Aquest article ha estat escrit originalment en castellà. L'hem traduït automàticament per a la vostra comoditat. Tot i que hem fet esforços raonables per a aconseguir una traducció precisa, cap traducció automática és perfecta ni tampoc pretén substituir-ne una d'humana. El text original de l'article en castellà podeu veure'l a Absorción de CO2 por los cultivos más representativos de la Región de Murcia

Els resultats incideixen sobre la necessitat de conservar els sistemes agrícoles de la Regió de Múrcia, amb més aportacions hídriques que determinaran un increment en la biomassa agrícola, i per tant una major captació de CO ₂ atmosfèric

Absorció de CO2 per els cultius més representatius de la Regió de Múrcia

Cesar Mota, Carlos Alcaraz-López, María Iglesias, MC Martínez-Ballesta i Micaela Carvajal, del Departament de Nutrició Vegetal (CEBAS)24/11/2010

24 novembre 2010

S'anomena "efecte hivernacle" al fenomen pel qual part de l'energia calorífica emesa per l'escorça terrestre, és retinguda i reflectida per determinats gasos que formen part de l'atmosfera, impedint que es produeixi un refredament progressiu de la Terra. Sense l'actuació d'aquests gasos, la vida tal com la coneixem no seria possible, ja que la calor emès pel planeta es dissiparia en l'espai produint unes temperatures extremadament baixes a la Terra. Entre aquests gasos es troben el diòxid de carboni, l'òxid nitrós i el metà, que, majoritàriament, són alliberats per la indústria, l'agricultura, la ramaderia i la combustió de combustibles fòssils. El desenvolupament industrial arribat al nostre planeta ha suposat que la concentració d'aquests gasos hagi augmentat fins a un 30% des del segle passat provocant que la pròpia naturalesa es trobi limitada a l'hora d'equilibrar les concentracions d'aquests gasos en l'atmosfera.

De tots els gasos, el CO ₂ cobra especial rellevància pel seu efecte sobre les condicions climàtiques del planeta pel fet que és un gas de llarga permanència, és a dir, és un gas que roman actiu a l'atmosfera durant molt de temps. Així, per exemple, del CO ₂ emès a l'atmosfera, sobre el 50% trigarà 30 anys a desaparèixer, un 30% romandrà diversos segles i el 20% restant durarà diversos milers d'anys (Solomon et al, 2007).

Les plantes tenen la capacitat de captar el CO ₂ atmosfèric i mitjançant processos fotosintètics metabolitzar per a l'obtenció de sucres i altres compostos que requereixen per al normal desenvolupament del seu cicle vital (Fig 1. Fotosíntesi, (1)). En general, es pot concloure que, les plantes, a través de la fotosíntesi, extreuen el carboni de l'atmosfera (en forma de CO ₂₎ i el converteixen en biomassa. La biomassa en descompondre's es converteix en part del sòl (en forma d'humus) o en CO ₂ (a través de la respiració dels microorganismes que processen la biomassa (Fig. 1 (2)).

Figura 1: Cicle del carboni. Fonts d'emissió i embornals de CO _2.

Hi ha diversos factors que influeixen sobre la quantitat de carboni acumulat tant en la biomassa de les plantes com a terra. La tala d'arbres i la crema de material vegetal que s'apliquen en els processos de conversió de boscos a terres agrícoles o ramaderes i, també, en l'explotació fustera, alliberen el carboni acumulat en les plantes i en el sòl (Fig 1 (3 )) i aquest torna a l'atmosfera en forma de CO _2.

En l'actualitat, l'excés de CO ₂ modifica en balanç final del cicle de carboni descrit anteriorment, influint de manera decisiva sobre les condicions climàtiques. D'una banda es produiria una captació del CO ₂ de l'atmosfera per part de les plantes a través de la fotosíntesi. D'altra banda, la respiració de les plantes, les cremes i les tales per a usos agrícoles incrementen en l'atmosfera la concentració d'emissions de CO _2, el que unit a una taxa de desforestació alta ia les escasses mesures de reforestació aplicades altera el balanç entre emissió i captació. D'aquesta manera la concentració de CO ₂ a l'atmosfera va augmentant. Aquestes emissions netes del sector agrícola i forestal se sumen a les emissions de _CO2 que es generen en cremar combustibles fòssils en els sectors de transport i generació d'energia (Fig 1 (4)).

L'agricultura es pot convertir en un mecanisme efectiu per mitigar l'increment del CO2 atmosfèric

Embornals de carboni

Es coneix com a embornal tot sistema o procés pel qual s'extreu de l'atmosfera un gas o gasos i s'emmagatzema. Les formacions vegetals actuen com a embornals de C per la seva funció vital principal, la fotosíntesi. Mitjançant aquesta funció, els vegetals absorbeixen CO2 que compensa tant les pèrdues d'aquest gas que es produeixen per la respiració com les emissions produïdes en altres processos naturals (descomposició de matèria orgànica).

La captació de CO ₂ pels ecosistemes vegetals terrestres constitueix un component important en el balanç global de carboni (C). A escala mundial es considera que la biosfera terrestre fixa prop de 2.000.000 tones / any (Unesa, 2005). Aquest valor és el resultant de la petita diferència entre l'absorció fotosintètica de CO ₂ i les pèrdues per respiració, per descomposició de la matèria orgànica i per pertorbacions de diferent naturalesa. A aquest valor li s'anomena producció neta de la biosfera (PNB), i és la quantitat que a llarg termini queda emmagatzemada en el clavegueró.

El CO2 segrestat per les plantes és el resultat de les diferències entre el CO ₂ atmosfèric absorbit durant el procés de la fotosíntesi i el CO ₂ emès per l'atmosfera durant la respiració. Aquesta diferència és convertida en biomassa i sol oscil·lar entre el 45-50% del pes sec de la planta. Per tant, mentre el creixement sigui alt, la vegetació natural i els cultius agrícoles es converteixen en els embornals de carboni. Tenint en compte, l'agricultura es pot convertir en un mecanisme efectiu per mitigar l'increment del CO ₂ atmosfèric.

