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03·11·2018 Nº 407
¿Qué es el COS?
LEFÈVRE CLARA
REKIK FATMA
ALCANTARA VIRIDIANA
WIESE LIESL


Fuente | Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura
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1.1. COS: Una parte crucial del ciclo global del carbono

El carbono orgánico del suelo (COS) es una pequeña parte del ciclo global del carbono, el cual implica el ciclo del carbono a través del suelo, la vegetación, el océano y la atmósfera (Figura 1). Se estima que la reserva de COS almacena 1 500 PgC en el primer metro de suelo, lo cual supone más carbono que el contenido en la atmósfera (aproximadamente 800 PgC) y la vegetación terrestre (500 PgC) combinados (FAO y GTIS, 2015) (Véase la sección 3.1 para más información sobre las existencias de COS). Este extraordinario reservorio de COS no es estático, sino que está constantemente circulando entre las diferentes reservas mundiales de carbono en formas moleculares diversas (Kane, 2015).

Siendo el CO2 (dióxido de carbono) y CH4 (metano) los principales gases atmosféricos basados en carbono, organismos autótrofos (principalmente plantas), y microbios foto- y quimioautótrofos sintetizan el CO2 atmosférico en material orgánico. El material orgánico muerto (principalmente en forma de residuos vegetales y exudados) es incorporado al suelo por la fauna del mismo, lo que conlleva la entrada de carbono en el suelo a través de la transformación del material orgánico por microorganismos heterótrofos. Este proceso de transformación de materiales orgánicos da como resultado una mezcla biogeoquímica compleja de residuos vegetales y productos de descomposición microbiana en varias etapas de descomposición (Von Lützow et al., 2006, Paul, 2014) que pueden asociarse con minerales del suelo y ocluirse dentro de agregados, permitiendo la persistencia del COS en el suelo durante décadas, siglos o incluso milenios (Schmidt et al., 2011). El CO2 se emite de vuelta a la atmósfera cuando la materia orgánica del suelo (MOS) es descompuesta (o mineralizada) por microorganismos. La pérdida de carbono también puede ser causada por exudados radiculares como el ácido oxálico, que liberan compuestos orgánicos de las protectoras asociaciones con minerales (Keiluweit et al., 2015). Finalmente, el carbono también es parcialmente exportado de los suelos a ríos y océanos como carbono orgánico disuelto (COD) o como parte del material de erosión.

En principio, la cantidad de COS almacenada en un suelo determinado depende del equilibrio entre la cantidad de C que entra en el suelo y la que sale del suelo como gases de respiración basados en C, procedentes de la mineralización microbiana y, en menor medida, de la lixiviación del suelo como COD. Localmente, el C también se puede perder o ganar a través de la erosión o deposición del suelo, lo que lleva a la redistribución del C del suelo a escala local, paisajística y regional. Por lo tanto, los niveles de almacenamiento de COS se controlan principalmente gestionando la cantidad y el tipo de residuos orgánicos que entran en el suelo (es decir, el aporte de C orgánico al sistema del suelo) y minimizando las pérdidas de C del suelo (FAO y GTIS, 2015).
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Los factores que controlan la descomposición de la MOS incluyen la temperatura del suelo y el contenido de agua (principalmente determinado por las condiciones climáticas), que influyen mucho en el almacenamiento del C del suelo por su efecto sobre la actividad microbiana. La composición de la comunidad microbiológica (por ejemplo, la relación bacterias-hongos) también puede influenciar la descomposición preferente de ciertos compuestos. La presunta recalcificación química de las moléculas complejas que acumulan COS, como la lignina o los lípidos, no contribuye sustancialmente a la persistencia de la MOS en el suelo (Marschner et al., 2008; Thévenot et al., 2010). La persistencia de la MOS está más bien afectada por la estabilización del COS en la matriz del suelo a través de su interacción y asociación con los minerales del suelo (Schmidt et al., 2011).

La cuantificación de los flujos globales de carbono es necesaria para aclarar, entre otros aspectos, si los ecosistemas terrestres globales fijan más CO2 atmosférico a través de la fotosíntesis que el que emiten a la atmósfera a través de la respiración. Por un lado, el balance mundial de carbono está determinado por la concentración atmosférica de CO2 y la absorción de CO2 por el océano y la tierra y, por otro lado, por las emisiones derivadas de las emisiones de combustibles fósiles, el uso de la tierra y el cambio de uso de la tierra. La evaluación más reciente de C indicó que, entre 2006 y 2015, las emisiones a la atmósfera eran dos veces más altas que la suma de los sumideros oceánicos y terrestres, siendo el 90 por ciento de estas emisiones procedentes de combustibles fósiles y la industria (Le Quéré et al., 2016). El flujo de carbono derivado de los cambios en el uso de la tierra fue más predominante en los tiempos preindustriales, ya que, entre 1750 y 2011, un tercio de todos los gases de efecto invernadero (GEI) antropogénicos se derivaron de los cambios en el uso de la tierra (IPCC, 2014). A largo plazo, el CO2 atmosférico ha aumentado aproximadamente de 180 a 280 ppm desde el último período glacial, añadiendo alrededor de 220 PgC a la atmósfera durante un período de 10 000 años. Esto se traduce en una tasa de aumento de alrededor de 4.4 PgC/año (Baldocchi et al., 2016).

La reciente investigación sobre la dinámica del C del suelo y su influencia en el ciclo global del carbono se ha visto impulsada en parte por el aumento de la concienciación por: 1) la importancia de la accesibilidad a pequeña escala al COS para la renovación del carbono microbiano que se extiende a una profundidad mayor de 20 cm (Trumbore y Czimczik, 2008, Schimel y Schaeffer, 2012, Vogel et al., 2014); 2) el vínculo entre las comunidades microbianas y las propiedades dinámicas e inherentes del suelo en relación al ciclo del carbono y su interacción con otros ciclos biogeoquímicos (Trumbore y Czimczik, 2008; Gärdenäs et al., 2011); y 3) la influencia de la diversidad de plantas en el aumento de la actividad microbiana del suelo y el almacenamiento de carbono en el suelo (Lange et al., 2015).
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1.2. COS: Un componente de la MOS

El término MOS se utiliza para describir los constituyentes orgánicos en el suelo en diversas etapas de descomposición, tales como tejidos de plantas y animales muertos, materiales de menos de 2 mm de tamaño y organismos del suelo. La renovación de MOS desempeña un papel crucial en el funcionamiento del ecosistema del suelo y el calentamiento global (Véase también la sección 2.1). La MOS es fundamental para la estabilización de la estructura del suelo, la retención y liberación de nutrientes de las plantas, y el mantenimiento de la capacidad de retención de agua, lo que la convierte en un indicador clave no sólo para la productividad agrícola sino también para la resiliencia ambiental. La descomposición de MOS libera nutrientes minerales, lo cual los hace disponibles para el crecimiento de las plantas (Van der Wal y de Boer, 2017), contribuyendo un mejor crecimiento de las plantas y una mayor productividad a garantizar la seguridad alimentaria.

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