¿Puede la agricultura “con carbono inteligente” desempeñar un papel clave para enfrentar el cambio climático?

Esta historia fue publicado originalmente por Yale Environment 360 y se reproduce aquí como parte de la Escritorio de clima colaboración.

Trey Hill llevó a un pequeño grupo de compañeros agricultores a un campo fuera de su oficina en Rock Hall en la costa este de Maryland. Era un día nublado de febrero, pero el suelo estaba lleno de color: nabos morados y rojos mezclados exuberantemente con centeno verde, arveja y trébol, y debajo de todo, rico suelo marrón. Hill se agachó, tiró de la tierra un largo, grueso y blanco rábano daikon y mostró a sus visitantes suntuosos terrones de color café aferrados a las raicillas peludas. Esos grupos, explicó, acumulan carbono, carbono que no calienta el planeta.

Hill no adoptó prácticas “inteligentes con respecto al carbono” como el cultivo de cobertura para combatir el cambio climático. Lo hizo para construir tierra, retener agua y ganar dinero. Pero cuando el agricultor de tercera generación de maíz, trigo y soja se enteró de que Nori, una startup con sede en Seattle que busca vender créditos para el carbono almacenado en los suelos de granjas como la suya, estaba todo adentro. Hill no esperaba necesariamente una ganancia inesperada, pero quería mostrarles a sus compañeros agricultores que podían ganar dinero mientras ayudando a combatir el cambio climático. “Si funciona y ganamos dinero con eso, eso es genial”, dice Hill. “Si no es así, bueno, alguien tiene que ser el primero, y estamos dispuestos a correr ese riesgo”.

A principios de este año, Nori le pagó a Hill $ 115,000 por poco más de 8,000 toneladas de carbono almacenado en el suelo de Hill. En el futuro, si cada uno de los 10,000 acres que cultiva puede absorber una tonelada adicional de carbono por año, alrededor de lo mejor que podría esperar, dice, podría ganar hasta $ 150,000 anualmente.

A medida que los esfuerzos para alejar a la sociedad de los combustibles fósiles se han estancado, las “soluciones climáticas naturales” como el secuestro de carbono en el suelo han ganado rápidamente vapor. En 2018, las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina informaron que las “tecnologías de emisiones negativas”, técnicas para eliminar el carbono de la atmósfera, en lugar de simplemente reducir las nuevas emisiones de carbono, son necesarias para estabilizar el calentamiento global por debajo de 2 grados Celsius (3.6 grados Fahrenheit), el nivel que los científicos creen que podría ser catastrófico.

El informe de las Academias identificó el secuestro del suelo como una solución climática rentable y fácilmente disponible, con el potencial de eliminar 250 millones de toneladas métricas o más de dióxido de carbono por año solo en los Estados Unidos. Eso es aproximadamente el 5 por ciento de las emisiones anuales de CO2 de los Estados Unidos, que totalizaron 5.400 millones de toneladas en 2018. Este mes, un equipo dirigido por investigadores de The Nature Conservancy (TNC) estimó que, si se implementa a nivel mundial, las actividades de conservación y construcción del suelo podrían proporcionar se necesita casi el 10 por ciento de la reducción de carbono para evitar romper la barrera de 2 grados.

Millones de dólares ahora están llegando a iniciativas sobre el clima del suelo de corporaciones como Microsoft y General Mills, filántropos como Leonardo DiCaprio y gobiernos grandes y pequeños. Una empresa de tecnología agrícola con sede en Boston, Indigo Ag, dice que miles de agricultores que trabajan en más de 18 millones de acres de tierras agrícolas, casi todos en los EE. UU., han expresado interés en inscribirse en su programa de secuestro de carbono. Un consorcio de gigantes alimenticios y organizaciones sin fines de lucro como TNC ha recaudado más de $ 20 millones para construir un mercado para vender créditos de carbono en el suelo. Ciudades como Boulder, Colorado y San Francisco están incluyendo el almacenamiento de carbono en el suelo en sus planes de acción climática. California ya paga a algunos agricultores por reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero, y los legisladores de Maryland están considerando nuevos fondos para agricultores “inteligentes en carbono” como Hill.

