8. Fijación de Carbono por Pastos Tropicales
en las Sabanas de Suelos Acidos Neotropicales

M. J . Fisher y W. Trujillo

Principales de servicios ambientales generados por sistemas silvopastoriles: restauración de suelos degradados y conservación del agua, Secuestro de carbono y Conservación de la biodiversidad. Foto: Mauricio Rosales.

1.Introducción

Las emisiones antropomórficas de carbono (C) son las responsables del incremento en el nivel de dióxido de carbono (CO₂ ) en la atmósfera, con aproximadamente 270 partes por millón por volumen (ppmv), en tiempos pre-industriales hasta los niveles actuales de 360 ppmv (Houghton, 1997).

Aunque es debatido, se acepta ampliamente que, como resultado del incremento en la concentración de CO_2, habrá un aumento de la temperatura, debido al efecto de invernadero y, consecuentemente, cambios en los patrones climáticos globales. No se sabe precisamente cómo serán los cambios, pero una migración hacia los polos de los desiertos templados y la disminución de los cascos polares, con aumentos subsecuentes del nivel del mar son escenarios comúnmente propuestos.

El CO₂ es uno de los principales gases que contribuye al efecto de invernadero. Es principalmente capturado de la atmósfera en sistemas terrestres mediante la fotosíntesis en las plantas. Al mismo tiempo que las plantas crecen y mueren, el C de la planta entra al suelo, donde puede ser almacenado o secuestrado en la materia orgánica del suelo (MOS) a medida que se descompone, tanto en la superficie del suelo como a mayores profundidades.

El carbono orgánico del suelo (COS) es más o menos tres veces mayor (1550 Pg) que el retenido en los organismos vivos (550 Pg) (Lal et al., 1995). Pequeños cambios en las reservas de COS pueden tener un efecto sustancial al disminuir o aumentar los niveles de la concentración de CO₂ en la atmósfera y, consecuentemente, en el clima global (Schlesinger, 1995).

Además de producir alimento y fibra para el hombre, la agricultura también tiene un importante papel en la modificación de las reservas de C en el suelo. Por ejemplo, el C puede acumularse en sistemas de pastos en rotación o en sistemas agropastoriles (Thornley et al., 1991; Greenland, 1995). Las praderas naturales son un importante reservorio para el C, porque los gases contribuyen a la acumulación de MOS (Greenland, 1995). La agricultura puede también reducir las reservas de C, como es el caso de las grandes planicies de América del Norte.

Sin embargo, los cambios en las prácticas culturales pueden revertir esta tendencia (Janzen et al., 1997). La productividad primaria neta (PPN) es mayor en el trópico que en las regiones templadas. Excepto por los bosques tropicales (Dixon et al., 1994; Adgel y Brown, 1994) se ha dado poca atención a la importancia de otros sistemas tropicales, incluyendo sistemas agrícolas, en el ciclo global del C (Gifford, 1994; Nepstad et al., 1994).

Se ha demostrado que, a diferencia de las gramíneas nativas, las gramíneas africanas introducidas en las sabanas de Sudamérica incrementan la MOS y acumulan C en el suelo (Fisher et al., 1994; 1995; 1998). No se conoce qué tan disperso sea este fenómeno, ni tampoco los mecanismos por los cuales ocurre. Esto necesita ser estudiado si la agricultura tropical tiene como fin desarrollar sistemas para suministrar alimento y fibra, y al mismo tiempo remover cantidades significativas de CO₂ de la atmósfera.

En este artículo revisamos la importancia de los pastos tropicales introducidos para incrementar la acumulación de C en el suelo e intentamos describir las opciones de manejo que pueden incrementar el potencial de los pastos tropicales como un reservorio significativo de C. Algunas conclusiones están relacionadas con las implicaciones de los reservorios en las praderas que puedan contribuir en las transacciones de créditos de C bajo el Protocolo de Kyoto. La mayoría de las secciones sobre el C en las praderas están basadas en el artículo de Fisher et al. (1997).

2. El Potencial de las Praderas

Las praderas ocupan alrededor de un quinto del área terrestre mundial, cerca de 3.4 billones de hectáreas. (B ha, Hadley, 1993; FAO, 1993). Principalmente están en áreas que han sido clasificadas en términos del potencial para el uso del suelo entre bajo o cero (Buringh y Dudal, 1987). Cerca de 1.5 B ha o 44 por ciento de las praderas están en el trópico y cerca de la mitad (0.7 B ha) se consideran praderas mejorables (Pearson y Ison, 1987).

