El arroz alimenta a miles de millones de personas, pero su papel en el fomento del cambio climático es cada vez mayor
Mejorar la gestión del agua puede ser una herramienta eficaz para reducir las emisiones
*Han Qin Tian, Jingting Zhang, Pep Canadell, Pan Shufen (Susan)
theconversation.com/22 de mayo de 2026
El arroz alimenta a más de la mitad del mundo. Desde los arrozales en terrazas del sudeste asiático hasta los campos de regadío de China e India, es la base de la alimentación diaria de miles de millones de personas.
Pero esos mismos suelos inundados que ayudan a que el arroz prospere también crean las condiciones ideales para los microbios que liberan gases que contribuyen al calentamiento global.
En un nuevo estudio , nuestro equipo de científicos ambientales y agrícolas descubrió que las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de los arrozales casi se han duplicado a nivel mundial desde la década de 1960, alcanzando un promedio de aproximadamente 1.100 millones de toneladas de emisiones equivalentes de dióxido de carbono por año en la década de 2010. Esto equivale aproximadamente a las emisiones anuales de 239 millones de automóviles .
Esto convierte al cultivo de arroz en la mayor fuente de emisiones en la agricultura, después de la ganadería, y se espera que la demanda de arroz siga aumentando .
Los agricultores disponen de métodos para reducir las emisiones de sus cultivos de arroz sin disminuir la producción. Si todos los productores utilizaran las mejores opciones disponibles actualmente para la adaptación al cambio climático, las emisiones globales del arroz podrían reducirse en un 10 % para mediados de siglo . Sin embargo, se necesitan mayores reducciones para frenar el cambio climático, lo que requeriría el desarrollo de estrategias adicionales más eficaces.
¿Por qué han aumentado las emisiones de arroz?
Las emisiones derivadas del cultivo de arroz han aumentado por dos razones: la expansión de la superficie cultivada de arroz y la intensificación de las prácticas de manejo.
Algo más de la mitad del aumento global se debe a la expansión de las zonas de cultivo de arroz. En África, por ejemplo, la superficie cultivada de arroz prácticamente se ha duplicado desde la década de 1960 , lo que ha contribuido a que las emisiones de metano en la región se hayan duplicado.
Al mismo tiempo, los arroceros utilizan más fertilizantes y enmiendas orgánicas, como paja y estiércol, siembran variedades de arroz más productivas y cultivan las plantas más juntas. El resultado es una mayor producción de arroz, pero también mayores emisiones de gases de efecto invernadero.
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Después de la cosecha del arroz, una técnica para mejorar la fertilidad del suelo consiste en arar los tallos secos de nuevo en la tierra. Pero esto también aumenta las emisiones de metano. Jingting Zhang
Descubrimos que una práctica en particular —dejar los tallos de arroz en el campo después de la cosecha y luego ararlos para mejorar la fertilidad del suelo— fue responsable de aproximadamente el 18 % del aumento de las emisiones netas totales del cultivo de arroz desde la década de 1960. La razón: aumenta la materia orgánica en el suelo, que luego los microbios descomponen, generando más emisiones de metano.
El aumento de las temperaturas globales acelera aún más la actividad microbiana en los suelos, lo que significa aún más emisiones.
Los fertilizantes son otro importante contribuyente a las emisiones. El uso de nitrógeno sintético aumentó aproximadamente un 76 % después del año 2000 , lo que incrementó las emisiones de óxido nitroso, otro potente gas de efecto invernadero. Este gas representó cerca del 9 % del aumento total de las emisiones netas globales derivadas de las actividades humanas.
Las prácticas de riego también influyen en las emisiones. Antiguamente, los arrozales se mantenían inundados durante toda la temporada de cultivo, lo que generaba emisiones constantes de gases de efecto invernadero producidas por los microbios que proliferan en ambientes húmedos. Sin embargo, en las últimas dos décadas, un mayor número de agricultores ha optado por el riego intermitente, drenando sus campos periódicamente.
Este cambio ha reducido las emisiones de metano en comparación con mantener los arrozales inundados continuamente. Sin embargo, observamos un ligero aumento en las emisiones de óxido de nitrógeno a medida que los suelos alternaban entre humedad y sequedad, lo que induce a los microbios a transformar el nitrógeno de la materia orgánica en gases de óxido de nitrógeno, en particular óxido nitroso.
Impacto climático de la producción de arroz
Calcular el coste climático total de la producción de arroz es más difícil que medir un gas de efecto invernadero a la vez.
Los arrozales emiten metano y óxido nitroso procedentes de suelos húmedos o inundados. Además, absorben dióxido de carbono de la atmósfera a medida que crece el arroz y pierden carbono de sus suelos entre cosechas.
Para obtener una estimación global fiable, es necesario tener en cuenta de forma sistemática los diferentes gases y los cambios en el carbono del suelo, así como la incertidumbre que implica el seguimiento de los datos en el espacio y el tiempo.
Para ello, combinamos tres enfoques:
- Un modelo informático de ecosistema nos permitió simular el crecimiento de los cultivos, las condiciones hídricas y los procesos del suelo para estimar conjuntamente los cambios en el metano, el óxido nitroso y el carbono del suelo.