Per determinar el C segrestat en els ecosistemes, cal tenir en compte el C estable incorporat a terra. Si l'acumulació de C en el sòl és un procés més lent que l'acumulació de la biomassa, l'estabilitat del C en el sòl és més gran. Per tant, la capacitat del sòl per emmagatzemar C és important a causa del material vegetal acumulat en descomposició, passant a denominar-C de l'humus. La poda dels arbres i les fulles caduques pot comptar com a pèrdua de carboni del cultiu si es retira de la plantació o es crema, mentre que, si la poda es descompon naturalment a terra, es converteix en un mitjà eficaç d'immobilització de CO ₂ a llarg termini (Lal, 1997). De fet, un any després d'afegir els residus vegetals a la terra, la major part del carboni torna a l'atmosfera en forma de CO _2, però, d'una cinquena a una tercera part del mateix roman a terra, ja sigui com a biomassa viva o com l'humus del sòl (Brady i Weil, 2004).

La fotosíntesi

La fotosíntesi és un procés metabòlic fonamental per a tots els organismes vius i que consisteix en l'ús de l'energia lluminosa per biosintetizada els components cel lulars. L'energia solar constitueix no només la font energètica per a les plantes verdes i altres autòtrofs fotosintètics, sinó també, en últim terme, la font energètica per a gairebé tots els organismes heteròtrofs, mitjançant l'actuació de les cadenes alimentàries de la biosfera. A més, l'energia solar capturada pel procés de fotosíntesi és la font de prop del 90% de tota l'energia emprada per l'home per satisfer les demandes de calor, de llum i de potència, ja que el carbó, el petroli i el gas natural, que són els combustibles utilitzats per a la major part de la maquinària fabricada per l'home, són productes de descomposició del material biològic generat fa milions d'anys pels organismes fotosintètics.

La fotosíntesi és un procés que ocorre en dues fases (Fig 2). La primera fase és un procés que depèn de la llum (reaccions lluminoses o de llum). Aquesta fase requereix l'energia directa de la llum per generar energia química i reductora que seran utilitzades en la segona fase. La fase independent de la llum (fase de foscor), es realitza quan els productes de les reaccions de llum són utilitzats per, a partir del CO _2, formar enllaços covalents carboni-carboni (CC) dels carbohidrats mitjançant el Cicle de Calvin. Aquest procés de la fotosíntesi es produeix en els cloroplasts de les cèl·lules.

Figura 2: Esquema de la fotosíntesi.

En les reaccions de llum, la captació d'energia lluminosa pels pigments que absorbeixen la llum convertint-la en energia química (ATP) i poder reductor (NADPH), requereix d'una molècula d'aigua. Com a conseqüència, s'allibera O2 molecular. L'equació general per aquesta primera etapa de la fotosíntesi és per tant la següent:

En la segona fase de la fotosíntesi, els productes rics en energia de la primera fase, el NADPH l'ATP, s'empren com a fonts energètiques per a efectuar la reducció del CO2 i produir glucosa. Com a conseqüència es produeix de nou ADP i NADP +. Aquesta segona etapa de la fotosíntesi s'esquematitza en termes generals com:

Aquesta reacció es porta a terme per reaccions químiques convencionals, catalitzades per enzims que no necessiten la llum.

En les reaccions de foscor, el CO2 de l'atmosfera (o de l'aigua en organismes fotosintètics aquàtics / marins) és capturat i reduït per l'addició d'hidrogen (H +) per a la formació de carbohidrats [(CH ₂ O)]. La incorporació del diòxid de carboni en compostos orgànics, es coneix com fixació o assimilació del carboni. L'energia usada en el procés prové de la primera fase de la fotosíntesi. Els éssers vius no poden utilitzar directament l'energia lluminosa, però, a través d'una sèrie de reaccions fotoquímiques, la poden emmagatzemar en l'energia dels enllaços CC de carbohidrats, que, més tard, serà alliberada mitjançant els processos respiratoris o altres processos metabòlics.

Depenent del tipus de fixació de CO _2, la planta tindrà un metabolisme diferent i per tant, es classifiquen en plantes C-3, C-4 o CAM. En elles, tant l'eficiència de l'ús de l'aigua i com la taxa de fixació de CO ₂ és diferent.

Plantes C-3: Es caracteritzen per mantenir els estomes oberts durant el dia per permetre la fixació de CO _2, el que provoca una pèrdua d'aigua per transpiració, de forma contínua. Davant el risc de deshidratació ocasionat per un estrès ambiental, aquestes plantes produeixen un tancament estomàtic que provoca una gran disminució de la fotosíntesi.

Plantes C-4: Es caracteritzen per tenir els estomes oberts de dia. Com tenen intermediaris de bombament de CO ₂ a la cèl·lula, poden permetre un tancament d'estomes imprevist, i és factible la continuïtat del procés fotosintètic, gràcies al reservori de CO _2.

Plantes CAM: Estomas oberts a la nit. Les pèrdues d'aigua per transpiració es redueixen enormement. També tenen reservori de CO _2, de manera que també poden tancar estomes sense que això comporti una disminució fotosintètica.

Les propietats de les plantes C-4 i CAM els permeten una supervivència en entorns amb dèficit hídric.

Quadre 1: Algunes diferències entre plantes C3, C4 i CAM.

Efecte dels estressos ambientals sobre la fixació de CO ₂

Els estressos ambientals com la salinitat, la sequera, les altes o baixes temperatures o la disminució de la radiació solar alteren l'estructura i metabolisme de les plantes, per tant afecten al seu creixement i el seu paper com segrestadors de CO ₂ (Martínez-Ballesta et al., 2009). Aquests factors ambientals, són variables clau que afecten el desenvolupament de les plantes, ja que són essencials en els processos d'absorció i transport d'aigua i nutrients. Per tant, l'efecte d'aquests estressos poden tenir nombroses conseqüències per als cultius, variant tant des respostes fisiològiques a curt termini en les plantes de forma individual, com canvis a llarg termini en l'estructura i funció de les plantes. En nombrosos estudis s'ha mostrat que les plantes presenten enfront de factors ambientals un ampli rang de respostes que condueixen normalment a un dèficit hídric (Kimball et al., 2002).

