Cultivando el futuro desde la raíz: innovación y secuestro de carbono en los suelos

Los suelos agrícolas representan una de las mayores oportunidades estratégicas del planeta para hacer frente al cambio climático. Estos tienen la capacidad de capturar el carbono de la atmósfera al mismo tiempo que sostienen la seguridad alimentaria global. Sin embargo, la pérdida de materia orgánica debida a las prácticas agrícolas convencionales intensivas ha deteriorado progresivamente esta capacidad natural. Frente a este desafío, durante los últimos cuatro años la Alianza de Bioversity International y el CIAT (Abreviado como la Alianza) ha liderado el proyecto Carbon sequestration (secuestro de carbono), financiado por el Bezos Earth Fund. cuyo objetivo en el componente de suelo es evaluar el potencial de los forrajes de enraizamiento profundo y de los componentes de los cultivos en sistemas de cultivo-ganadería para reponer el carbono orgánico del suelo en zonas intervenidas por el hombre en suelos tropicales de América Latina. Esta iniciativa integra la ciencia y el monitoreo del suelo, el mejoramiento genético y la inteligencia artificial para restaurar la salud de los agroecosistemas y ofrecer soluciones escalables a productores y tomadores de decisiones.

El proyecto se estructura bajo un enfoque multidisciplinario que articula la investigación en física, química y biología del suelo en conjunto con los programas de Arroz Y Forrajes Tropicales de la Alianza. Para evaluar el impacto de diferentes manejos agronómicos en condiciones de suelo diversas, se establecieron ensayos de investigación en campo en dos regiones de Colombia con suelos con características contrastantes: el campus de Palmira (Valle del Cauca), predominan los Vertisoles que se caracterizan principalmente por contener arcillas de tipo 2:1 con alta saturación de bases, pH alto, presencia de carbonatos de calcio libre y altas concentraciones de sales solubles; y Puerto López (Meta), representativo de los suelos tropicales típicos como los Oxisoles, altamente meteorizados, con presencia de óxidos de hierro y de baja fertilidad natural de los Llanos Orientales. En ambas localidades se comparan monocultivos tradicionales de arroz y forraje frente a sistemas rotacionales (arroz – forraje), utilizando materiales vegetales con arquitecturas radiculares contrastantes de raíces largas y cortas.

Tras 20 meses de monitoreo continuo en estos ensayos de campo, los análisis revelaron patrones contrastantes y altamente específicos según el sitio y la profundidad del suelo. En Palmira, los incrementos en las reservas de carbono orgánico del suelo (COS) en los primeros 10 centímetros de profundidad se detectaron únicamente bajo los tratamientos de monocultivos de forrajes de raíces profundas y rotaciones entre arroz y forrajes de raíces profundas, evidenciando un mayor aporte de carbono superficial asociado a estos materiales. En los Llanos Orientales, por su parte, las respuestas del COS fueron en general más pronunciadas. En la capa superficial (0 a 10 cm), las mayores ganancias de COS se registraron bajo dos sistemas de rotación (arroz de raíces profundas con forraje de raíces profundas, y arroz de raíces profundas con forraje de raíces cortas).

Uno de los componentes más innovadores del proyecto es la combinación de este monitoreo experimental con el desarrollo de modelos predictivos basados en mapeo digital de suelos (MDS) a escala regional. Mediante la integración de algoritmos de inteligencia artificial, variables medioambientales (que representan los factores de formación del suelo) y muestras de suelos colectadas en campo, el equipo ha mapeado con mayor precisión (resolución espacial = 30m) la variabilidad espacial de las reservas de COS (ton/ha) a profundidades de 0-30 cm y 30-100 cm en los Llanos orientales de Colombia. Asimismo, ha identificado, las zonas con mayor potencial de captura y almacenamiento de carbono (hotspots) en los suelos de la región.

Esta integración tecnológica permite cuantificar el potencial de saturación de los suelos evaluados, es decir, estimar cuánto carbono adicional pueden almacenar antes de alcanzar su capacidad máxima de retención. A partir de esta información, los investigadores pueden identificar qué zonas tienen mayores oportunidades para implementar prácticas agrícolas orientadas al secuestro de carbono y cuáles requieren estrategias de recuperación y manejo más específicas. Además, estos mapas digitales y modelos predictivos brindan información estratégica para productores, gremios y tomadores de decisiones, ya que permiten diseñar soluciones climáticamente inteligentes adaptadas a las condiciones de cada región, optimizar el uso del suelo y orientar inversiones en sistemas agrícolas más sostenibles y resilientes frente al cambio climático.

