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Muchos sectores contribuyen al aumento del cambio climático a través de diversas emisiones de gases de efecto invernadero, como los sectores de transporte, energético, industrial, comercial y residencial. El sector agrícola también realiza una contribución significativa.
Las actividades específicas que generan emisiones de Óxido Nitroso (N2O) en las tierras agrícolas incluyen la aplicación de fertilizantes orgánicos y sintéticos, el crecimiento de cultivos fijadores de nitrógeno, el drenaje de suelos orgánicos y las prácticas de riego. La gestión de suelos agrícolas representa poco más de la mitad de las emisiones de gases de efecto invernadero del sector agrícola. La gestión de tierras de cultivo y pastizales también puede generar emisiones o secuestro de dióxido de carbono (CO2).
El ganado, especialmente los rumiantes como el ganado vacuno, produce metano (CH4) como parte de sus procesos digestivos normales. Este proceso, denominado fermentación entérica, representa más de una cuarta parte de las emisiones de gases de efecto invernadero del sector agrícola.
La forma en que se gestiona el estiércol del ganado también contribuye a las emisiones de CH4 y N2O. Los diferentes métodos de tratamiento y almacenamiento del estiércol afectan la cantidad de estos gases de efecto invernadero que se generan. En los Estados Unidos, la gestión del estiércol representa aproximadamente el 14% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero del sector agrícola. Entre las fuentes menores de emisiones agrícolas se encuentran el CO2 procedente de la aplicación de encalado y urea, el CH4 procedente del cultivo de arroz y la quema de residuos de cultivos, que produce CH4 y N2O.
En 2022, el sector agrícola fue responsable de emitir 593,4 millones de toneladas de CO2, equivalente al 9,4% del total de emisiones en Estados Unidos. Las emisiones de N2O derivadas del manejo del suelo agrícola, a través de actividades como la aplicación de fertilizantes y otras prácticas agrícolas que aumentaron la disponibilidad de nitrógeno en el suelo, constituyeron la mayor fuente de emisiones, representando el 74,6% y siendo la principal fuente de emisiones del sector agrícola, con un 49,0% del total.
Las emisiones de metano procedentes de la fermentación entérica y estiércol representaron el 27,4%o y el 9,2%, respectivamente, del total de emisiones de CH4 derivadas de actividades antropogénicas. La siguiente tabla muestra la distribución de las emisiones para cada caso desde 1990 hasta 2022.
Emisiones
Las principales emisiones del sector agrícola se encuentran en las siguientes clasificaciones:
- Fermentación en animales
El metano se produce como parte de los procesos digestivos normales en los animales. Durante la digestión, los microbios residentes en el sistema digestivo de un animal fermentan los alimentos que consume. Este proceso de fermentación microbiana, denominado fermentación entérica, produce CH4 como subproducto, que el animal puede exhalar o eructar. La cantidad de CH4 producida y emitida por un animal individual depende principalmente de su sistema digestivo, la cantidad y el tipo de alimento que consume.
Los animales rumiantes (por ejemplo, ganado vacuno, búfalos, ovejas, cabras y camellos) son los principales emisores de CH4 debido a su sistema digestivo único. Los rumiantes poseen un rumen, o un gran «estómago», en el que la fermentación microbiana descompone el alimento que consumen en productos que pueden absorberse y metabolizarse. Esta fermentación microbiana que se produce en el rumen les permite digerir el material vegetal grueso que los animales no rumiantes no pueden. En consecuencia, los animales rumiantes tienen las mayores emisiones de CH4 por unidad de masa corporal entre todos los tipos de animales.
Los animales no rumiantes (por ejemplo, cerdos, caballos y mulas y asnos) también producen emisiones de CH4 a través de la fermentación entérica, aunque esta fermentación microbiana ocurre en el intestino grueso. Estos animales no rumiantes emiten significativamente menos CH4 sobre una base por masa animal que los rumiantes porque la capacidad del intestino grueso para producir CH4 es menor.
- Estiércol
El tratamiento, almacenamiento y transporte del estiércol de ganado pueden generar emisiones de CH4 y N2O de origen antropogénico. El CH4se produce por la descomposición anaeróbica del estiércol y el N2O se genera a partir de vías directas e indirectas durante los procesos de nitrificación y desnitrificación; además, diversos factores subyacentes pueden afectar estas emisiones derivadas del manejo del estiércol.
