FIJACIÓN DE CARBONO EN PALMA ACEITERA EN LA REGIÓN TROPICAL HÚMEDA DE COSTA RICA

H. Leblanc1, R. Russo, J.J. Cueva, E. Subía

Universidad EARTH

Las Mercedes de Guácimo, Limón, Costa Rica

Recibido 16 de enero 2006. Aceptado 23 de agosto 2006.

RESUMEN

En este experimento se cuantificó el C almacenado en el suelo y la biomasa del sistema de cultivo de palma aceitera (Elaeis guineensis Jacq.). El C almacenado en el suelo se cuantificó a partir del %C en el suelo, la densidad aparente y profundidad de muestreo. El C almacenado en la biomasa se calculó a partir del %C en la biomasa y el peso seco. La fijación total media de carbono en el sistema de cultivo de palma africana (biomasa aérea + suelo) alcanzó 96.02 Mg ha-1 de C (perfil de suelo, 0 cm a 30 cm) y 126.03 Mg ha-1 de C (perfil de suelo, 0 cm a 50 cm), de los cuales 22.68 Mg ha-1 de C se encontraban en la biomasa aérea del cultivo, y el resto en el suelo. El suelo fue el componente del sistema que almacenó la mayor cantidad de C con el 76.4 % (0 cm a 30 cm) y 82.1 % (0 cm a 50 cm).

Palabras clave: Calentamiento global, fijación de carbono, palma aceitera.

ABSTRACT

The amount of C in the plant biomass and soil component of an oil palm crop system (Elaeis guineensis Jacq.) was quantified in this experiment. The C stored in the soil was calculated from the soil %C, bulk density, and sample depth. The C stored in the biomass was calculated from the biomass %C and the dry weight. The total carbon sequestration average of an oil palm agroecosystem (aboveground carbon biomass + soil carbon) attained 96.02 Mg ha-1 of C (soil depth, 0 cm to 30 cm) and 126.03 Mg ha-1 of C (0 cm to 50 cm), of which 22.68 Mg ha-1 of C were found in the oil palm aboveground plant biomass, and the remaining part in the soil. Soil was the system component that stored the higher amount of C, 76.4 % (0 cm to 30 cm) and 82.1 % (0 cm to 50 cm).

Key words: Global warming, carbon sequestration, oil palm.

INTRODUCCIÓN

La concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera aumentó drásticamente a partir de la revolución industrial, debido a la combustión de combustibles fósiles; aumentando de 280 ppm en la era preindustrial a 368 ppm en el año 2000 (Prentice et al., 2001). Este gas es el principal responsable del aumento del efecto invernadero, lo que ha provocado un incremento de la temperatura. En el caso de la temperatura media global (que promedia temperaturas terrestres y oceánicas), en el año 2004 fue 0.54 °C superior al promedio de los 123 años previos (1880-2003), siendo el cuarto año más caluroso en la historia (NCDC, 2005; Smith et al., 2005).

El 16 de febrero del 2005 entró en vigencia el protocolo de Kyoto. Uno de los objetivos de este acuerdo internacional es el reducir en un 5.2 % las emisiones de gases con efecto invernadero (GEI); para alcanzar este objetivo se propusieron estrategias de mitigación. Una de ellas es incrementar la capacidad de fijación de carbono de la biosfera mediante los llamados sumideros de carbono (entre los que se consideran las actividades de forestación y reforestación). Sin embargo, los reservorios de C del suelo y los sistemas de producción agrícolas y agroforestales, aún no están considerados dentro de los llamados mecanismos de mitigación. Por consiguiente es importante generar información sobre el potencial de fijación de C de los sistemas agrícolas, para que ésta pueda ser utilizada en futuras negociaciones en el marco de las conferencias del cambio climático. Además esta información puede ser utilizada para planificar un manejo más sostenible de las fincas.