Atès el caràcter fortament dessecant de l'atmosfera, el control de les pèrdues d'aigua ha estat sempre un aspecte clau per a les plantes. D'una banda, el flux d'aigua a través d'una planta ha de ser suficient per mantenir la nutrició i la incorporació de CO _2. I per altra, com l'assimilació i la transpiració estan estretament lligades en gairebé totes les plantes, la disponibilitat d'aigua imposa un límit màxim a la productivitat (desenvolupament) (Steudle and Peterson, 1998). Al mateix temps, per evitar la dessecació de les parts aèries, el flux d'aigua que entra a la planta per les arrels ha de compensar la sortida d'aigua per les fulles. Atès que els processos fisiològics són extremadament sensibles al dèficit hídric, la conservació de l'aigua per mantenir potencials hídrics raonablement alts sol ser el principal problema a les zones amb climes càlids i escassetat de precipitacions.

Amb l'augment de les temperatures pot induir un increment de la fotorespiració que és un mecanisme de protecció de l'aparell fotosintètic i que no comporta fixació del CO2

Amb l'augment de les temperatures pot induir un increment de la fotorespiració que és un mecanisme de protecció de l'aparell fotosintètic i que no comporta fixació del CO ₂ (Sofo et al., 2005). L'acció combinada dels diferents factors mediambientals (vapor d'aigua en l'atmosfera i pujada de les temperatures) podria conduir a una major producció de biomassa, però només si les plantes rebessin a més una aportació d'altres nutrients essencials com nitrogen, fòsfor o potassi ( l'acció antropogènica podria aportar nitrogen als ecosistemes naturals, ja que és un residu de moltes de les nostres emissions contaminants).

S'estima que la fixació de CO ₂ es veurà incrementada en els propers 60 anys a causa de l'augment en la temperatura. S'espera que la fixació de CO ₂ s'incrementi l'1% per cada º C en regions on la temperatura mitjana anual és de 30 º C i el 10% en regions on la temperatura mitjana anual és de 10 ° C. Les taxes fotosintètiques pujaria un 25-75%, en les plantes de fotosíntesi C3 (les més comunes en latituds mitjanes i altes), en duplicar la concentració de CO _2. Les dades són menys concloents en el cas de les plantes la modalitat fotosintètica és la C4, típica de llocs càlids, sent els intervals de resposta des de 0% fins a un 10-25% d'increment (Unesa, 2005).

Aquesta problemàtica implica la necessitat de realitzar estudis que permetin conèixer l'efecte de les diferents condicions ambientals sobre la capacitat de captació de CO ₂ i les necessitats hídriques i nutricionals dels cultius.

L'agricultura a la Regió de Múrcia

L'agricultura de la Regió de Múrcia té un pes mitjà en el PIB. Es tracta d'una de les agricultures més rendibles d'Espanya i d'Europa per la seva alta productivitat, que està molt per sobre de la mitjana nacional. L'agricultura murciana està orientada a l'exportació, el que implica el desenvolupament d'una indústria agroalimentària potent i una necessitat de xarxa de comunicacions de primer ordre. Si a tot això afegim les activitats indirectes que genera l'agricultura, aquesta adquireix una importància notable dins l'economia regional.

Les excel·lents condicions climàtiques de la nostra regió, al costat del ús intensiu dels avenços de la revolució verda augmenten notablement la rendibilitat de la nostra agricultura. L'escassetat d'aigua a la regió s'ha convertit en un factor limitant provocant que, en l'actualitat, els regadius depenguin de les aigües subterrànies (que contenen un gran contingut salí a causa de la sobreexplotació així com a la intrusió de l'aigua del mar), ja que el transvasament Tajo-Segura s'ha quedat insuficient per cobrir les necessitats de la regió.

Els productes hortícoles, en les seves múltiples varietats, són els productes més importants en l'agricultura murciana: tomàquet, enciam, pebrot, carxofa, etc., Encara que també tenen gran rellevància els cítrics (especialment la llimona) i els cereals, seguit de la vinya, al costat d'altres productes arborícoles amb una alta rendibilitat, com l'ametller, el presseguer, la prunera, etc.

En general, l'explotació forestal té poca importància econòmica, i ocupa poca superfície de la regió. Es localitzada, majoritàriament, a les comarques muntanyenques i no cobreixen les necessitats de la regió. El bosc autòcton ha patit importants atacs antròpics, de manera que les principals espècies forestals són els pins de repoblació i els pollancres en les riberes dels rius.

Unes bones pràctiques agrícoles o una gestió sostenible de les finques (no deixar el sòl descobert, utilitzar quantitats exactes d'abonament en el moment i al lloc exacte, no cremar collites i reduir l'arada) suposarien deixar d'emetre milions de tones de gasos d' efecte hivernacle. Per això, s'estableix un codi de bones pràctiques agràries relatives a la protecció del sòl, al manteniment de la matèria orgànica i de l'estructura del sòl ia la conservació dels hàbitats i del paisatge, inclosa la protecció de les pastures permanents. Aquest canvi en el model agronòmic podria suposar un balanç positiu de CO ₂ en les superfícies agrícoles. Amb un coneixement i gestió adequats, aquest sector pot contribuir a la mitigació d'aquests gasos mitjançant l'adequació del conreu de la terra, la promoció de la producció ecològica i l'ús més eficient de recursos en la maquinària agrícola, convertint-se finalment en eficient

Per tant, com a part d'aquest projecte, en aquest treball d'investigació, s'ha determinat la taxa de captació _de CO2 anual pels cultius més representatius de la Regió de Múrcia basats en les dades de producció de biomassa i el seu contingut de carboni. S'han triat aquells les hectàrees totals de regadiu suposin una superfície major de 1000 Ha S'ha calculat la captació de carboni per plantes individuals, tenint en compte únicament la biomassa anual. D'aquesta manera, s'ha estimat el carboni fixat total o el CO _2.

Material i mètodes

Per als estudis de captura de CO _2, en totes les espècies analitzades es va considerar únicament la producció de biomassa anual de la planta o arbre, tant de part aèria (considerant el fruit) com d'arrel (IPCC, 2003).