A nivel nacional, el senador estadounidense Cory Booker, un demócrata de Nueva Jersey, el representante Deb Haaland, un demócrata de Nuevo México, y el representante Chellie Pingree, un demócrata de Maine, han presentado proyectos de ley que pagarían a los agricultores por adoptar prácticas amigables con el clima. Incluso el Secretario de Agricultura, Sonny Perdue, ha respaldado el concepto.

Pero un número creciente de científicos temen que la creciente presión social para hacer algo Para contrarrestar el cambio climático se está invirtiendo dinero en la llamada agricultura de carbono antes de que la ciencia necesaria para apuntalarlo esté madura. Nuevos estudios revelan que incluso las prácticas de captura de carbono aceptadas desde hace mucho tiempo pueden no producir los beneficios climáticos esperados. Las mediciones del suelo a profundidades de hasta 2 metros han arrojado serias dudas sobre el impacto climático de la reducción de la labranza del suelo, y estudios similares ahora cuestionan la cantidad de carbono que los cultivos de cobertura pueden secuestrar en algunas circunstancias. Los expertos dicen que se necesita con urgencia un aumento masivo de los datos de carbono del suelo de las granjas en funcionamiento.

Incluso algunos partidarios quieren controlar la exageración.

“Estamos en un período de exuberancia de carbono”, dice Philip Taylor, ecologista y cofundador de la organización de agricultura regenerativa con sede en Boulder. Agricultura loca. “La esperanza y el deseo de la sociedad de que la agricultura resuelva el cambio climático está exagerado”.


Desde que comenzó el primer arado, la agricultura ha emitido dióxido de carbono. Al girar la capa superior del suelo se mezclan moléculas subterráneas que contienen carbono con oxígeno atmosférico, creando el gas de efecto invernadero que, más que ningún otro, está poniendo en peligro la civilización. Estimaciones recientes sugieren que alrededor de 133 mil millones de toneladas de carbono, aproximadamente un cuarto de todo el carbono emitido por los humanos desde la Revolución Industrial, se ha perdido de los suelos a nivel mundial.

Los avances tecnológicos han aumentado drásticamente las emisiones de la agricultura en el siglo pasado. El uso de combustibles fósiles por el sistema alimentario, incluido el combustible para tractores y el transporte y la energía para la producción de fertilizantes, ahora representa más del 10 por ciento de todas las emisiones de gases de efecto invernadero. El fertilizante agregado a los suelos puede hacer que los microbios emitan óxido nitroso, o N2O, un gas de efecto invernadero 300 veces más potente que el dióxido de carbono por molécula. N2O ahora es responsable de alrededor del 6 por ciento del calentamiento global, según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.

Pero hay esperanza de que tales tendencias puedan revertirse. En 2004, Rattan Lal, un científico del suelo de la Universidad Estatal de Ohio, estimó que los cambios en las prácticas agrícolas y de manejo del suelo podrían, en teoría, provocar hasta dos tercios de todo el carbono perdido de los suelos subterráneos, lo que podría reducir considerablemente el dióxido de carbono atmosférico. . Lal y otras prácticas recomendadas han demostrado aumentar la fracción de compuestos que contienen carbono en las capas superiores del suelo, incluida la reducción o eliminación de la labranza que expone el carbono del suelo al aire, el acolchado de los campos con residuos de cultivos y la siembra de cultivos de cobertura: cereales, legumbres u otras verduras. cultivado no para la cosecha sino para reducir la erosión y enriquecer el suelo con nutrientes y materia orgánica rica en carbono.

Resulta que algunos agricultores ya estaban adoptando tales prácticas. El movimiento de labranza cero de los Estados Unidos comenzó en la década de 1940, cuando la conservación del suelo se convirtió en una prioridad después de arar la tierra árida del oeste provocó el ruinoso Dust Bowl, y los nuevos herbicidas disponibles permitieron a los agricultores matar las malezas sin convertir el suelo. Más de un tercio de las tierras de cultivo de EE. UU. Ahora se cultivan sin labranza, y otro tercio se encuentra bajo la denominada gestión de labranza baja, según las estadísticas del Departamento de Agricultura de los EE. UU. (USDA).