Houghton (1995) estimó que el contenido de C en la vegetación y el suelo en las praderas tropicales era de 16 y 48 toneladas por hectárea (t ha^-1) respectivamente. Fisher et al. (1998) consideraron que los valores de Houghton (1995) eran 1.5 y 5 veces menos que las cantidades de C que ellos midieron en el suelo a un metro de profundidad, en los Llanos Orientales de Colombia.

2.1 Producción Primaria Neta Aérea y Subterránea

En general, la metodología comúnmente usada para estimar la PPN ignora las pérdidas por senescencia y recambio de raíces. Long et al. (1989; 1992) midieron la PPN en cinco sitios de praderas en el trópico, estimando la senescencia aérea y el recambio de raíces hasta una profundidad de 15 cm. Ellos encontraron que la PPN de estas praderas naturales estaba entre 0.14 y 10 kg de materia seca por metro cuadrado por año (kg MS m^-2 año^-1), cinco veces mayor que la estimada previamente.

Cuadro 1. Comparación de las estimaciones de productividad primaria neta
(PPN) teniendo en cuenta las pérdidas por mortalidad y producción subterránea
a 15 cm de profundidad con las estimaciones de los cambios de biomasa solos.

Long et al. (1989; 1992) limitaron sus mediciones de raíces a los primeros 15 cm de profundidad basados en estudios sobre cultivos anuales. Los cultivos, comparados con plantas naturales, han sido extensamente alterados por selección y mejoramiento genético para incrementar el índice de cosecha, produciendo relativamente menos crecimiento vegetativo (incluyendo raíces) y más producción cosechable (Gifford et al., 1984).

En contraste, las especies en las praderas naturales han sido sujetas solamente a la selección natural. La mayoría de los pastos introducidos en el trópico consisten en especies que son nativas en otras partes del mundo. Su mejoramiento genético ha sido limitado principalmente al incremento de la resistencia a enfermedades y plagas específicas.

Los pastos introducidos en el trópico han sido seleccionados por su adaptación a climas y suelos contrastantes; plagas y enfermedades; y tolerancia al pastoreo de moderado a alto. Por ejemplo, el énfasis del Programa de Pastos Tropicales del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) fue la selección de gramíneas con sistemas radiculares profundos y abundantes, con el fin de que tuvieran la capacidad de explotar un mayor volumen de suelo por nutrientes y agua. En el trópico semiárido, las especies con raíces profundas pueden tener una ventaja ecológica para contrarrestar o evitar los efectos de la sequía. Fisher et al. (1994; 1998) especularon que los sistemas radiculares profundos podían ser parte del mecanismo por el cual el C era secuestrado por los pastos de gramíneas introducidas en las sabanas neotropicales.

Long et al. (1992) concluyeron que los cinco sitios que ellos estudiaron eran sitios potenciales para la acumulación neta de C. En la ausencia de quemas, los sitios de terra firma (México, Kenya y Tailandia) acumularon 144 g C m^-2 año^-1, mientras que con quemas ocasionales acumularon solo 40 g C m^-2 año^-1 (0.5 año^-1). Ellos estimaron que eso podía equivaler a 2.9 y 0.8 Pg C año^-1 respectivamente, si se podían extrapolar a todo el bioma. También reportaron una pérdida neta de 70 g C m^-2 año^-1 con quemas más frecuentes y sequías, sugiriendo un balance frágil en términos de si un sitio era un reservorio o una fuente de C.

Las determinaciones del contenido de C en el suelo, con base en los modelos de las respuestas a los incrementos del CO₂ en la atmósfera y al calentamiento global asociado, indican que el suelo bajo las praderas tropicales tiene un gran potencial para el secuestro de C (Parton et al., 1995).

A diferencia de los pastos introducidos, la mayoría de las praderas nativas o sabanas en el trópico son frecuentemente quemadas (anualmente) y raramente fertilizadas. Long et al. (1992) sugirieron que el nivel actual del C en el suelo puede incrementarse si cesan las quemas y si se aplica algún fertilizante. Es posible que con estas simples opciones de manejo, las sabanas tropicales sean un reservorio mayor de C que lo que actualmente se pronostica (Greenland, 1995). Por otro lado, se duda que quienes tradicionalmente se benefician de las praderas tropicales nativas, cambien realmente sus prácticas de manejo sin ningún incentivo económico.