- Hortícoles (tomàquet, pebrot, síndria, meló, enciam i bròquil): Es recolectaron al final del del seu cicle de cultiu. Tres planta de cada espècie es van extreure del sòl amb una pala manual amb compte de no trencar les arrels secundàries i es van introduir en bosses de plàstic de forma individual per a la seva processat en el laboratori. Seguidament es van separar en fruit, fulla, tija i arrel i es van pesar per determinar el seu pes fresc.

Posteriorment, es van introduir en una estufa d'aire calent a 70 º C fins a pes constant per a determinar el pes sec. El procés d'assecat pot variar depenent de la humitat i pes total de la mostra. Un cop obtingut el pes sec de cada mostra de les diferents parts de la planta, es van moldre en un molinet de laboratori, IKA model A10. El resultat va ser molt homogeni amb partícules de 5 a 7mm de diàmetre. El total de carboni es va analitzar tal com es descriu posteriorment.

Mostreig i processat de hortícoles.

- Cereals (civada, ordi i blat): Es recolectaron en camp un total de 10 mostres per cada espècie, en fase de producció, realitzant una extracció manual i un etiquetatge en bosses estanques fins a arribar al laboratori, un cop allà es van separar en part aèria i arrel per al seu posterior pesada i tractament estadístic del pes fresc de cada planta. Per determinar el pes sec es van introduir les mostres en una estufa d'aire calent a 70 º C durant 5 dies aproximadament i es van pesar en una balança de laboratori de precisió. El mòlt es va realitzar tal com es va exposar en l'apartat anterior i la determinació de C tal com es descriu posteriorment.

Processat en el laboratori de plantes de cereals.

- Fruiters (albercoquer, prunera, presseguer i raïm de taula): En el mostreig d'arbres fruiters es va utilitzar una metodologia destructiva que va consistir en l'arrencada per maquinària pesada de tres arbres en producció de 17 anys d'edat, els quals van ser trossejats, utilitzant una motoserra de gasolina, en tronc, branques i arrel. Un cop fet això es va practicar un desfullat manual complet, i un tall de les branques joves crescudes en l'any en curs. La resta del tronc i branques d'anys anteriors, es va trossejar per a la posterior pesada. Es va realitzar un embossament i etiquetatge de les mostres representatives de cada òrgan per al seu trasllat al laboratori. De manera semblant es va realitzar el processat amb l'arrel un cop netejat de restes de sòl adherit. Les arrels crescudes en l'any en curs es van tallar van pesar. Igual que en la part aèria, una mostra representativa es va traslladar al laboratori per al seu processat.

Per al transport del material de mostreig des de la finca de mostreig fins a la cooperativa, es van utilitzar palops d'30kg i una transpaleta motoritzada A la cooperativa es van pesar les mostres per separat en una bàscula de sòl composta per un pont de pesatge de xapa d'acer acanalada antilliscant, quatre cèl·lules de pesatge mòbils i un terminal de maneig.

El mostreig dels fruits es va realitzar dels fruits recollits en la campanya. Una mostra representativa dels fruits es va traslladar al laboratori per obtenir el pes sec i el contingut de carboni total, tal com es descriu en els apartats anteriors. El total de collita de fruit es va estimar de la mitjana obtinguda en tots els arbres a la parcel de mostreig.

Mostreig i processat de fruiters.

- Cítrics (llimoner, taronger, i mandariner): Per a l'avaluació a la captura de CO ₂ per cítrics i la seva quantificació anual, es van realitzar els mostrejos en arbres de 15 anys d'edat. El sistema d'extracció i arrencada consistir en l'abatiment dels arbres, tant la part aèria com l'arrel, mitjançant una pala Caterpillar 938G (135 kW). Després del fitació dels arbres, la mateixa pala separava 3 mostres sobre els que es realitzaria la determinació del pes fresc. Per mitjà d'una serra mecànica es van separar les branques (de les que prèviament s'havien recollit els fruits), el tronc i l'arrel (un cop eliminats els restes de sòl de l'arrel) i es va procedir a la seva determinació de pes fresc com es descriu en l'apartat anterior. El total de collita dels fruits es va estimar del total per arbre recollit en la / les collita o les anteriors és corresponents a un any complet.

Una mostra representativa de cada òrgan, al costat de mostres de fruit, es van recol·lectar per la seva determinació de pes sec en el laboratori com s'ha descrit anteriorment.

Per a l'expressió del Carboni total capturat per arbre i per any, es va considerar que la biomassa de fulla es renova cada 3 anys i que el pes total de la part aèria i de l'arrel està en una relació del 70/30 respectivament de la biomassa total de l'arbre (Morgan et al., 2006). Les mesures es van realitzar com es descriu a continuació

Mostreig i processat de ctrics.

Determinació de carboni total

El total de carboni es va analitzar en sub-mostres (al voltant de 2-3 mg PS) de fulles, tiges, fruits i arrels amb un analitzador de NC-Thermo Finnigan 1112 EA analitzador elemental (Thermo Finnigan-, Milà, Itàlia).

Analitzador de carboni del CEBAS-CSIC.

Resultats: Estimació de carboni i captació de CO ₂ en plantes herbàcies

Els resultats de les estimacions de CO2 de les plantes herbàcies Tomàquet, pebrot, síndria, meló, enciam i bròquil es mostren el les taules de la 1 a la 6. Les taules recullen els valors mitjans de biomassa i captació de CO ₂ anuals a partir del percentatge de carboni de cadascuna de les fraccions de la planta en les que han estat dividides. Ja que es tracta de plantes de creixement anual, el total de carboni s'ha determinat a la planta completa, tenint en compte la producció total de la planta de fruit i les podes.

A les plantes de tomàquet (Taula 1) s'observa un major contingut de carboni i captació de CO ₂ que en les de pebrot (Taula 2) ja que el tomàquet presenta una major biomassa que el pebrot. No obstant això, quan es calcula el total de carboni per hectàrea, les diferències entre aquests dos cultius es redueixen pel fet que la densitat del cultiu de pebrot és més gran (2,2 plantes m ^-2) davant de tomàquet (2 plantes m ^-2 ). En l'actualitat coexisteixen una alta quantitat de diferents varietats de tomàquet a la regió, i diferents tipus de conreu. Per a l'estudi es va triar el tomàquet d'amanida (varietat Corvey) i cultiu en sòl

Taula 1: Valors modulars de carboni i increment de CO 2 de les diferents fraccions de biomassa (g) en tomàquet

Taula 1: Valors modulars de carboni i increment de CO ₂ de les diferents fraccions de biomassa (g) en tomàquet.