¿Puede la agricultura "con carbono inteligente" desempeñar un papel clave para enfrentar el cambio climático?
El suelo labrado mecánicamente se desmorona en agua (derecha), en comparación con el suelo no labrado que contiene más materia orgánica. Lance Cheung / USDA

Los cultivos de cobertura también han ganado vapor, aunque más lentamente. En 1992, para reducir la contaminación en la Bahía de Chesapeake, el estado de Maryland comenzó a pagar a los agricultores para plantar cultivos de cobertura en campos desnudos. Hill, a pesar de ser escéptico de que se beneficiaría, fue uno de los primeros en adoptar. “No tenía nada que ver con el clima o la salud del suelo”, dice Hill. “Todos pensamos que era un montón de BS ambientales … Luego descubrimos que funciona y vimos que el suelo comenzó a cambiar”. Donde Hill cultivaba cultivos de cobertura, sus suelos se erosionaban menos y contenían más agua.

Maryland ahora cuenta con la tasa de cultivo de cobertura más alta del país. Los agricultores de vanguardia como Hill se han graduado de plantaciones de una sola especie a diversas mezclas como la que mostró en febrero, que proporcionan no solo la erosión y la reducción de la escorrentía, sino también la fijación de nitrógeno y alimentos para los insectos polinizadores. La práctica está comenzando a ganar popularidad ampliamente, con un aumento del 50 por ciento en las tasas de cultivo de cobertura a nivel nacional de 2012 a 2017.

Sin embargo, la idea de pagar a los agricultores por la extracción de carbono no ha despegado. Nadie sabía cómo medir con precisión, pero de manera asequible, los pequeños y lentos cambios en el carbono del suelo que podrían acumularse durante una o incluso varias estaciones de crecimiento. El estándar de oro para la medición de carbono en el suelo consiste en extraer múltiples núcleos cilíndricos de un campo, secarlos, quemarlos en un horno y medir el dióxido de carbono liberado, un proceso costoso y que requiere mucho tiempo.

La tecnología finalmente ha comenzado a alcanzar la ambición. Hill, como muchos agricultores, ahora usa software que registra ríos de datos sobre sus prácticas agrícolas, cada vez que conduce un campo, rocía un químico o planta un cultivo, en un programa de software llamado Granular, que lo ayuda a ajustar sus entradas y toma de decisiones. Los mismos datos, se dieron cuenta los científicos, pueden usarse para estimar el secuestro de carbono de una granja y las tasas de emisión de gases de efecto invernadero.

El personal de Granular conectó a Hill con Nori, una nueva empresa lanzada en 2017 por jóvenes ambientalistas idealistas que buscan usar tecnología para reducir los costos de compensar a los agricultores por el secuestro de carbono. El personal de Nori pensó que los datos granulares de Hill podrían ayudar a resolver el problema de medición de carbono. Lo que siguió fue un proceso educativo para ambas partes. Los fundadores de Nori no estaban familiarizados con las sutilezas de la labranza de conservación. Hill no sabía mucho sobre blockchain, la tecnología teóricamente segura y libre de bancos que Nori quería usar para canalizar los pagos a los agricultores de emisores de dióxido de carbono que buscan compensaciones.

Después de dos años de conversación, Nori decidió vender créditos basados ​​en cinco años de prácticas de secuestro de carbono de Hill, de 2014 a 2018. Nori calcularía el impacto climático de Hill utilizando COMET-Farm, una herramienta digital producida por el USDA. COMET-Farm toma información sobre prácticas agrícolas de plataformas como Granular, la mezcla con datos meteorológicos de satélites y sensores e información del suelo de las bases de datos del USDA, y utiliza modelos informáticos sofisticados para estimar qué tan rápido se acumula el carbono en los suelos y los gases de efecto invernadero.

