La Cuarta Evaluación Nacional del Clima (NCA4) preparado por 13 agencias federales de EE. UU. Y ampliamente informado en los medios de comunicación nacionales pronostica que el aumento de las temperaturas, el calor extremo, la sequía y las lluvias torrenciales interrumpirán las operaciones diarias y el rendimiento estacional de nuestros agricultores y productores de alimentos.1

Los síntomas del cambio climático incluyen un aumento en la frecuencia de condiciones climáticas extremas, incluidas sequías prolongadas e inundaciones provocadas por lluvias extremas.2. Tomemos, por ejemplo, el 2018 inundaciones récord en el centro de Pensilvania3; las inundaciones de 2008 en el Medio Oeste que sumergido nueve millones de acres de tierras de cultivo4; y las sequías de 2015 en California que obligaron a los agricultores a dejar 540,000 acres en barbecho por año5. Los científicos del clima y el medio ambiente predicen que empeorará aún más en el futuro cercano.

La dependencia de un agricultor de sistemas de apoyo complejos y remotos puede aumentar su vulnerabilidad durante interrupciones sistémicas o de infraestructura. Es hora de que miremos hacia la naturaleza en nuestra carrera contra un clima caótico e impredecible. El uso de métodos naturales, ecológicos y orgánicos que se han implementado históricamente durante siglos no solo puede proporcionar una protección significativa contra el cambio climático, sino que también puede complementar nuestras herramientas tecnológicas modernas. En el últimas cuatro décadas, las prácticas de agricultura orgánica han demostrado ser una excelente alternativa a las prácticas convencionales cuando se trata de producir un rendimiento de cultivos comparable al tiempo que se garantiza que los ecosistemas suelo-cultivo sean saludables, dinámicos y resistentes.6.

Agricultura orgánica regenerativa puede ser la clave para apoyar a sistema alimentario adaptativo y resiliente porque aprovecha los medios ecológicos y los organismos biológicos7.

Rodale Institute Prueba de sistemas agrícolas
El sitio del ensayo de sistemas agrícolas en Rodale Institute

La Prueba del sistema agrícola (FST) en Rodale Institute proporciona el plan perfecto para investigar los efectos de la agricultura orgánica regenerativa en las propiedades de resistencia a las inundaciones y a la sequía. En colaboración con Abdel Alfahham, estudiante de maestría en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente de la Universidad de Pensilvania, los investigadores de Rodale Institute están analizando muestras de suelo de FST para la retención de agua del suelo, conductividad hidráulica saturada y carbono orgánico / nitrógeno.

Lo que estamos estudiando

Gráfico que muestra métricas de medición

¿Cómo son estas medidas relevantes para los agricultores?

La retención de agua en el suelo es una propiedad que ayuda a cuantificar la capacidad del suelo para retener y almacenar agua en condiciones que varían de mojado, húmedo a extremadamente seco. Esa medida cuantifica directamente la cantidad de agua disponible para que nuestros cultivos crezcan y realicen la fotosíntesis..

La conductividad hidráulica saturada puede darnos una idea de qué tan rápido el suelo permitirá que el agua fluya (o drene) a través del suelo durante eventos de alta precipitación, lo que puede predecir inundaciones y charcos en la granja. Las mediciones de nitrógeno y carbono orgánico del suelo proporcionan un método sólido para cuantificar la cantidad de materia orgánica integrada en la biosfera del suelo que puede ayudar a determinar la salud del suelo.

Diseño Experimental

El Farming Systems Trial tiene seis sistemas de manejo diferentes: (1) sintético convencional con labranza, (2) siembra directa sintética convencional, (3) abono orgánico con labranza, (4) abono orgánico sin labranza, (5) leguminosas orgánicas con labranza, y (6) legumbres orgánicas sin labranza. Cada tratamiento se replica cuatro veces en el campo para garantizar que los datos recopilados de FST puedan analizarse estadísticamente; eso significa que hay un total de 24 parcelas experimentales.

Los investigadores recogen muestras de suelo
Recolección de muestras compuestas de suelo para análisis de carbono orgánico y nitrógeno

En 2018, se recolectaron dos tipos de muestras de suelo. Se recolectaron un total de 72 núcleos de suelo intactos y 72 muestras compuestas de suelo a profundidades de 0 a 10 cm, 10 a 20 cm y 20 a 30 cm de las 24 parcelas. La recolección de muestras de tres profundidades diferentes nos ayudará a desarrollar una comprensión más completa de cómo el manejo de la finca influye en las propiedades de diferentes zonas del suelo.

Tabla que muestra las herramientas de medición utilizadas

Los núcleos de suelo intactos se analizarán utilizando el instrumento METER HYPROP y METER WP4C para cuantificar las propiedades de retención de agua del suelo (cómo se comporta el suelo de condiciones húmedas a secas). Los mismos núcleos de suelo intactos también se analizarán en el METER KSAT que caracteriza la velocidad a la que el agua puede moverse a través del suelo saturado. Los tres instrumentos que se utilizan integran tecnología de sensores moderna de vanguardia con modelos informáticos cuantitativos para producir de manera eficiente datos robustos y de alta calidad. Se utilizarán muestras compuestas de suelo para determinar el carbono orgánico y el nitrógeno orgánico del suelo utilizando un analizador elemental, un método común para determinar la cantidad de carbono y nitrógeno en el suelo.

Investigador analizando muestra de suelo en el laboratorio.
Abdel Alfahham analiza muestras de suelo en el laboratorio de Rodale Institute

Objetivos del proyecto y resultados preliminares

Al medir la conductividad hidráulica del suelo, la retención de agua y el contenido de carbono orgánico y nitrógeno en seis sistemas de gestión agrícola diferentes, podemos comparar y contrastar cómo las prácticas agrícolas pueden conducir a la resistencia a la sequía y una mejor capacidad de retención de agua.

Nuestro objetivo es determinar en qué medida la agricultura orgánica proporciona un método de adaptación climática práctico y económicamente viable mediante la cuantificación de los cambios que se desarrollaron en el suelo cultivado orgánicamente en FST durante los últimos 40 años. Al realizar un análisis tan completo en el suelo, los datos proporcionarán una estructura predictiva mediante la cual los agricultores pueden comprender las prácticas óptimas de gestión agrícola de resiliencia climática aplicables a su área geográfica, el cultivo de elección y las condiciones climáticas.

Los resultados preliminares de este proyecto se compartirán por primera vez el 7 de enero de 2019 en la Reunión Internacional de Suelos, San Diego, CA y se informarán aquí.

Abdel Alfahham es un becario graduado del Programa Penn de Humanidades Ambientales en la Universidad de Pennsylvania. Él se unió Rodale Institute como becario de investigación para la temporada 2018.