Taula 2: Valors modulars de carboni i increment de CO 2 de les diferents fraccions de biomassa (g) en pebrot

Taula 2: Valors modulars de carboni i increment de CO ₂ de les diferents fraccions de biomassa (g) en pebrot.

A la Taula 3 es registren uns valors d'absorció de CO ₂ i contingut de carboni de síndria. Com pot observar-se els valors per planta són molt similars als de tomàquet. No obstant això, el fet que la densitat de plantació sigui menor fa que el total de C captat per hectàrea sigui menor. Quan les dades de síndria es comparen amb els de meló (Taula 4), s'observa que encara que els resultats de C absorbit per la planta de meló són molt menors (aproximadament la meitat), a causa de la major quantitat de biomassa que presenta la síndria respecte a meló, el total per hectàrea és similar per la seva la major densitat de plantació.

Taula 3: Valors modulars de carboni i increment de CO 2 de les diferents fraccions de biomassa (g) en síndria

Taula 3: Valors modulars de carboni i increment de CO ₂ de les diferents fraccions de biomassa (g) en síndria.

Taula 4: Valors modulars de carboni i increment de CO 2 de les diferents fraccions de biomassa (g) en meló

Taula 4: Valors modulars de carboni i increment de CO ₂ de les diferents fraccions de biomassa (g) en meló.

A la Taula 5 s'observa la diferència de contingut de carboni en dues varietats d'enciam d'interès agronòmic. Com es pot observar en els valors per planta, aquests són molt més grans en la varietat Romana, per la seva major biomassa en pes sec. No obstant això, entre aquestes varietats no existeixen grans diferències entre els seus valors de captació de carboni per unitat de superfície, ja que Cogollo té un marc de plantació molt superior a Romana. En el cultiu d'enciam, quan es calcula la quantitat de carboni per any i hectàrea, es té en compte que anualment s'obtenen tres collites a la nostra regió.

Taula 5: Valors modulars de carboni i increment de CO 2 de les diferents fraccions de biomassa (g) en les diferents varietats d'enciam...

Taula 5: Valors modulars de carboni i increment de CO ₂ de les diferents fraccions de biomassa (g) en les diferents varietats d'enciam.

A la Taula 6 pertanyent a dues varietats de bròquil no hi ha grans diferències en l'eficiència d'absorció de CO2 per part de cap de les cultivars respecte a l'altre encara que és una mica més gran en el conrear Naxos causa que el seu biomassa és una mica més gran. Com en el cas de l'enciam, quan es calcula la quantitat de carboni per any i hectàrea, es té en compte que anualment s'obtenen tres collites a la nostra regió.

Taula 6: Valors modulars de carboni i increment de CO 2 de les diferents fraccions de biomassa (g) en dues varietats de bròquil...

Taula 6: Valors modulars de carboni i increment de CO ₂ de les diferents fraccions de biomassa (g) en dues varietats de bròquil.

Els resultats obtinguts de coliflor (Taula 7) són bastant alts comparats amb l'altra Brassica analitzada, el bròquil. Aquests resultats es deuen principalment a la seva major biomassa ja que la densitat de plantació és similar, de manera que els resultats de fixació de carboni per planta i per unitat de superfície són més grans.

Taula 7: Valors modulars de carboni i increment de CO 2 de les diferents fraccions de biomassa (g) en plantes de coliflor...

Taula 7: Valors modulars de carboni i increment de CO ₂ de les diferents fraccions de biomassa (g) en plantes de coliflor.

Els majors increments de captació de CO ₂ per a les plantes hortícoles es van observar en carxofa (Taula 8). Aquest resultat es deu a la seva gran biomassa en pes sec. D'aquesta manera, encara que la densitat de plantació de les plantes de carxofa és baixa, resulta en una major concentració de carboni per unitat de superfície.

Taula 8: Valors modulars de carboni i increment de CO 2 de les diferents fraccions de biomassa (g) en plantes de carxofa...

Taula 8: Valors modulars de carboni i increment de CO ₂ de les diferents fraccions de biomassa (g) en plantes de carxofa.

Estimació de CO₂ i contingut de carboni en cereals

En les Taules 9, 10 i 11 s'exposen els grams totals de carboni assimilat per planta anual i fraccions de biomassa de Civada, Ordi i Blat, així com el total de CO ₂ absorbit per aquests cereals. Com es pot observar, les tres espècies de cereals no registren grans diferències en els diferents valors d'absorció dels tres cultius quan es realitza el càlcul per planta. No obstant això, si estimem la fixació de CO ₂ per unitat de superfície, els valors són una mica més baixos en ordi causa de la menor densitat de plantació.

Taula 9: Valors anuals d'absorció de CO 2 i carboni assimilat en plantes de civada

Taula 9: Valors anuals d'absorció de CO ₂ i carboni assimilat en plantes de civada.

Taula 10: Valors anuals d'absorció de CO 2 i carboni assimilat en plantes d'ordi

Taula 10: Valors anuals d'absorció de CO ₂ i carboni assimilat en plantes d'ordi.

Taula 11: Valors anuals d'absorció de CO 2 i carboni assimilat en plantes de blat

Taula 11: Valors anuals d'absorció de CO ₂ i carboni assimilat en plantes de blat.

Estimació de carboni i captació de CO ₂ en arbres fruiters

Els resultats de les estimacions de CO ₂ dels arbres Albercoquer, prunera, presseguer, nectariner, raïm de taula, llimoner, taronger i mandariner es mostren en les Taules 12 a la 16.

Les taules recullen els valors mitjans de biomassa i captació de CO ₂ totals a partir del percentatge de carboni de cadascuna de les fraccions de la planta en les que han estat dividides. El total de carboni s'ha determinat a la planta completa, tenint en compte la producció anual de fruit i el creixement anual de la planta.