Al no requerir una visita al sitio o muestras de suelo, que pueden costar miles de dólares, Nori mantuvo bajos los costos de verificación. El proceso de verificación le costó a Hill alrededor de $ 3,500, aunque tendrá que pagar una auditoría en 10 años para confirmar que el carbono realmente se almacenó.

El 7 de octubre, Nori ofreció los créditos de Hill por $ 16.50 por tonelada, con $ 1.50 yendo a Nori y $ 15 a Hill. Un total de 342 compradores compraron 8.010 toneladas de créditos de 14.011 ofrecidos, según Nori. En el sitio web de la compañía se encuentran disponibles imágenes satelitales de los campos de Hill junto con la cantidad de créditos vendidos para cada uno e incluso los nombres de algunos compradores, que incluyeron a personas que buscan comprar solo un crédito o dos; compañías como la compañía de viajes BootsnAll, cuyos líderes querían reducir la huella de carbono de su empresa; e instituciones como la Universidad Estatal de Arizona y el Instituto Schwarzenegger de la Universidad del Sur de California.

Esa transparencia radical es lo que distingue el programa de Nori para Hill. Ahora tiene evidencia certificada por blockchain de que sus cultivos se cultivan utilizando métodos respetuosos con el clima, que espera lo ayuden a vender trigo y soja por una prima, tal vez a consumidores ricos y conscientes del clima en el área cercana de Washington, D.C. Y está invirtiendo el dinero para hacer que su operación sea aún más sostenible. Acaba de pedir un equipo llamado engarzadora que mata los cultivos de cobertura sin productos químicos y planta un cultivo comercial en el mismo pase de campo. Hill dice que la nueva máquina le permitirá rociar menos herbicida y conducir sus campos menos veces en una temporada, acumulando ganancias adicionales que respaldarán más ventas a través de Nori.

A pesar del fuerte lanzamiento, el éxito de Nori no está asegurado. Cuando hablé con Christophe Jospe, director de desarrollo de Nori, en diciembre, esperaba vender créditos por valor de 100.000 toneladas para fines del primer trimestre de 2020, pero hasta la fecha la compañía no ha realizado otra venta; Jospe ahora dice que más de 150 agricultores que representan más de 500,000 acres están trabajando en el proceso de verificación, con el plan de vender sus créditos más adelante este año.

Los competidores están muy cerca de Nori. En junio pasado, Indigo Ag anunció que abriría un mercado de carbono. La compañía publicará sus métodos de monitoreo y verificación esta primavera y espera vender créditos para fin de año. Una tercera organización, el Consorcio del Mercado de Servicios del Ecosistema, se enfocará en compradores corporativos, municipales y otros grandes compradores, ofreciendo créditos para el secuestro de carbono, así como la calidad del agua y la escorrentía evitada. El mercado está probando su programa en 50,000 acres de tierras de cultivo y ha anunciado una fecha de lanzamiento objetivo a nivel nacional de 2022.

Con una legislación que proporcionaría incentivos para adoptar técnicas de agricultura regenerativa bajo consideración en ambas cámaras del Congreso, los agricultores pronto podrían tener aún más formas de recibir un pago por luchar contra el cambio climático. Las cosas también están sucediendo internacionalmente. Australia y las provincias canadienses de Alberta y Saskatchewan han pagado a los agricultores por el secuestro de carbono en el suelo, y el gobierno francés en 2015 lanzó el “4 por 1000“Iniciativa para aumentar las reservas de carbono del suelo en un 0,4 por ciento por año.

“Hay un impulso muy fuerte”, dice Lal. “Estoy muy impresionado con lo que está sucediendo”.


Sin embargo, un número creciente de científicos no está tan impresionado como les gustaría estar con la ciencia que sustenta la fiebre del oro por el secuestro de carbono en el suelo.