2.2 Comunidades Vegetales

Las sabanas, los bosques y las praderas tropicales ocupan al menos un 11.5% de la superficie terrestre total (Scholes y Hall, 1995). La fijación neta de C en sistemas tropicales de gramínea-árbol es cerca de 7.6 Pg año^-1, aproximadamente la mitad de la fijación anual neta de C en los bosques tropicales. La fijación de C es principalmente controlada por la disponibilidad de agua y nutrientes y la composición y estructura de la vegetación. El almacenamiento total de C en las praderas, sabanas y bosques tropicales es cerca de 135 Pg, del cual el 80 por ciento esta en el suelo.

Debido a que las praderas de Sudamérica han sido ignoradas (por ejemplo, Parton et al., 1995) es importante describirlas brevemente. Cuatro comunidades vegetales conforman los 205 millones de hectáreas (M ha) en el área central del Brasil, conocida como "los Cerrados" (Eiten, 1972). El campo limpo no tiene árboles, mientras que el campo sujo tiene pocos árboles y arbustos. Ambas comunidades se presentan en suelos infértiles y ácidos, y juntas comprenden cerca del 24 por ciento de los Cerrados o cerca de 50 M ha (Haridasan, 1992). En esta área es donde se encuentra la mayoría de los 35 M ha (Macedo, 1995) de pastos introducidos.

Las dos comunidades restantes de los Cerrados son bosques y están en los suelos más fértiles. El campo cerrado comprende sabanas bajas y bosques abiertos, mientras que el cerradão es un bosque con un canopio cerrado y con poca o ninguna vegetación de gramínea. Cuando se tala cualquiera de estas áreas, se usa normalmente para cultivos (Fisher et al., 1997).

Desde tiempos históricos, las praderas de Colombia y Venezuela (cerca de 32 M ha) no han tenido un componente arbóreo significativo (Moreno y Moreno, 1989). Cualquier cambio en el uso del suelo de las sabanas no arbóreas en Sudamérica, que incrementen su PPN y así el almacenamiento de C en suelo, puede, debido al área, ser lo suficientemente relevante para tener una importancia significativa a nivel global. Por otro lado, el almacenamiento de C aéreo en estos sistemas es tan poco, que cambiar a otros sistemas de uso del suelo más productivos resultaría en una acumulación neta mas rápida de C.

3. La Retención de C en el Suelo

Los modelos conceptuales y de simulación computarizados separan la MOS en fracciones degradables (o lábiles) y resistentes. Parton et al. (1988) definieron tres fracciones de MOS:

• Fracción activa, la cual consiste en microorganismos vivos y productos microbiales (2 a 4 años de tiempo de recambio).
• Fracción lenta, más resistente a la descomposición (20 a 50 años de tiempo de recambio) como resultado de una protección física o química.
• Fracción pasiva, la cual es físicamente protegida o químicamente resistente y tiene un tiempo mayor de recambio (800 a 1.200 años).

La fracción liviana, la cual flota en agua, corresponde a la fracción activa. Las fracciones de MOS que tienen un tamaño de 53 - 2000 m corresponde a la fracción lenta, mientras que aquella menor que 53 m representa la fracción pasiva (Cambardella y Elliot, 1992). Para entender la dinámica de acumulación y secuestro de C en el suelo es crítico relacionar las fracciones funcionales de MOS con los procesos claves del suelo.

Los tiempos largos de recambio de C en el suelo son favorecidos por materiales deficientes en nutrientes y ricos en lignina y ceras, inundaciones, bajas temperaturas, texturas arcillosas, alto nivel de bases, agregación y superficies de cargas variables. Los tiempos cortos de recambio son favorecidos por materiales ricos en nutrientes y carbohidratos, aireación, altas temperaturas, texturas arenosas, acidez y superficies de cargas bajas (Oades, 1988). La magnitud con la cual un suelo puede ser un reservorio continuo de C depende del balance entre las tasas de los procesos de adquisición de C y las tasas de degradación, tanto del C residente como del recientemente adquirido. Poco se conoce acerca de estos procesos, especialmente en los suelos ácidos de las sabanas Neotropicales (Fisher et al., 1997).

3.1. Acumulación de C en Suelos bajo Pastos de Gramíneas Introducidas

Cuadro 2. Producción, ganancia neta de C y porcentaje de la ganancia neta
por debajo de la capa arable (20 cm) en pastos introducidos comparados con sabana
nativa en dos sitios de los Llanos Orientales de Colombia.

Fisher et al. (1994; 1997) reportaron que las gramíneas africanas introducidas en las sabanas de Colombia acumulan C orgánico en el suelo. Los datos fueron obtenidos en pastos de Andropogon gayanus (Ag), Brachiaria humidicola (Bh) y Brachiaria dictyoneura (Bd) en dos sitios de los Llanos Orientales de Colombia y fueron comparados con sabanas nativas adyacentes.