A la taula 12 es mostren les dades corresponents a l'anàlisi de l'albercoquer on s'observa un major contingut de carboni i captació de CO ₂ per arbre que a la resta dels fruiters d'os, però tenint en compte que la densitat de plantació de l'albercoquer és la meitat que la de la resta de fruiters d'os, seria el presseguer el que majors índexs per superfície obtindria (taula 14). De fet, si tinguéssim en compte només el contingut en carboni i la captació de CO ₂ per unitat de superfície, l'albercoquer seria l'espècie amb menors índexs seguit per la prunera (taula 13). Els valors més alts es produeixen per al presseguer i nectarina (tabla14 i 15). Cal tenir en compte que la prunera és el fruiter de pinyol amb menor pes sec (biomassa) dels quatre analitzats, el que indicaria una major capacitat de captació de CO ₂ i d'acumulació de carboni.

Les dades obtingudes per parres de raïm de taula (tabla16) mostren que tot i tenir aproximadament la meitat de pes sec que el nectarina, obté valors similars en els índexs d'acumulació de carboni per unitat de superfície. D'altra banda, quan es comparen els índexs d'acumulació de C i de captació de CO ₂ per parra amb les dades obtingudes dels fruiters d'os mostra valors molt inferiors (fins a un 75% de disminució si comparem amb l'albercoquer).

Taula 12: CO 2 fixat i carboni total acumulat per arbre anualment, per fracció de biomassa a albercoquer

Taula 12: CO ₂ fixat i carboni total acumulat per arbre anualment, per fracció de biomassa a albercoquer.

Taula 13: CO 2 fixat i carboni total acumulat per arbre anualment, per fracció de biomassa a prunera

Taula 13: CO ₂ fixat i carboni total acumulat per arbre anualment, per fracció de biomassa a prunera.

Taula 14: CO 2 fixat i carboni total acumulat per arbre anualment, per fracció de biomassa a presseguer

Taula 14: CO ₂ fixat i carboni total acumulat per arbre anualment, per fracció de biomassa a presseguer.

Taula 15: CO 2 fixat i carboni total acumulat per arbre anualment, per fracció de biomassa a nectarina

Taula 15: CO ₂ fixat i carboni total acumulat per arbre anualment, per fracció de biomassa a nectarina.

Taula 16: Valors anuals d'absorció de CO 2 i carboni assimilat en parra de raïm de taula

Taula 16: Valors anuals d'absorció de CO ₂ i carboni assimilat en parra de raïm de taula.

Estimació de CO ₂ en cítrics

A cada taula corresponent als cítrics (Taules 17-19) s'ofereixen les tones totals segons classes i fraccions de biomassa, així com el total de CO ₂ assimilat anualment per arbre.

En el cas dels cítrics és el llimoner (taula 17) el que aconsegueix valors superiors, no només al comparar-los amb els de la resta dels cítrics sinó també quan es compara amb la resta d'espècies arbòries. En aquest cas, el llimoner mostra millors índexs de captació i acumulació tant per arbre (pel fet que té major biomassa que la resta d'espècies) com per superfície. En general sembla el cultiu amb major capacitat de fixació de CO2. El taronger (tabla18) presenta valors molt inferiors al llimoner però similars en general als fruits d'os, mentre que el mandariner va mostrar valors inferiors a la resta (tabla19).

Taula 17: Valors anuals d'absorció de CO 2 i carboni assimilat en arbres de llimoner

Taula 17: Valors anuals d'absorció de CO ₂ i carboni assimilat en arbres de llimoner.

Taula 18: Valors anuals d'absorció de CO 2 i carboni assimilat en arbres de taronger

Taula 18: Valors anuals d'absorció de CO ₂ i carboni assimilat en arbres de taronger.

Taula 19: Valors anuals d'absorció de CO 2 i carboni assimilat en arbres de mandariner

Taula 19: Valors anuals d'absorció de CO ₂ i carboni assimilat en arbres de mandariner.

A tall de resum, s'exposen les Figures 3 i 4 on es poden comparar el C fixat anual dels diferents cultius tant per unitat de superfície (m ₂ en Figura 1) com per planta o arbre (Figura 2). En aquesta última, s'han separat arbres de la resta dels cultius per la seva diferent escala. Es pot observar que el 50% dels cultius tant hortícoles com arboris fixen més del 500 g de carboni per m ^2, és a dir, més de 1.800 g de CO ₂ per m ^2.

Figura 3: Carboni total anual fixat per cada un dels cultius estudiats expressat per unitat de superfície (m ^2).

Figura 4: Carboni total anual fixat per cada un dels cultius estudiats expressat per planta o arbre.

Discussió

Les dades presentades en aquest treball han estat obtinguts d'espècies vegetals agrícoles de la Regió de Múrcia. Els mostrejos s'han realitzat en diferents zones de la Regió on el cultiu és més representatiu. D'aquesta manera, encara que en altres zones el creixement o les varietats siguin diferents, s'ha plasmat la Generalitat en el conjunt de la nostra Regió.

En aquest treball s'han presentat les dades de captació de CO ₂ per planta per poder comparar entre espècies agrícoles, però per a una major consideració dels balanços en el càlcul total cal tenir en compte els resultats per hectàrea al costat del coneixement de la densitat de plantació.

En general, de les dades obtingudes d'aquest treball podem afirmar que dels cultius hortícoles analitzats, la carxofa és el més eficient en la seva captació de CO ₂ seguit de tomàquet i síndria (Figura 1). No obstant això, quan s'analitzen els resultats per unitat de superfície, és la coliflor el cultiu més eficient i la carxofa passa a ser dels menys eficients al costat de la síndria i meló. Els cereals quan s'analitzen per planta individual són molt eficients en la fixació de CO ₂ superant a tots els valors obtinguts en les plantes hortícoles. No obstant això, quan s'analitzen per superfície, els resultats baixen a valors molt baixos.