El proyecto también integra evaluaciones en fincas comerciales de los departamentos de Meta y Casanare para comprender cómo los manejos agronómicos comunes en la región impactan el balance de carbono en sistemas arroceros (de riego y secano) y ganaderos. En estas evaluaciones, se compararon los ecosistemas de referencia (bosques naturales y sabanas nativas), que conservan sus condiciones originales y un alto almacenamiento de carbono, frente a los sistemas bajo uso agropecuario convencional. Los resultados evidencian que los monocultivos y el manejo agrícola intensivo reducen gradualmente el COS, un efecto que es más severo en los sistemas de arroz y, en menor medida, en las pasturas de Brachiaria humidicola. De forma complementaria, se está realizando un análisis temporal basado en dos estudios previos sobre suelos ácidos (Fisher et al., 1994; Hyman et al,. 2022) en los Llanos. Este análisis abarca una línea de tiempo (1994, 2016 y 2024) en el centro experimental Carimagua (Puerto Gaitán) y en cuatro fincas comerciales, permitiendo validar a largo plazo la dinámica del almacenamiento del COS en pasturas mejoradas y degradadas frente a la sabana nativa bajo el manejo convencional de los productores.

De forma paralela, el proyecto también ha consolidado alianzas tecnológicas de vanguardia como la colaboración con el Earth Rover Program (ERP por sus siglas en inglés). Esta iniciativa valida el uso de sensores geofísicos no invasivos, que emplean ondas similares a las de los estudios sismológicos para escanear el suelo en tiempo real. Esta tecnología permite medir propiedades físicas y químicas claves como la humedad, la densidad, la porosidad y la cantidad de COS almacenado sin necesidad de tomar muestras de suelo o alterar la estructura de este. El objetivo de esta alianza es co-desarrollar herramientas de monitoreo más rápidas, precisas, económicas y escalables, facilitando la generación de información clave para productores, investigadores y tomadores de decisiones interesados en implementar prácticas sostenibles y estrategias de mitigación climática.

Se está validando en suelos tropicales el uso de esta innovación y sus avances ya han sido presentados en espacios globales de alto nivel como la COP, la Conferencia de las Partes de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático, considerada el principal escenario mundial para discutir acciones frente a la crisis climática, en la que participaron en 2024. En este contexto, el proyecto ha contribuido a posicionar el secuestro COS y la salud del suelo como elementos estratégicos para la mitigación del cambio climático y la seguridad alimentaria, resaltando su relevancia en la regulación de funciones ecosistémicas y la sostenibilidad de sistemas productivos.

En un contexto donde la degradación de los suelos, la pérdida de materia orgánica del suelo y el cambio climático amenazan la productividad agrícola y la disponibilidad futura de alimentos, este proyecto demuestra que es posible transformar la agricultura con el apoyo de soluciones climáticas basadas en ciencia, innovación y restauración. Los resultados obtenidos hasta el momento confirman que el uso de genotipos con raíces profundas, el establecimiento de rotaciones mejoradas (Arroz-forrajes Tropicales) tiene el potencial de aumentar la capacidad de los suelos para capturar COS en el tiempo, mejorar su salud ecológica y generar beneficios directos para los productores.

Esta iniciativa representa una oportunidad estratégica para que se fortalezca su liderazgo en agricultura sostenible y promueva modelos productivos capaces de responder a los desafíos ambientales y alimentarios del futuro. Apostarle a la salud del suelo no solo significa reducir emisiones, sino también proteger los ecosistemas, fortalecer la seguridad alimentaria y construir sistemas agrícolas más sostenibles para las próximas generaciones.

Equipo

Pioneers Post. (2026). Breaking new ground: how the Earth Rover Program helps farmers feed the world and fight the climate crisis. Pioneers Post. https://immersives.pioneerspost.com/earth-rover-program-soil-health/
Martín-López, J. M., Verchot, L. V., Martius, C., & da Silva, M. (2023). Modeling the Spatial Distribution of Soil Organic Carbon and Carbon Stocks in the Casanare Flooded Savannas of the Colombian Llanos. Digital Soil Mapping Wetlands, 43, 65. https://doi.org/10.1007/s13157-023-01705-3
Hyman, G., Castro, A., da Silva, M., Arango, M., Bernal, J., Pérez, O., & Madhusudana Rao, I. (2022). Soil carbon storage potential of acid soils of Colombia's Eastern High Plains. Climate-Smart Agriculture Frontiers in Sustainable Food Systems, 6, 954017. https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.954017
Rainford, S.-K., Martín-López, J. M., & Da Silva, M. (2021). Approximating Soil Organic Carbon Stock in the Eastern Plains of Colombia. Frontiers in Environmental Science, 9, 685819. https://doi.org/10.3389/fenvs.2021.685819
Fisher, M. J., Rao, I. M., Ayarza, M. A., Lascano, C. E., Sanz, J. I., Thomas, R. J., & Vera, R. R. (1994). Carbon storage by introduced deep-rooted grasses in the South American savannas. Nature, 371(6494), 236–238. https://doi.org/10.1038/371236a0