La Figura 1 muestra la distribución de C en el suelo a diferentes profundidades bajo los tres pastos introducidos y uno de ellos contiene la leguminosa forrajera Arachis pintoi. Grandes cantidades de C fueron medidas en el pasto gramínea/ leguminosa, comparado tanto con la gramínea sola como con la sabana nativa. Comparados con la sabana nativa, el pasto asociado (gramínea/leguminosa) y el pasto solo adicionaron una cantidad total de COS, entre 0 y 80 cm de profundidad, de 7.04 y 2.59 kg C m^-2 respectivamente (Fisher et al., 1994).

Es importante indicar que más del 75 por ciento del C adicional fue encontrado por debajo de 20 cm o por debajo de la capa arable (Cuadro 2). Por lo tanto, Fisher et al. (1994) concluyeron que el C adicional debería ser menos propenso a la oxidación y a la pérdida durante cualquier fase de cultivo que se llevara a cabo en sistemas integrados de cultivos y pastos. Realmente, estos sistemas deberían ser capaces de soportar rotaciones con cultivos anuales. La cantidad total de COS a 80 cm de profundidad varió de 19.7 en la sabana nativa hasta 26.7 kg m^-2 bajo la asociación B. humidicola/A. pintoi (Cuadro 2). Estos valores de COS representan el rango superior para suelos en el trópico, incluyendo los Oxisoles.

El C acumulado en el suelo debe originarse del C fijado por el pasto. Es decir, debe venir de la PPN del pasto. Por lo tanto, es apropiado determinar la PPN de los pastos en los Llanos Orientales de Colombia. A diferencia de los cultivos anuales de ciclo corto que tienen un desarrollo sincronizado y pasan por etapas de crecimiento bien definidas, los pastos tienen un ciclo de iniciación continuo, crecimiento y muerte de unidades individuales (vástagos en gramíneas y ramas en leguminosas). A medida que el volumen acumulado del forraje en un pasto aumenta, la tasa de senescencia y mortalidad de las unidades más viejas aumenta hasta que finalmente se igualan con las tasas de iniciación de las nuevas unidades. Esto es lo que comúnmente se conoce como producción máxima.

Fisher et al. (1997) propusieron que "a menos que se presente una limitación ambiental (sequía, deficiencia de nutrientes, plagas o enfermedades ) o que el pasto florezca, no es común -en el caso de pastos bajo pastoreo- que el crecimiento continúe cerca a la tasa máxima medida para toda la época de crecimiento" Debido a la dificultad de medir las tasas de senescencia e iniciación para determinar la tasa real de crecimiento primario, la tasa de crecimiento podría determinarse midiendo la tasa de crecimiento antes de que suceda la senescencia y asumiendo que la tasa continúa durante toda la época de crecimiento.

Utilizando datos de Abaunsa (1980), Fisher et al. (1997) calcularon que la PPN aérea de Andropogon gayanus en Santander de Quilichao, Colombia, era de 17 g m^-2 d^-1. Si esta tasa de PPN continúa durante los 250 días de la etapa de crecimiento en Carimagua (precipitación anual 2.140 mm y altas temperaturas todo el año) la PPN de A. gayanus debería ser de 4.3 kg m^-2.

Según Fisher et al (1997) es "más laborioso estimar la PPN de raíces. Además de los estudios de Long et al. (1989 ; 1992) no hay datos de campo definitivos para las pradera tropicales." En relación con la medición de la producción y longitud de raíces de pastos bajo pastoreo (Rao et al.,1996) concluyeron que el recambio de raíces sucede con la misma tasa que con el material aéreo, y aplicaron esto para la máxima medida de producción de raíces.

Fisher et al. (1997) calcularon la cantidad anual de hojarasca y excrementos que retornan al suelo en 3.35 - 4.05 kg m^-2 , dependiendo del nivel de utilización (usualmente no sobrepasa un 20 ó 30 por ciento,) que equivale a 1.3 - 1.6 kg C m^-1 año^-1, asumiendo que la materia seca tiene un 40 por ciento de C. También afirmaron que "si la PPN de las raíces es la misma que la PPN de la parte aérea, las entradas de C total en un pasto bajo pastoreo están entre 2.6 a 3.2 kg C m^-2 año^-1."

3.2 ¿Existen Diferencias entre las Especies de Gramíneas Tropicales?

