Research Articles ¿Cómo pueden la IA y unas raíces más profundas ayudar al suelo a almacenar más carbono?

En 2020, las emisiones agrícolas mundiales fueron equivalentes a 16.000 millones de toneladas de dióxido de carbono (un aumento del 9% desde el año 2000), y a nivel mundial, la emisión en fincas en 2020 representó casi la mitad de las emisiones agrícolas totales, según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO).

En "Profundizando: raíces, carbono, y análisis de las dinámicas del carbono subterráneo", publicado en la revista internacional Molecular Plant, los autores (liderados por Angela Fernando de la Alianza de Bioversity International y el CIAT) explicaron cómo mejorar el carbono del suelo es una forma de que los agricultores aumenten la producción de alimentos, logren emisiones globales netas de carbono cero, y hagan frente a los impactos del cambio climático.

"El objetivo del artículo era resumir todos los métodos e ideas en un solo lugar, para que los expertos en la materia pudieran sacarles el máximo partido", afirma Fernando.

Fernando explica que la labranza profunda que actualmente domina la agricultura (que rompe el suelo antes de plantar) y la descomposición de las raíces poco profundas hacen que el carbono del suelo vuelva a entrar en la atmósfera. Por lo tanto, se necesita variedades de raíces más profundas y una comprensión de los mecanismos que subyacen a las distintas variedades de cultivos.

Fernando afirma que el carbono orgánico del suelo es "como un cojín escondido en el suelo" y que si las raíces de una planta son capaces de alcanzar aproximadamente dos metros de profundidad, son mucho menos vulnerables a la descomposición por parte de los microbios, y pueden servir como reservas de nutrientes y agua cuando se dan condiciones de sequía.

La mayoría de las variedades actuales de cultivos y forrajes extienden sus raíces hacia fuera, pero gracias al descubrimiento del gen DRO1 que controla el ángulo de las raíces, ahora es posible desarrollar variedades de cultivos y forrajes (alimentación animal) que envían sus raíces hasta un metro de profundidad.

"No hay biomasa nueva, simplemente las raíces se inclinan de forma que ahora crecen directamente hacia el suelo, donde no se van a descomponer, y eso significa que el carbono del suelo permanece atrapado ahí abajo", afirma Fernando.

 

Joe Tohme, director de la sede para las Américas de la Alianza, ha afirmado que el descubrimiento de DRO1 en 2013 supuso un "avance significativo" en la investigación para adaptar los cultivos alimentarios al estrés hídrico, ya que las raíces más profundas tienen acceso a las fuentes de agua del subsuelo.

Los investigadores explican que uno de los mayores retos para el secuestro de carbono del suelo es la tarea de medirlo.

Michael Gómez Selvaraj, científico de Agricultura Digital en la Alianza y coautor del artículo, explica que las muestras aún se toman una a una como núcleos del suelo, y luego se analizan en un laboratorio. Sin embargo, una combinación de teledetección y análisis de IA está cambiando esto.

"Si estás estudiando 400 hectáreas, 40 muestras no serán una representación real del carbono del suelo", afirma Gómez. "Además, la mayoría de las personas que están midiendo el carbono lo están haciendo a una profundidad de solo unos 40 centímetros".

Gómez explicó que las mejoras en la medición del carbono a través de la teledetección y la posterior aplicación de análisis de IA permitirán medir el carbono del suelo de forma rápida y precisa a escala de hectárea.

"Tenemos muy buena precisión con las muestras de laboratorio y las muestras remotas, y ahora tenemos un buen modelo de IA para calcular el carbono del suelo", afirma Gómez. "Lo estamos aplicando para escanear enormes extensiones de tierra en busca de su carbono orgánico, y nuestra esperanza es que en el futuro lleguemos incluso más profundo, a un metro bajo tierra".

"No queremos alterar el suelo", añade Fernando. "Queremos utilizar herramientas de teledetección no destructivas".

Los investigadores explican que si el carbono del suelo puede medirse de forma más rápida y precisa y en una gran superficie, sería más fácil que se evaluara el carbono del suelo y que los agricultores participaran en los mercados de carbono.

"Para obtener un certificado de carbono, hay que tener precisión, así que estamos trabajando en una asociación público-privada para desarrollar una metodología de medición del carbono del suelo que pueda resultar rentable para los agricultores", afirma Gómez.

En cuanto al cultivo de plantas, se espera que las nuevas variedades de arroz y forrajes de raíces profundas puedan aumentar el secuestro de carbono en el suelo.

"En el futuro, las tecnologías de edición genética (como CRISPR) son prometedoras para la creación de variedades de cultivos adecuadas para la captura eficiente de recursos y el secuestro de carbono", afirma Fernando.