En 2006, el científico del suelo del USDA John Baker analizó estudios que habían medido los efectos de la labranza cero en el carbono a través de muestras de suelo de 1 metro de profundidad. Históricamente, la mayoría de los estudios han medido solo los primeros 20 o 30 centímetros (la llamada capa de arado) y han encontrado carbono allí. Sin embargo, los pocos estudios que profundizaron, a menudo encontraron que una cantidad aproximadamente igual de carbono desapareció en las capas por debajo de 30 centímetros. La labranza cero parecía cambiar la distribución vertical de carbono en lugar de la cantidad total secuestrada, Baker y colegas reportado. Documentos más recientes han confirmado los hallazgos de Baker.

Los cultivos de cobertura han mantenido una reputación más sólida como solución climática. El estudio de TNC publicado este mes estimó que si los agricultores de todo el mundo adoptaran la práctica, podrían tomar casi 500 millones de toneladas de dióxido de carbono anualmente.

Pero el estudio, como la mayoría de los demás hasta la fecha, se basó en mediciones realizadas principalmente en la capa de arado. Estudios recientes de suelos profundos han cuestionado los beneficios climáticos de los cultivos de cobertura. En un experimento de 10 años que tomó muestras de hasta 1 metro, los científicos del suelo de la Universidad Estatal de Iowa descubrieron que las plantas perennes de raíces profundas y los cultivos de cobertura aceleraron los microbios del suelo que liberaron gran parte del carbono depositado en la atmósfera. “Simplemente agregar más carbono no significa necesariamente que el carbono se quede allí”, dice el coautor del estudio Steven Hall.

Los investigadores de la Universidad de California Davis, en un estudio de 19 años que midió hasta 2 metros de profundidad, descubrieron que el cultivo de cobertura por sí solo no agregaba carbono, a menos que se complementara con compost, que puede ser costoso. “Fue realmente sorprendente para nosotros”, dice Nicole Tautges, la directora del estudio. “La forma en que lo vemos, al menos en nuestro contexto de producción mediterránea semiárida, parece que los cultivos de cobertura no están haciendo lo que la gente dice que hacen”.

Aún otros estudios han encontrado que aumentar el carbono del suelo puede, en algunos casos, sobrecargar los microbios del suelo que consumen nitrógeno y emiten el poderoso óxido nitroso de gases de efecto invernadero, lo que puede compensar los beneficios climáticos del secuestro de carbono a menos que los fertilizantes nitrogenados se manejen cuidadosamente.

Sin embargo, los estudios que cuestionan los beneficios del secuestro de carbono en el suelo a menudo se llevan a cabo en parcelas de investigación a largo plazo de universidades o gobiernos, que no necesariamente replican las muchas y diversas decisiones de gestión tomadas en granjas del mundo real, dicen los expertos. “Los documentos que van en contra de la iniciativa creo que tienen tantos agujeros como los documentos que argumentan que puedes hacerlo”, dice Mark Bradford, un científico del suelo de la Escuela de Estudios Forestales y Ambientales de Yale.

COMET-Farm, la herramienta en la que se basa Nori, refleja tanto la promesa como las limitaciones de la ciencia del suelo actual. Se basa en gran medida en modelos informáticos que usa EE. UU. Para informar anualmente a las Naciones Unidas sobre las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con la agricultura. Numerosas personas, incluido Bradford, dicen que estos modelos, validados por datos recopilados de más de 100 sitios de investigación, se encuentran entre los mejores intentos para simular la compleja química y biología del suelo.

Pero incluso 100 sitios capturan solo una pequeña muestra de los 300,000 tipos de suelo conocidos y las miles de decisiones que un agricultor podría tomar sobre las temporadas de crecimiento de una carrera. COMET-Farm también esencialmente hace hincapié en la cuestión del suelo profundo, considerando solo los cambios en el carbono en los 30 centímetros superiores del suelo.

Para William Schlesinger, presidente emérito del Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas en Millbrook, Nueva York, quien ha muy cuestionado Si el secuestro de carbono en el suelo puede combatir el cambio climático, ignorar el subsuelo es un defecto potencialmente fatal para los mercados emergentes de carbono. “Antes de que se lograran los pagos, me gustaría ver a alguien que haya tomado muestras a una profundidad de 1 metro, y solo pague la acumulación total neta, si la hay”, dice Schlesinger.