Todas las gramíneas reportadas por Fisher et al. (1994; 1997) que acumulaban C en el suelo son de origen africano (Thomas y Grof 1986). Sin embargo, pastos de Brachiaria decumbens cerca a Brasilia han mostrado poca o ninguna acumulación de C, mientras que pastos de B. decumbens y B. decumbens con la leguminosa Pueraria phaseoloides en Carimagua han acumulado adicionalmente 25.6 y 34.1 t C ha^-1 respectivamente (Fisher et al., 1997). También se conoce que pastos de Brachiaria humidicola, con o sin la leguminosa Desmodium ovalifolium, en un sitio en el estado de Bahía de Brasil, adicionan cantidades similares a las acumuladas en Carimagua.

Especulando sobre el por qué de las diferencias, Fisher et al. (1997) citaron a Thomas y Asakawa (1993) para sugerir que la calidad de la hojarasca que afecta las tasas y patrones de descomposición podía ser la responsable de las diferencias. La hojarasca de B. decumbens tiene una proporción de C:N de 88 comparado con 130, 126 y 117 de A. gayanus, B. dictyoneura y B. humidicola, respectivamente. Por otro lado, la proporción de C:N de las raíces varía entre 159 y 224. Las interacciones entre el clima y el suelo también pueden ser otra causa de las diferencias.

3.4 Implicaciones para el Ciclo del Nitrógeno (N)

Los pastos introducidos sin una leguminosa asociada acumulan menos C que aquellos con leguminosas, aún cuando reciben las mismas cantidades de fertilizantes. Por ejemplo, en CNI Carimagua, B. humidicola acumuló 6.7 t ha^-1 año^-1 más C cuando estaba asociada con A. pintoi que cuando crecía sola (Fisher et al., 1994; 1997). Aunque los mecanismos no son claros, una posibilidad es el aumento de la productividad como resultado de la fijación biológica de N (FBN).

Davidson et al. (1995), basados en un estudio de enriquecimiento de MOS con ¹⁴C en bosques en la amazonía cerca a Belem, Brasil, predijeron que la tasa de acumulación de C en el suelo medida por Fisher et al.(1994) caería en 20 años a un 10 por ciento de la tasa inicial. En respuesta, Fisher et al. (1995) indicaron que Davidson et al. (1995) asumieron que la dinámica del C en la MOS recientemente adquirida en los suelos de sabanas, es la misma que en los bosques tropicales. Sin embargo, se sabe que existen diferencias claras.

La proporción de C:N en la MOS en las sabanas colombianas (21.5) es mucho más alta que las encontradas (10 - 12) en otro lugares (Schlesinger, 1995). Las proporciones de C:N en las hojas y raíces de las gramíneas introducidas también son altas. Además, las proporciones de C:N han aumentado a 33.2 después de 9 años de establecidos los pastos en los Llanos Orientales de Colombia (seis de ellos con la leguminosa A. pintoi).

Entonces, para que esto haya ocurrido la proporción C:N en la MOS recientemente acumulada debió ser muy alta. Por lo tanto, es peligroso aplicar el conocimiento convencional a esta MOS, debido a que es más difícil para la biota del suelo degradarla y es así como el C del suelo puede tener un tiempo de residencia mayor. Fisher et al. (1997) aceptaron que "habrá un nuevo equilibrio, pero a qué nivel y cuándo es una pregunta abierta". Para contestar esta pregunta se necesita entender claramente los procesos de degradación del material vegetal con altas proporciones de C:N.

Según Fisher et al. (1997), la acumulación de COS a profundidades necesita también una acumulación de N. Para que "la MOS recientemente adquirida tenga las proporciones de C:N generalmente aceptadas, 10 - 12 (Jenny, 1980), se requiere en el orden de 1.5 t N ha^-1 año^-1 o 0.15 kg N m^-2 año^-1, lo cual es claramente imposible" bajo los sistemas de sabanas neotropicales. Como no fue posible medir directamente la acumulación de N, Fisher et al. (1997) recurrieron a "determinaciones indirectas de las cantidades conocidas de N que entran al sistema. Asumieron que la FBN por una leguminosa en una asociación gramínea-leguminosa es cerca de 160 kg ha^-1 año^-1 y que la fijación asociativa era alrededor de 40 kg ha^-1 año^-1. Por lo tanto, las entradas de N son de 200 kg ha^-1 año^-1 en un pasto de gramínea-leguminosa y de solo 40 kg ha^-1 año^-1 en un pasto puro de gramínea.