Dins dels fruiters de pinyol analitzats, el préssec i el nectarina són els més eficients fixadors de CO2 per unitat de superfície conreada

Dins dels fruiters de pinyol analitzats, el préssec i el nectarina són els més eficients fixadors de _CO2 per unitat de superfície conreada, seguits de la prunera i, en darrer lloc, l'albercoquer. Tot i que l'albercoquer és el que millor índex de fixació de CO ₂ mostra per arbre, la seva eficiència es veu disminuïda pel fet que marc de plantació (7mx7m) que s'utilitza per al seu cultiu és molt superior al de la resta de cultius de fruiters d'os (3,5 mx5m). D'altra banda, si tenim en compte que la relació kg de Carboni / kg matèria seca és molt similar per a totes les espècies, ens indica que, a més del marc de plantació, la capacitat vegetativa de les espècies és un factor que afecta la capacitat de fixació de CO ₂ per la planta. Per exemple, la prunera es cultiva amb el mateix marc de plantació que el préssec o el nectarina, però, la capacitat de fixació de CO ₂ es veu disminuïda respecte als altres pel fet que té un menor desenvolupament vegetatiu.

Entre totes les espècies arbòries analitzades en aquest treball és la llimonera el que va mostrar major índex de captació de CO _2, tant en funció de la superfície com per arbre. En aquest cas el factor més rellevant per a la captació del CO ₂ és el gran desenvolupament vegetatiu que arriba al llimoner al llarg de la seva vida, convertint-se en arbres més frondosos, amb més superfície foliar i, per tant, amb major capacitat de captació de CO _2. En l'agricultura moderna, el taronger i el mandariner es conreen amb un port molt menor que el llimoner. No obstant això, tot i que el seu marc de plantació és menor, els seus índexs de captació _de CO2 són molt inferiors als d'aquest, i, fins i tot, als del préssec i el nectarina, tenint aquests un pes sec inferior al taronger. En aquest cas, el factor limitant per a la captació de CO ₂ per la planta és el marc de plantació utilitzat per al correcte cultiu del taronger.

Una dada a tenir en compte és la quantitat de deixalles que s'obtenen de cada cultiu i l'ús que es fa. Per exemple, el material vegetal obtingut de les podes dels cultius arborícoles en descompondre's podria suposar una fixació de carboni al sòl d'un 20-35% del contingut en C de la poda en un any (Brady i Weil, 2004). Aquesta pràctica milloraria les condicions del sòl i reduiria les emissions de CO ₂ a l'atmosfera, ja que la crema de rostolls i de restes de cultiu o podes d'aquests, no només és una activitat contaminant per generar CO ₂ sinó que, a més, empobreix els sòls dels cultius a causa de, entre altres factors, a eliminació de petits insectes i microorganismes en les capes superiors del sòl (Blanc-Roldan i Cuevas, 2002). D'altra banda, caldria tenir en compte la possibilitat d'utilitzar aquests residus com a matèria primera per a l'obtenció d'energies renovables com per l'exemple, el biodièsel. Si unim les deixalles de les podes als generats en la manipulació i / o transformació dels productes hortofructícoles en les indústries (pell, polpa, ossos i llavors dels fruits) obtindríem un volum realment important per a la seva transformació en matèries primeres per a l'obtenció de biodièsel, aromes, pinsos per a bestiar i / o aigua, tant per a reg com aigua purificada (Biodisol.com, 2009). Tots aquests subproductes augmentarien l'eficiència ecològica dels cultius, i donaria lloc a una agricultura sostenible en la seva totalitat.

D'altra banda en cada cultiu s'ha de tenir en compte et tipus de fertilització. L'ús massiu de fertilitzants químics en l'agricultura intensiva ha augmentat la preocupació pel declivi de la fertilitat dels sòls i l'augment de l'emissió de gasos d'efecte hivernacle., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006)., 2006) 06). Aquesta és la raó que les aportacions orgànics siguin necessaris per garantir que els sistemes intensius no posin en perill la sostenibilitat de l'ús de la terra. No obstant això, els petits productors són reticents ha utilitzar deixalles orgàniques o compost a causa de la incertesa sobre els seus beneficis i seguretat., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003)., 2002; Gunnarsson, 2003) 002; Gunnarsson, 2003). Per tant, plantes cultivades amb fertilitzants orgànics normalment creixen de forma més lenta comparat amb plantes que han estat fertilitzades amb nutrients minerals fàcilment disponibles (Robertson et al, 2000). Encara que no s'ha demostrat de manera concloent que els productes orgànics siguin més nutritius que els conreats de manera convencional (Winter, 2006) si que s'ha observat que la fertilització orgànica produeix una reducció d'emissió de gasos d'efecte hivernacle (Matson et al., 1990). Els fertilitzants de l'agricultura poden ser considerats com la font antropogènica més important de N₂ O, que suposa el 70% dels gasos d'efecte hivernacle (Bouwman 1994; Watson et al., 1992).

Els càlculs d'aquest treball, indiquen també les possibles direccions polítiques si es vol incrementar l'índex de captura del CO ₂ atmosfèric. D'una banda, s'ha de propiciar una major extensió de coberta vegetal amb agricultura en zones on la coberta natural és escassa i de l'altra, cal tenir en compte que grans aportacions hídriques van a determinar un increment en la biomassa agrícola. En aquest sentit, el clima semi-desèrtic de gran part de la Regió de Múrcia produeix alts increments en l'evapotranspiració i per tant majors requeriments hídrics (Cubasch et al., 2001).

Conclusions finals

Com s'ha pogut desprendre del treball presentat, depenem de les plantes per contrarestar l'efecte hivernacle. Per tant, la solució al canvi climàtic passa necessàriament per la conservació de la major quantitat possible de zones amb vegetació. Hem optimitzar la seva capacitat de captació amb la millora de les pràctiques agronòmiques i amb la utilització dels subproductes. D'altra banda, l'alta capacitat d'adaptació que tenen les plantes i que els ha permès resistir grans canvis al llarg de milers de milions d'anys, ha d'utilitzar com a base per a estudis científics que ens permetin avaluar la situació de la nostra agricultura a les condicions climàtiques futures.

Per tot això, els resultats trobats incideixen sobre la necessitat de conservar els sistemes agrícoles de la nostra Regió amb grans aportacions hídriques que determinaran un increment en la biomassa agrícola i per tant una major captació de CO ₂ atmosfèric. Tot això amb el compromís de reutilitzar els subproductes per obtenir energia, fertilitzants i fins i tot l'aigua retinguda en els òrgans o teixits de la planta no utilitzats.

