Fertilization increases soil organic carbon stocks but does not mitigate climate change in the Argentine Pampas

Abstract

Soils can act as carbon sinks mitigating global warming. This generates interest in determining how agricultural practices affect the stock of soil organic carbon (SOC). Fertilization increases SOC stocks and its impacts have been calculated at a global level. The aim of this study was to determine if fertilization leads to carbon sequestration in the Pampas of Argentina. A meta-analysis of local studies was performed to determine how fertilization impacts SOC stocks in agricultural soils. Forty studies were compiled presenting data from 27 experiments from which 109 comparisons of SOC stocks between fertilized and unfertilized treatments were extracted. Fertilization caused a significant increase of ca. 3% in the topsoil (0-20 cm) SOC stock. When nutrients application rate could be accurately defined (n= 71), the average increase in SOC stock was ca. 1 t ha-1. Increments were much smaller in comparison with those reported in literature and the carbon footprint of applied nutrients (2.31 t Ceq. ha-1). Even if increments in SOC stock in the subsoil were similar to those measured in the topsoil, greenhouse gas emission from fertilizer application would not be offset by the carbon sequestered in the soil. Fertilization has a low impact on SOC stocks and does not compensate greenhouse gases emissions in the Pampas. Rates of SOC increments resulting from fertilization identified in other regions of the world should not be applied in this region.

Los suelos pueden actuar como sumideros de carbono y mitigar el calentamiento global. Esto genera interés en determinar cómo las prácticas agrícolas afectan las reservas de carbono orgánico del suelo (COS). La fertilización produce aumentos en el COS y se han calculado coeficientes de su impacto a nivel global. El objetivo fue determinar si la práctica de la fertilización conduce al secuestro de carbono en la Región Pampena de Argentina. Se realizó un metanálisis de estudios locales para determinar cómo la fertilización afecta el COS en los suelos agrícolas. Se compilaron cuarenta estudios que presentaban datos de 27 experimentos de los cuales se extrajeron 109 comparaciones de existencias de COS entre tratamientos fertilizados y no fertilizados. La fertilización determinó un aumento significativo de ca. 3% en la reserva de COS de la capa superior del suelo (0-20 cm). En los casos en los que la dosis de nutrientes aplicados estuvo bien definida (n= 71), el aumento promedio en el COS fue de ca. 1 t ha-1. Este aumento fue mucho menor que los aumentos de COS informados en la literatura y que la huella de carbono de los nutrientes aplicados (2,31 t Ceq. ha-1). Incluso suponiendo que el aumento relativo del COS en el subsuelo fuera similar al medido en la capa superficial, las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la aplicación de fertilizantes no serían compensadas por el carbono secuestrado en el suelo. La fertilización es una práctica que tiene bajo impacto en el COS y no mitiga el calentamiento global en la Región Pampeana. En esta región no se deben aplicar los coeficientes de aumento de carbono por fertilización determinados en otras regiones del mundo.