1 Contacto: Humberto Leblanc (hleblanc@earth.ac.cr)

La plantaciones de palma aceitera (Elaeis guineensis Jacq.) ocupan más de 12 millones de hectáreas en tres continentes (África, Asia y América). Por consiguiente parecieran ser candidatas de elección para capturar C en los países tropicales. Además, en un futuro podrían ser elegibles para proyectos aceptados dentro de los mecanismos de desarrollo limpio (MDL) (Lamade et al., 2005). El sistema de cultivo de palma aceitera tiene gran extensión e importancia económica en América Latina. Aunque existe mucha información sobre el manejo agronómico de este cultivo, no se tiene la suficiente información sobre el potencial de fijación de C en este agroecosistema. En el presente estudio se evaluó la cantidad de C fijado en la biomasa y en el suelo de este agroecosistema en la región tropical húmeda de Costa Rica.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó en la Universidad EARTH, localizada en la vertiente Caribe de Costa Rica (10°10’ N, 83°37’ O). La zona de vida es un bosque muy húmedo premontano con transición al basal (Bolaños y Watson, 1993). La altitud del lugar es de 64 msnm, con una precipitación de 3464 mm distribuidos a través de todo el año y una temperatura promedio de 25.1 °C (Rodríguez, 2005). El suelo es un Andisol (Aquic Hapludand) (Sancho et al., 1989). La plantación fue establecida hace 7 años en un potrero abandonado, a una densidad de siembra de 143 plantas ha-1. La plantación tiene una extensión de 10 ha, de cuales 4 ha fueron seleccionadas al azar como área de muestreo.

Para determinar el contenido de C del suelo se usaron tres metodologías diferentes, con fines de comparación y validación. La primera metodología consistió en tomar 20 submuestras de suelo por ha, con un barreno a una profundidad de 0 cm a 30 cm, las cuales fueron mezcladas y homogenizadas. En la segunda metodología también se tomaron 20 submuestras de suelo por ha. El muestreo consistió en tomar con una pala un perfil de suelo de 30 cm, que luego se estratificó cada 5 cm. Para determinar la densidad aparente en la primera y segunda metodología, se utilizó un cilindro de volumen conocido y se tomaron 5 submuestras (0 cm a 6 cm) por ha.

En la tercera metodología, se excavaron cuatro minicalicatas (50 cm de ancho por 60 cm de profundidad) por ha. Se dividió el perfil del suelo cada 10 cm hasta llegar a 50 cm; luego se tomaron muestras de suelo y de densidad aparente cada 10 cm. El carbono almacenado en el suelo (CAS, Mg ha-1 de C) se cuantificó a partir del contenido de carbono en el suelo (%CS), la densidad aparente (DA) y la profundidad de muestreo (P):

CAS = %CS*DA*P

Para determinar el contenido de C en la biomasa en palma africana se muestrearon dos plantas por hectárea, para un total de ocho plantas en 4 ha. La biomasa se separó en troncos y hojas. Primero se obtuvo el peso fresco. Para determinar el contenido de materia seca, se tomó una submuestra de 200 g que fue secada a 60°C hasta que alcanzó un peso constante. Las muestras secas se molieron a un tamaño de partícula de 203 µm. El carbono almacenado en la biomasa (CAB, Mg ha-1 C) se calculó a partir del contenido de carbono en la biomasa (%CB) y el peso seco (PS) de la biomasa:

CAB = %CB* PS

El contenido de C en las muestras de suelo y biomasa, se determinó con un autoanalizador de C:N (Perkin Elmer, Serie II, 2400). Los datos fueron sometidos a un análisis de varianza a dos vías por medio del programa estadístico SAS (SAS Institute, 1999). Las medias fueron separadas por la prueba de Duncan (P 0.05).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La fijación total media de carbono en el sistema de cultivo de palma africana (biomasa aérea + suelo), alcanzó 96.02 Mg ha-1 de C (perfil de suelo, 0 cm a 30 cm) y 126.03 Mg ha-1 de C (perfil de suelo, 0 cm a 50 cm), de los cuales 22.68 Mg ha-1 de C se encontraban en la biomasa aérea del cultivo, y el resto en el suelo. El suelo fue el componente del sistema que almacenó la mayor cantidad de C con el 76.4 % (0 cm a 30 cm) y 82.1 % (0 cm a 50 cm).

El C almacenado en el suelo no mostró diferencias estadísticas significativas al comparar las tres metodologías (0 cm a 30 cm, 74.09 Mg ha-1 de C; 0 cm a 30 cm cada 5 cm, 73.03 Mg ha-1 de C y la minicalicata, 72.91 Mg ha-1 de C). Los resultados de este estudio se encuentran dentro de los rangos reportados por otros autores para suelos tropicales. Brown et al. (1992) reportan que el C almacenado en los suelos de bosques tropicales, presentan valores aproximadamente de 86 Mg ha-1 de C. Ávila et al. (2001) reportan valores similares en potreros de ratana (0 cm a 25 cm) de 84.2 Mg ha-1 de C.