Agraïments

Els autors agraeixen a les següents empreses o agrupacions, la seva disposició a la presa de mostres, ajuda tècnica i assessorament en tot moment d'aquest estudi: Langmaid Farms, finca experimental de l'CEBAS-CSIC, José Peñalver Fernández, CdTA El Mirador, Morte Quiles, Fruites Esther, Patricio Peñalver Aznar, Fruites Torero, Aproexpo i FECOAM.

Bibliografía

Båth, B. (2000) Matching the availability of N mineralisation from green-manure crops with the N-demand of field vegetables, PhD Thesis, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden.
Biodisol.com (2009) http://www.biodisol.com/biocombustibles/investigadores-la-upv-crean-un-proceso-para-reutilizar-los-desechos-de-los-citricos-usados-para-zumos-energias-renovables-biocombustibles-investigacion-e-innovacion/
Blanco-Roldán, G., Cuevas, S. (2002). La importancia de la maquinaria para la poda y manejo de restos. Vida Rural. 1 de Febrero de 2002, 56-58.
Bouwman, A. F. (1994) Direct Emission of Nitrous Oxide from Agricultural Soils (Report No. 773004004, National Institute of Public Health and Environmental rotection, Bilthoven, the Netherlands)
Brady, N.C. and Weil, R.R. (2004). Elements of the Nature and Properties of Soils, 2/E. Ed. Pearson Prentice Hall, N.J.
Cubasch U, Meehl GA, Boer GJ et al. (2001) Projections of future climate change. In: Climate Change 2001: The Scientific Basis.Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (eds Houghton JT), pp. 525–582. Cambridge University Press, Cambridge.
Dumas Y., Dadomo M., Di Lucca G., Grolier P. (2003) Effects of environmental factors and agricultural techniques on antioxidant content of tomatoes, J. Sci. Food Agric. 83, 369–382.
Gunnarsson S. (2003) Optimisation of N release – Influence of plant material chemical composition on C and N mineralization, PhD Thesis, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden.
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Good Practice Guidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry. (2003). Edited by Jim Penman, Michael Gytarsky, Taka Hiraishi, Thelma Krug, Dina Kruger, Riitta Pipatti, Leandro Buendia, Kyoko Miwa, Todd Ngara, Kiyoto Tanabe and Fabian Wagner.
Kimball B.A., Kobayashi K., Bindi M. (2002) Responses of agricultural crops to free-air CO2 enrichment, Adv. Agron. 77, 293–368.
Kirchmann H., Johnston A. E. J., Bergström L. F. (2002) Possibilities for reducing nitrate leaching from agricultural land, Ambio 31, 404–408
Lal R. (1997). Residue management, conservation tillage and soil restoration for mitigating greenhouse effect by CO2-enrichment. Soil Tillage Res 43:81–107
Mäder P., Fliessbach A., Dubois D., Gunst L., Fried P., Niggli U. (2002) Soil fertility and biodiversity in organic farming, Science 296, 1694–1697.
Martínez-Ballesta, M.C., Lopez-Perez, L. Muries, B, Muñoz-Azcarate, O., Carvajal, M. (2009) Climate change and plant water balance. The role of aquaporins. Sustainable Agricultural Reviews (E. Lichtfouse, Ed.) Vol 2, 71-89.
Matson, P.A., Naylor, R. Ortiz-Monasterio I. (1999) Integration of environmental, agronomic, and economic aspects of fertilizer management. Science 280: 112-115.
Morgan, K.T., Scholberg J.M.S., Obreza T.A. Wheaton T.A. Size, (2006) Biomass, and Nitrogen Relationships with Sweet Orange Tree Growth J. Amer. Soc. Hort. Sci. 131(1):149–156..
Robertson GP, Paul EA and Harwood R, (2000).Greenhouse gases in intensive agriculture: contributions of individual gases to the radiative forcing of the atmosphere. Science 289:1922–1925
Sofo, A., Nuzzo, V., Palese, A.M., Xiloyannis, C., Celano, G, . Zukowsky P., Dichio. B. (2005) Net CO2 storage in Mediterranean olive and peach orchards. Sci. Hortic. 107:17–24.
Solomon, S., D. Qin, M. Manning, R.B. Alley, T. Berntsen, N.L. Bindoff, Z. Chen, A. Chidthaisong, J.M. Gregory, G.C. Hegerl, M. Heimann, B. Hewitson, B.J. Hoskins, F. Joos, J. Jouzel, V. Kattsov, U. Lohmann, T. Matsuno, M. Molina, N. Nicholls, J. Overpeck, G. Raga, V. Ramaswamy, J. Ren, M. Rusticucci, R. Somerville, T.F. Stocker, P. Whetton, R.A. Wood y D. Wratt. (2007): Technical Summary. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge y New York: Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor y H.L. Miller ed. Pp, 25.
Steudle E., Peterson C. (1998) How does water get through roots? J. Exp. Bot 49, 775-788.
UNESA, (2005). Forestación y Reforestación. Sumideros de Carbono. En: Metodologías para la Implementación de los Mecanismos flexibles de Kioto – Mecanismo de Desarrollo Limpio en Latinoamérica. Rivero Torre, Pedro, León, Gonzalo, Eichhamer, Wolfgang, Deputy, Gázquez Mateos, José Luis, González Santaló, José Miguel, Ferrando Bravo, Gerardo, Cisneros Gárate, Pablo, Pérez Pallarés, Diego. Capitulo 8.
Watson, R. T., L. G. Meiro Filho, E. Sanhueza, A. Janetos, (1992) in Climate Change 1992—The Supplementary Report to the Intergovernmental Panel on Climate Change Scientific Assessment (Cambridge Univ. Press, New York, 1992), pp. 25–46.
Winter C.K., Davis S.F. (2006) Organic foods, J. Food Sci. 71, R117–R124.
Wopereis M.C.S., Tamélokpo A., Ezui K., Gnakpénou D., Fofana B., Breman H. (2006) Mineral fertilizer management of maize on farmer fields differing in organic inputs in the West African savanna, Field Crop. Res. 96, 355–362.