Asumiendo una utilización del 20 al 30 por ciento del pasto, Fisher et al. (1997) determinaron que 70 y 14 kg N ha^-1 año^-1 podrían entrar a la MOS bajo pastos de gramínea-leguminosa y gramíneas solas, respectivamente. Teniendo en cuenta la acumulación correspondiente de C, concluyeron que la proporción C:N en la MOS recientemente adquirida debería ser alrededor de 200, la cual está cerca de los valores de la hojarasca aérea y de las raíces. Esto los llevó a concluir que "la MOS recientemente adquirida es material vegetal". Con esto indicaron que, aunque no se conoce cómo la MOS llega a mayores profundidades, una posibilidad podían ser los sistemas radiculares abundantes y profundos de las gramíneas.

4. Opciones de Manejo para el Aumento del Secuestro de C

4.1 Introducción de Leguminosas Forrajeras para Mejorar el Suministro de N

En 1997, Fisher et al. (1997) indicaron que la cantidad de C acumulado en pastos de gramíneas solas era marcadamente constante en 3 t ha^-1 año^-1 y sugirieron que el proceso era limitado en su tasa. Como la adición de un componente leguminoso al pasto aumentaba la tasa de 2.5 hasta casi 5 veces, concluyeron que el proceso era limitado por N. Sin embargo, si hay un nuevo valor de equilibrio para la máxima cantidad de C que un suelo puede secuestrar (Davidson et al., 1995), significa que para incrementar la tasa de acumulación de C, el valor de equilibrio se alcanzará rápidamente (Fisher et al., 1997).

Aún no se sabe cuál podría ser el valor del nuevo equilibrio, ni qué lo controla. Tampoco se sabe cuál podría ser la importancia de aumentar la tasa. Los mismos argumentos podrían ser ciertos para otras opciones que aumenten el suministro de N en los pastos puros de gramíneas, como por ejemplo, modestas aplicaciones de fertilizantes nitrogenados o la búsqueda de medios para aumentar la fijación asociativa de N (Fisher et al., 1996).

4.2 Suelos Mal Drenados

Los suelos mal drenados tienen más MOS que los bien drenados. Hay grandes áreas de suelos mal drenados en las sabanas de Colombia y Venezuela; pero no hay posibilidades económicas para mejorar sus drenajes. Estos suelos son inundados durante gran parte de la estación lluviosa. Si se logran encontrar gramíneas y leguminosas tropicales que puedan adaptarse al exceso de humedad en el suelo y mal drenaje, la productividad neta de estos suelos podría aumentar, como también contribuir sustancialmente al secuestro de C.

4.3 Macrofauna del Suelo

Los pastos usualmente tienen mayor población de invertebrados comparados con otras formas de uso del suelo (Lavelle et al., 1994). En los Llanos Orientales de Colombia, los pastos introducidos de gramíneas y con leguminosas tienen cinco y diez veces más peso vivo de la macrofauna del suelo -respectivamente-, (hasta 60 g m^-2, Decaens et al., 1995) que la sabana nativa. Las lombrices de tierra dominan la fauna del suelo y pueden ingerir diariamente diez veces el peso de su cuerpo. A partir de esto, Fisher et al. (1997) concluyeron que en tres años una masa de 60 g m^-2 tiene el potencial para pasar el volumen total de suelo en 0.5 m de profundidad.

Las poblaciones de lombrices de tierra deben tener un considerable impacto en los procesos de movimiento de C de la superficie a mayores profundidades, aunque no se sabe si ellas son el principal vehículo o si existen otros procesos involucrados. Se sabe que los excrementos de las lombrices de tierra tienen propiedades diferentes a las del suelo, como mayor estabilidad de agregados debido a la cementación de las partículas del suelo (Gugenberger et al., 1996). Tampoco se conoce el costo de C para mantener una población grande de macrofauna, ni los beneficios que ellas traen en términos de mejoramiento del suelo.

4.4 Manejo del Pastoreo

Los datos sobre la influencia del manejo del pastoreo sobre la acumulación del COS son inconsistentes (Manley et al., 1995). Hay pocos datos porque la mayoría de los estudios de pastoreo se han enfocado en la producción animal, de forraje y utilización, con poca atención en el impacto sobre el recurso suelo (Humphreys, 1991;1994; Fisher et al., 1996).

