Asistir a las Partes no incluidas en el Anexo I
para alcanzar su desarrollo sostenible y
contribuir al objetivo último de la Convención,
y para asistir a las Partes incluidas en el Anexo
I para alcanzar cumplimiento con sus
compromisos cuantificados de limitación y
reducción de emisiones
WWW.SAP.UCHILE.CL
Anexos
Power generation
Une estudio hecho a nivel nacional reveló que
para la RM se producen 69.235 ton de CH4
asociados a la descomposición de la basura,
equivalentes a 1.453.935 ton de CO2
14.000
7.000.000
12.000
6.000.000
10.000
5.000.000
8.000
4.000.000
6.000
3.000.000
4.000
2.000.000
2.000
1.000.000
0
0
1999
2000
2001
2002
Consumo de energía eléctrica en II Reg (GWH)
Consumo de energía eléctrica en RM (GWH)
Emisión CO2 ton RM (+CH4 eq+N2O eq)
Emisión CO2 ton II Reg (+CH4 eq+N2O eq)
Elaboración propia (datos PRIEN y CNE)
Emisión t(CO2)
Consumo GWh
Consumo energía eléctrica y Producción de CO2
Las fuentes de energía utilizadas por Chile, al año
2000, se distribuyen de la siguiente manera: 41%
petróleo, 23% gas natural, 6% hidroelectricidad,
17% leña y 13% carbón. A su vez, el consumo
total de energía se distribuye de la manera
siguiente: 24% para el transporte, 26% para la
industria y la minería, 19% para los sectores
residenciales, comerciales y públicos y 31% en
consumos propios y pérdidas de los centros de
transformación.
PRIEN
Pérdidas de productividad de las rotaciones de cultivos.