Keith Paustian, ecólogo del suelo de la Universidad Estatal de Colorado que lidera el desarrollo de COMET-Farm, dice que su equipo pronto publicará estimaciones de incertidumbre estadística para las predicciones del modelo, lo que ayudará a Nori y a otros usuarios. Pero él piensa que la ciencia ya es lo suficientemente sólida como para respaldar los mercados de carbono. “Tenemos una base empírica bastante sólida a partir de décadas de ciencia del suelo y mediciones de campo”, dice Paustian. “Definitivamente creo que sabemos lo suficiente como para seguir adelante”.

El año pasado, Bradford reunió a un grupo de investigadores de la academia y la conservación para evaluar si la ciencia disponible apoyaba las soluciones climáticas basadas en el suelo. En un artículo en Nature Sustainability, los autores acordaron que las prácticas de agricultura regenerativa pueden secuestrar carbono. Pero reconocieron que los métodos existentes no pueden medir con precisión qué tan rápido se acumula ese carbono en una granja en particular. Uno de los estudiantes de doctorado de Bradford está desarrollando un escáner de campo portátil para proporcionar tales medidas correlacionando las propiedades de la luz reflejada de los suelos con el contenido de carbono del suelo.

Bradford también exige experimentos dedicados para probar una gama mucho más amplia de granjas, prácticas de cultivo y tipos de suelo. Está asesorando a Indigo Ag en un proyecto de este tipo, el Experimento Terraton, está programado para funcionar al menos hasta 2029 y respaldará el mercado de carbono de la compañía. El estudio ya ha muestreado suelos en decenas de miles de acres, algunos a una profundidad de 1 metro, y finalmente compilará el conjunto de datos más grande jamás recopilado para evaluar el impacto climático de las prácticas agrícolas, dice Dan Harburg, director senior de innovación de sistemas de Indigo.

Un agricultor participante, Tom Cannon de Oklahoma, me dijo que los investigadores de Indigo visitan su granja semanalmente para tomar muestras de suelo y entrevistarlo sobre sus prácticas. “Es la cantidad de datos más completa que alguien me ha pedido”, dice.

Más allá de las incertidumbres científicas y de medición, a los científicos también les preocupa que se pasen por alto las simples limitaciones biofísicas del secuestro de carbono en el suelo. Baker, del USDA, señala lo fácil que es que el carbono almacenado en la capa superior del suelo se devuelva a la atmósfera si, por ejemplo, un agricultor decide labrar después de años sin labranza, o las tasas de respiración de microbios del suelo aumentan a medida que el globo se calienta, algo predicho por múltiples estudios. “No estás encerrando carbono en una bóveda”, dice.

Además, señala Hanna Poffenbarger, científica del suelo de la Universidad de Kentucky, no hay suelo que sea un sumidero de carbono sin fondo. Incluso la capa superior del suelo, donde las ganancias potenciales de carbono están mejor documentadas, se reequilibra a una concentración estable de carbono después de algunas décadas de cultivo sin labranza o cultivo de cobertura. Una revisión de 2018 de investigadores en el Reino Unido señaló que eso ya está sucediendo en algunos lugares.

Todas las personas con las que hablé están de acuerdo en que la agricultura regenerativa es buena para la salud del suelo y tiene importantes beneficios ambientales que vale la pena pagar. La mayoría cree que los suelos pueden desempeñar un papel en la extracción de carbono. Pero casi todos los científicos también quieren más certeza antes de respaldar de todo corazón la lucha contra el cambio climático utilizando prácticas agrícolas.

Baker dice: “Confiar en ellos para la mitigación real del cambio climático es, creo, un negocio arriesgado”.

Esta historia fue producida en colaboración con el Red de Informes de Alimentación y Medio Ambiente, una organización de noticias de investigación sin fines de lucro.

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