Al no existir diferencias en la estimación del C almacenado del suelo entre las metodologías, podemos utilizar cualquiera de las tres metodologías, sin temor a subestimar o sobreestimar la fijación de C en el suelo de este sistema de cultivo, si las condiciones de suelo, clima y manejo son las mismas; ya que en otros sistemas y condiciones de suelo los resultados pueden ser diferentes. En este suelo en particular la variación en la densidad aparente a través del perfil del suelo es mínima en los primeros 30 cm y no se encontraron diferencias estadísticamente significativas. Esto explica el por qué no se obtuvo más exactitud con la metodología de la minicalicata, que toma en cuenta la densidad aparente cada 10 cm del perfil de suelo. Es importante considerar que la metodología de 0 cm a 30 cm cada 5 cm y la metodología de la minicalicata brindan más información, pues además de estimar el C almacenado en los primeros 30 cm y 50 cm del suelo respectivamente, también nos dan información de la cantidad de C almacenado en la profundidad del perfil del suelo

El C orgánico almacenado en los primeros 5 cm (18.0 Mg ha-1) fue mayor que el C almacenado en cada capa del perfil del suelo (p < 0.01). El C almacenado en el suelo va disminuyendo a medida que bajamos en el perfil del suelo hasta llegar a 8 Mg ha-1 en la última capa (25 cm a 30 cm) (Figura 1). Este resultado es de esperarse, ya que el material vegetal proveniente de arvenses, coberturas y residuos del cultivo, cae sobre la superficie del suelo, enriqueciendo las primeras capas del suelo con C orgánico.

La biomasa aérea total de la palma africana capturó en las hojas 10.88 Mg ha-1 de C (48.0 %) y 11.8 Mg ha-1 de C (52.0 %) en el tallo. La tasa de fijación media anual de C en la biomasa aérea de la palma africana fue de 3.24 Mg ha-1 de C por año. Resultados similares han sido reportados por Thenkabail et al. (2004) quienes estimaron carbono por unidad de área en plantaciones de palma aceitera de 1 año a 5 años en África Occidental, usando datos del satélite IKONOS y técnicas de análisis multiespectral de sensores remotos, validados en campo por muestreos destructivos. Encontraron valores entre 14.75 y 14.94 Mg ha-1 de C en dos áreas piloto. La tasa media de acumulación anual de C varío entre 2.95 Mg ha-1 y 2.99 Mg ha-1 por año.

La tasa anual de fijación de carbono en la biomasa aérea de la palma aceitera al séptimo año es comparable al promedio de ocho especies forestales nativas (Vochysia guatemalensis, Hyeronima alchorneoides, Calophyllum brasiliense, Jacaranda copaia, Virola koschnyi, Strhypnodendrum excelsum, Zanthoxylum mayanum y Dipteryx panamensis) a los 14 años dentro del campus de la Universidad, que alcanzó 3.32 (0.59-5.05) Mg C ha-1 por año incluyendo fustes, ramas y hojas (Álvarez et al., 2005).

Figura 1. Carbono orgánico almacenado en el perfil del suelo, en un cultivo de palma aceitera. Las medidas son presentadas con el error estándar. Medidas con la misma letra no difieren estadísticamente (p<0.01)

CONCLUSIÓN

El cultivo de la palma aceitera tiene gran potencial como especie fijadora de C en la región tropical húmeda de Costa Rica. La tasa de fijación media de C en la biomasa de la palma aceitera durante los primeros 7 años, es similar al de las plantaciones forestales. El suelo es el componente que almacena mayor cantidad de C en este sistema.

AGRADECIMIENTO

El presente estudio es parte del proyecto “Potencial de la Fijación de Carbono de Sistemas Productivos del Trópico Húmedo de Costa Rica” (DOE/Ohio State University/Universidad EARTH). Financiado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos de América.

DISCLAIMER

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LITERATURA CITADA

Álvarez, N.; Leblanc, H.; Russo, R. 2005. Fijación de carbono en la biomasa y en el suelo de especies forestales nativas del Trópico Húmedo. Póster presentado en la Exposición de Proyectos de Graduación. Universidad EARTH Guácimo, CR.

Ávila, G.; Jiménez F.; Beer, J.; Gómez M.; Ibrahim, M. 2001. Almacenamiento, fijación de carbono y valoración de servicios ambientales en sistemas agroforestales en Costa Rica. Agroforestería de las Américas 8 (30): 32-36.

Bolaños, R.A.; Watson, V.C. 1993. Mapa ecológico de Costa Rica, según el Sistema de Clasificación de Zonas de Vida del Mundo de Holdridge. Centro Científico Tropical. San José, CR.

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Thenkabail, P.S.; Stucky, N.; Griscom, B.W.; Ashton, M.S.; Diels, J.; Van Der Meer, B; Enclona, E. 2004. Biomass estimations and carbon stock calculations in the oil palm plantations of African derived savannas using IKONOS data. International Journal of Remote Sensing 25: 1–27.

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