Es claro que las prácticas de manejo que conllevan a una degradación del pasto reducen el COS. Lo que se necesita son indicadores para integrar los muchos factores involucrados en la respuesta de la MOS al pastoreo: tipo de suelo, estado fisiológico del pasto y nivel de nutrientes. Un buen ejemplo de esto es el concepto del estado fisiológico del pasto desarrollado por Hodgson (1990) para optimizar el crecimiento, productividad y senescencia en términos de una simple medición de altura en el pasto. Para optimizar la acumulación neta de COS la determinación del estado fisiológico del pasto puede unirse al concepto de Spain et al. (1995) que define el manejo de los pastos tropicales con un "pastoreo flexible" para asegurar la sostenibilidad de la producción. Este trabajo está dando sus primeros pasos para los pastos tropicales y requiere de mucha más investigación (Fisher et al., 1996).

4.5 Manejo de Fertilizantes

Aunque fuera factible la aplicación de fertilizantes nitrogenados a los pastos tropicales para asegurar su sostenibilidad, existe un costo de C en la elaboración de la mayoría de ellos. Si bien el uso de cualquier fertilizante en pastos establecidos en las sabanas neotropicales es muy limitado, en sistemas agropastoriles mixtos los pastos hacen uso del fertilizante residual aplicado a los cultivos, los cuales necesitan mayores niveles de fertilidad que los pastos (Thomas et al., 1995). En contexto, es el cultivo -no el pasto- el que financia el costo económico y ambiental. En sistemas agropastoriles, el uso de fertilizantes para aumentar la producción agrícola y la acumulación de C pueden ser económicamente viables y constituir una situación de doble ganancia.

5. Convención de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático y el Protocolo de Kyoto

La preocupación de la comunidad mundial sobre los cambios climáticos hizo que la Asamblea General de las Naciones Unidas creara la Convención sobre el Medio Ambiente y Desarrollo (UNCED). Esta se llevó a cabo en Río de Janeiro en 1992, con el fin de discutir estos y otros temas relacionados. Representantes de 178 países, incluyendo más de 100 jefes de Estado, participaron de la UNCED. Los siguientes documentos se adoptaron en su totalidad:

La CMNUCC fue ratificada subsecuentemente por 176 naciones. El Artículo 4 establece los compromisos asumidos por los firmantes de la Convención. En la sección 1 todos los firmantes se comprometen a "desarrollar, actualizar periódicamente y publicar (...) inventarios nacionales de las emisiones antropogénicas por la fuentes, y de los reservorios de todos los gases de invernadero (...) utilizando metodologías comparables".

El Anexo I de la Convención numera 25 países desarrollados y la Comunidad Económica Europea, junto con 11 países de la antigua Unión Soviética y del Oriente Europeo, como "países que están experimentando un proceso de transición a una economía de mercado".

La Sección 2 del Artículo 4 se refiere a los compromisos de los países del Anexo I. Específicamente, cada país se compromete a "adoptar políticas nacionales y tomar las medidas correspondientes (...) para limitar las emisiones antropogénicas de los gases de invernadero y proteger y mejorar sus reservorios". A los países del Anexo I se les permite implementar "políticas y medidas en conjunto con otros países del [Anexo I]".

El Protocolo de Kyoto establece los compromisos específicos que los países del Anexo I deben asumir. Con excepción de Nueva Zelandia, Australia e Islandia, los países del Anexo I se han comprometido a reducir sus emisiones de gases de invernadero de un 6 por ciento a un 8 por ciento de los niveles bases en 1990 en el primer período de compromisos (2008 al 2012). Los reservorios y fuentes terrestres que tienen en cuenta los países del Anexo I para calcular sus emisiones netas están estrictamente limitados a deforestación, aforestación y reforestación.

El Protocolo de Kyoto define dos mecanismos para asistir a los países del Anexo I para que cumplan sus compromisos. Bajo la implementación conjunta en el Artículo 6, los países del Anexo I podrán implementar proyectos en otros países del mismo Anexo y reclamar los beneficios de ellos para cumplir sus propios compromisos.

En el Artículo 17 los países del citado Anexo podrían negociar créditos entre ellos. Por ejemplo, las emisiones actuales de los países de la antigua Unión Soviética, cuya economía se ha reducido marcadamente durante los últimos años, son mucho menores que en 1990. Estos países podrán negociar sus excesos.

El Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) descrito en el Artículo 12 del protocolo, permite a los países participar en "proyectos para la reducción de emisiones" en países no adscritos al Anexo I. Las "modalidades y mecanismos" del MDL no están todavía definidas. Sin embargo, es de gran importancia para la acumulación de C bajo pastos (o cualquier otra forma de uso del suelo) que el Artículo 12 no mencione el aumento de los reservorios como una opción de transacción. En la situación actual en que se encuentra el Protocolo, estos reservorios no son opciones.