Cuando el estiércol de ganado se almacena o trata en sistemas que promueven condiciones anaeróbicas (por ejemplo, como líquido/lodo en lagunas, estanques, tanques o fosas), la descomposición del componente sólido volátil del estiércol tiende a producir CH4. En cambio, cuando el estiércol se manipula como sólido (por ejemplo, en pilas o en lotes secos) o se deposita en pastos, pastizales, potreros o tierras, tiende a descomponerse aeróbicamente, generando CO2 y poco o nada de CH4. La temperatura ambiente, la humedad y el tiempo de almacenamiento o residencia afectan la cantidad de CH4 producido, ya que influyen en el crecimiento de las bacterias responsables de su formación.
- Cultivo de arroz
La mayor parte del arroz del mundo se cultiva en campos inundados que crean condiciones anaeróbicas que favorecen la producción de CH4 mediante un proceso conocido como metanogénesis. Aproximadamente entre el 60 y el 90% del CH4 producido por bacterias metanogénicas en los arrozales inundados se oxida en el suelo y las bacterias metanotróficas lo convierten en CO2. El resto se libera a la atmósfera o se transporta como CH4 disuelto a aguas subterráneas y cursos de agua. El metano se transporta a la atmósfera principalmente a través de las plantas de arroz, pero algo de CH4 también escapa por ebullición (es decir, burbujeando a través del agua) y, en menor medida, por difusión a través del agua.
- Gestión del suelo agrícola
El N2O se produce naturalmente en los suelos a través de procesos microbianos de nitrificación y desnitrificación impulsados por la disponibilidad de nitrógeno mineral (N). Este nitrógeno está disponible en los suelos por la descomposición de la materia orgánica del suelo y de los residuos vegetales, así como por la fijación asimbiótica de nitrógeno de la atmósfera. Varias actividades agrícolas aumentan la disponibilidad de nitrógeno mineral en los suelos, lo que conduce a emisiones directas de N2O en el lugar donde se realiza la actividad de manejo.
Estas actividades incluyen la fertilización con nitrógeno sintético; aplicación de estiércol de ganado gestionado; aplicación de otros materiales orgánicos como biosólidos (es decir, lodos de depuradora tratados); deposición de estiércol en el suelo por animales domésticos en pastos, pastizales y potreros (PRP) (es decir, estiércol no gestionado); retención de residuos de cultivos (legumbres fijadoras de nitrógeno y cultivos y forrajes no leguminosos); y drenaje de suelos orgánicos (es decir, histosoles).
Además, las actividades agrícolas de gestión del suelo, incluidos el riego, el drenaje, las prácticas de labranza, los cultivos de cobertura y el barbecho de la tierra, pueden influir en la mineralización del nitrógeno a partir de la materia orgánica del suelo y en los niveles de fijación asimbiótica de nitrógeno.
Acciones para reducir emisiones del sector agrícola
Para mitigar el impacto ambiental del sector agrícola y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, se pueden implementar diversas estrategias:
- Optimizar los métodos de gestión de la tierra y de cultivos.
- Fertilizar los cultivos con la cantidad adecuada de nitrógeno necesaria para una producción óptima de los cultivos, ya que la aplicación excesiva de nitrógeno puede provocar mayores emisiones de óxido nitroso sin mejorar la producción de los cultivos.
- Drenar el agua de los suelos de arroz de los humedales durante la temporada de crecimiento para reducir las emisiones de metano.
- Optimizar las prácticas de alimentación del ganado y otros métodos de gestión para reducir la cantidad de metano resultante de la fermentación entérica.
- Mejorar la calidad de los pastos para aumentar la productividad animal, lo que puede reducir la cantidad de metano emitido por unidad de producto animal. Además, se puede aumentar la productividad del ganado mediante mejores prácticas de cría.
- Controlar la forma en que se descompone el estiércol para reducir las emisiones de óxido nitroso y metano.
- Manejar el estiércol como sólido o depositarlo en pastos en lugar de almacenarlo en un sistema de base líquida, como una laguna, probablemente reduciría las emisiones de metano, pero podría aumentar las emisiones de óxido nitroso.
- Capturar metano de la descomposición del estiércol para producir energía renovable.
- Almacenar estiércol en lagunas anaeróbicas para maximizar la producción de metano y luego capturar el metano para usarlo como sustituto energético de los combustibles fósiles.
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