Investigadores de Illinois calculan el potencial de captura de carbono de la roca basáltica aplicada a las tierras de cultivo
En colaboración con Eion Corp., investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y el Centro Leverhulme para la Mitigación del Cambio Climático (LC3M) desarrollaron un nuevo método para calcular el potencial de reducción de CO 2 de las enmiendas de roca basáltica aplicadas al suelo de las tierras de cultivo, un proceso conocido como meteorización mejorada.
La agricultura tradicional de cultivos en hileras libera a la atmósfera cantidades considerables de carbono derivado del suelo en forma de CO 2 , un gas de efecto invernadero que es uno de los principales impulsores del cambio climático. Con una erosión mejorada, se aplica roca de silicato a las tierras de cultivo para capturar ese carbono antes de que llegue a la atmósfera. A medida que la roca se desgasta, se liberan calcio y magnesio que reaccionan con el CO 2 disuelto para producir bicarbonato, esencialmente encerrando el gas y redirigiéndolo sin causar daño al agua subterránea.
Sin embargo, cuantificar su potencial de captura de carbono ha sido un desafío… hasta ahora. El equipo de Illinois pudo calcular tanto la tasa de meteorización como el potencial de reducción de dióxido de carbono de las enmiendas de roca basáltica aplicadas a los campos de maíz y miscanthus. Esos factores son fundamentales para los esfuerzos por optimizar el secuestro de carbono y para los agricultores que esperan obtener créditos de carbono.
«Además de reducir las emisiones, necesitamos desesperadamente formas efectivas de reducir el dióxido de carbono atmosférico. Nuestros resultados sugieren que la aplicación de basalto a las granjas podría ser beneficiosa para los agricultores y para el planeta, mejorando los rendimientos y reduciendo el CO 2 » , dijo El coautor del estudio, Evan DeLucia, director emérito del Instituto de Sostenibilidad, Energía y Medio Ambiente (iSEE), profesor emérito de biología vegetal G. William Arends y coinvestigador del Centro de Innovación Avanzada de Bioenergía y Bioproductos (CABBI) en Illinois.
El avance, resultado de un estudio de cinco años en Illinois Energy Farm, se publicó en Global Change Biology Bioenergy. El estudio fue dirigido por DeLucia e Ilsa Kantola, científica investigadora de iSEE y del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica (IGB).
El trabajo es parte de la asociación de iSEE con el Centro Leverhulme de la Universidad de Sheffield en el Reino Unido, que está investigando la erosión mejorada para la eliminación de dióxido de carbono en sitios de campo en todo el mundo: Malasia, Australia, el Reino Unido y Estados Unidos.
En este caso, los investigadores aplicaron repetidamente basalto finamente molido en campos gemelos de Energy Farm durante cuatro años: un campo con rotación de cultivos de maíz y soja y el otro con Miscanthus x giganteus, un pasto perenne que está surgiendo como una bioenergía productiva . Cultivo para sustituir los combustibles fósiles.
Moler el basalto acelera un proceso de erosión natural que implica dos reacciones químicas. Primero, el CO 2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia para crear ácido carbónico. Luego, el ácido reacciona con el polvo de roca del suelo para formar bicarbonato, un compuesto soluble que se lixivia con el agua del suelo; que redirige el CO 2 de la atmósfera al ciclo del agua, donde puede pasar sin causar daño a las vías fluviales y potencialmente ayudar a combatir la acidificación de los océanos. El basalto contiene calcio y magnesio, así como fósforo y nutrientes menores que se liberan durante la erosión y benefician la fertilidad del suelo.
El equipo de Illinois calculó la reducción de CO 2 y la tasa de erosión del basalto midiendo el cambio en elementos de tierras raras en el suelo con la adición de basalto y comparándolo con el calcio y el magnesio en el sistema. Los elementos de tierras raras son «pegajosos», se acumulan en el suelo en pequeñas cantidades a medida que se aplica más basalto, y el calcio y el magnesio se liberan por la intemperie, y algunos son absorbidos por los cultivos. La diferencia en los elementos de tierras raras indica cuánto basalto se ha aplicado y, por tanto, cuánto calcio y magnesio; y la diferencia entre la cantidad esperada de calcio y magnesio y la cantidad real en el suelo les dice a los investigadores cuánto ha sido consumido por las reacciones en el suelo.
Los cálculos mostraron que una mayor erosión redujo la pérdida neta de carbono a la atmósfera en un 42% en las parcelas de maíz. Combinada con la labranza de conservación o cultivos de cobertura, la aplicación de basalto podría convertir el maíz en un sumidero neto de carbono. En las parcelas de miscanthus, que ya almacenaban más CO 2 del que emitían antes de la adición del basalto, la erosión mejorada duplicó con creces el almacenamiento de carbono. El hallazgo se suma a los posibles beneficios climáticos de este cultivo de bioenergía renovable, uno de los tres a los que se dirige CABBI en su trabajo financiado por el Departamento de Energía de EE. UU.
Los métodos de eliminación de dióxido de carbono son una parte fundamental de las estrategias de mitigación del clima y, a medida que se retrasan los esfuerzos sociales y políticos para reducir las emisiones de carbono a la atmósfera, aumenta la presión para implementar estas estrategias pronto.
Los agricultores, propietarios de tierras y otras personas que buscan créditos de carbono quieren saber cuánta roca basáltica aplicar y cuánto durará el efecto, lo cual depende de la composición de la roca y de las condiciones ambientales donde se aplica.
«A medida que buscamos nuevas formas de compensar las emisiones de carbono, debemos poder cuantificar esos ahorros de carbono para comparar mejor nuestras opciones», dijo Kantola.
Los coautores del artículo incluyeron al profesor Carl Bernacchi del Departamento de Biología Vegetal de Illinois, CABBI y el Servicio de Investigación Agrícola del USDA; Los investigadores de Illinois Elena Blanc-Betes de iSEE y CABBI y Mike Masters de ISEE y Biología Vegetal; Elliot Chang, Alison Marklein y Adam Wolf de Eion Corp; Caitlin Moore de la Universidad de Australia Occidental y ex postdoctorado de CABBI; Adam von Haden de la Universidad de Wisconsin-Madison y ex postdoctorado de CABBI; y Dimitar Epihov y el profesor David Beerling de LC3M.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por el Instituto de Sostenibilidad, Energía y Medio Ambiente de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Original escrito por Julie Wurth. Nota: El contenido puede editarse por estilo y extensión.