6. Resumen y Conclusiones

Con algunas adiciones a los escenarios del cambio de clima, lo que sigue a continuación son las conclusiones a las que llegaron Fisher et al. (1997). Es importante ponerlas en otro contexto lingüístico para mayor difusión y debate. No se trata de identificar referencias directas.

La relación entre C y N es importante, especialmente la pregunta de si la MOS con proporciones sustancialmente altas de C:N es mucho más recalcitrante. Hay varios temas relacionados con esto. ¿Cuáles son las posibilidades de que los sistemas con altas proporciones de C:N sean más "permeables" por N?.

En muchos sistemas de cultivos en el trópico hay una liberación de N mineral temprano en la etapa de crecimiento, como consecuencia de la labranza. Este N en muchas circunstancias se pierde más rápidamente de lo que las raíces de las plantas pueden tomarlo. ¿Podrían algunos de los sistemas de intercultivos o métodos de mínima labranza capturar este N? ¿O podría la biota del suelo hacer uso de éste para metabolizar la MOS recalcitrante?

Existen metodologías para la medición de las pérdidas de C en ácidos orgánicos. ¿Cuáles son las consecuencias a largo plazo sobre pH del suelo? Muchos de los suelos de las sabanas de Sudamérica son ya muy ácidos (con pHs tan bajos como 4.2).

Las gramíneas responsables del secuestro de C medido por Fisher et al. (1994) son tan solo dos (A. gayanus y B. humidicola) de un gran número de introducciones hechas por el Centro Internacional de Agricultura Tropical. El CIAT tiene cerca de 400 introducciones del género Brachiaria. Sin embargo, están representadas por pocos gramos de semilla y un número pequeño de plantas individuales. Por esta razón es importante la estimación directa de su potencial para el secuestro del C en los suelos. Pero, ¿cuáles serían los criterios para seleccionar plantas con la capacidad para secuestrar C? ¿Sería satisfactorio seleccionar especies con una alta PPN y al mismo tiempo con proporciones amplias de C:N en la hojarasca aérea y en las raíces? No se pude afirmar nada con certeza hasta que no se conozca más acerca de los procesos.

Algunos piensan que en los pastos introducidos en las praderas neotropicales podrá ocurrir un nuevo equilibrio de la MOS en 20 años. Si esto es así, ¿Cuál es el nuevo equilibrio y qué lo controlará? ¿Cuál será el efecto de las altas proporciones de C:N que Fisher et al. (1995) midieron en los pastos introducidos en las sabanas de Sudamérica?

¿Sería semejante el manejo para optimizar el desempeño de los animales y el estado de los pastos al manejo para maximizar el secuestro de C? ¿Cuáles son las opciones para convencer a los agricultores de las sabanas en general (especialmente en Africa donde las áreas son mayores que en Sudamérica) para reducir la frecuencia de las quemas y/o aplicar algún fertilizante?

La razón por la que los pastos naturales son quemados es para que el forraje joven esté disponible más rápidamente para los animales en pastoreo. Aunque hay evidencias de que la ventaja es más aparente que real, ¿Se podría convencer a los agricultores para que cambien sus prácticas tradicionales de manejo? Si se demostrara a los gobiernos que esto es cierto, ¿Ayudaría a que sus compromisos en el marco de trabajo de la Convención sobre el Cambio Climático se logre? ¿Cuáles son las posibilidades para la negociación de servicios internacionales ecológicos y para que los agricultores sean subsidiados para adoptar prácticas de manejo que aumenten el secuestro de C en el suelo?

La PPN de los pastos tropicales ha sido subestimada al igual que el potencial de los pastos establecidos en el trópico para secuestrar C en el suelo. Se ha identificado un número de problemas no resueltos y necesitan una mayor investigación.

Además, hay problemas más amplios que necesitan debatirse y pensarse mejor. Por ejemplo, si los países no adscritos al Anexo I bajo el CMNUCC quieren beneficiarse de los reservorios como el C del suelo, deberán presionar tan fuerte como sea posible para cambiar las definiciones del MDL en el Artículo 12 del Protocolo de Kyoto.

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Agradecimiento

MJF agradece a Comidas Limitada COMIL y su Socio-gerente, Pamela May Clausen, por el financiamiento mientras escribía este artículo. WT recibió financiamiento del Proyecto No. R6732 del Departamento de Políticas Ambientales del Departamento para el Desarrollo Internacional del gobierno de Gran Bretaña.