- Un modelo de aprendizaje automático impulsado por inteligencia artificial mejoró las estimaciones en aquellos casos donde las mediciones eran escasas, abarcando así todas las regiones arroceras del mundo.
- Además, un metaanálisis de más de 1200 sitios de experimentos de campo proporcionó evidencia directa de cómo prácticas como el riego, el uso de fertilizantes y la gestión de los residuos de los cultivos afectan las emisiones.
En conjunto, nos permitieron cuantificar las emisiones desde 1961 hasta 2020, determinar qué las originó y probar el potencial de las técnicas de mitigación en las futuras condiciones climáticas.
Qué funciona y qué no funciona para la mitigación del cambio climático
Existen maneras de reducir las emisiones derivadas de la producción de arroz sin sacrificar el rendimiento.
Nuestro estudio reveló que reducir el uso de fertilizantes y la aplicación de residuos, gestionar el riego para permitir períodos secos entre los períodos de inundación y reducir la labranza podrían, en conjunto, reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero procedentes del arroz en aproximadamente un 10 % para mediados de siglo.
Nos sorprendió descubrir que sustituir los fertilizantes químicos por opciones más orgánicas no siempre es mejor desde el punto de vista de las emisiones de gases de efecto invernadero, aunque se valora en la agricultura ecológica.
Mantener cantidades moderadas de paja y otros residuos de cultivos en el campo puede ayudar a mejorar la fertilidad del suelo, pero un exceso puede aumentar las emisiones de metano y acelerar la pérdida de carbono del suelo. Otra opción es convertir parte de los residuos en biocarbón, quemándolos en condiciones de bajo oxígeno antes de mezclarlos con suelos inundados. El biocarbón puede ayudar a estabilizar el carbono del suelo y reducir las emisiones de metano.
El arroz se ha cultivado tradicionalmente en campos inundados, lo que favorece la producción de metano. Los investigadores descubrieron que, al drenar los campos de forma intermitente, los agricultores podían reducir las emisiones de metano de sus cultivos. Jingting Zhang
Mejorar la gestión del agua puede ser una herramienta eficaz para reducir las emisiones. El drenaje periódico de los campos disminuye la producción de metano, aunque puede aumentar ligeramente las emisiones de óxido nitroso. Esta estrategia es especialmente efectiva en regiones con infraestructura de riego fiable, como gran parte de Asia.
Gestionar el uso de fertilizantes es también una estrategia eficaz de mitigación, especialmente en sistemas con alta fertilización, como en algunas zonas de China y el sur de Asia. El exceso de nitrógeno aumenta el óxido nitroso sin un incremento claro en el rendimiento de los cultivos y aumenta la contaminación del agua. Reducir la sobreaplicación de nitrógeno disminuye las emisiones y la contaminación del agua, y además supone un ahorro para los agricultores.
Los efectos del laboreo, la práctica de arar el suelo entre temporadas de cultivo, presentan grandes diferencias regionales . Si bien la reducción del laboreo se suele promover como una práctica respetuosa con el clima, hemos constatado que no siempre minimiza las emisiones netas en sistemas inundados. En los arrozales de zonas templadas, incluyendo gran parte de Estados Unidos y China, las temperaturas más bajas pueden limitar la producción de metano, permitiendo que los beneficios del laboreo reducido en términos de carbono del suelo superen el riesgo asociado a esta pérdida. Sin embargo, en sistemas más cálidos y permanentemente inundados, las condiciones de bajo oxígeno pueden potenciar la actividad microbiana, incrementando la producción de metano y acelerando la pérdida de carbono del suelo.
En general, constatamos que ninguna práctica funciona en todas partes. Cada región deberá evaluar las prácticas más eficaces para reducir las emisiones.
Un límite climático para la producción de arroz
En definitiva, la conclusión es a la vez esperanzadora y desalentadora: conjuntos específicos de prácticas optimizadas pueden lograr reducciones significativas de las emisiones sin perder rendimientos de arroz, pero la reducción global total posible es modesta.
Para reducir aún más las emisiones, será necesario contar con una mejor orientación que ayude a los agricultores a determinar los niveles óptimos de enmiendas orgánicas, como paja o biocarbón, y con nuevos enfoques que puedan reducir las emisiones sin perjudicar la producción de arroz.
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*Autores
Han Qin Tian, Director y profesor del Instituto, Centro de Ciencias del Sistema Terrestre y Sostenibilidad Global, Boston College.
Jingting Zhang, Investigador científico en el Centro de Ciencias del Sistema Terrestre y Sostenibilidad Global del Boston College.
Pep Canadell, Científico jefe de investigación, CSIRO Environment; Director ejecutivo, Proyecto Global de Carbono, CSIRO
Pan Shufen (Susan)
Profesor asociado de Ciencias Ambientales, Boston College
Declaración informativa
Hanqin Tian recibe financiación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos y el Programa de Becas Andrew Carnegie.
Pep Canadell recibe financiación del Programa Nacional Australiano de Ciencias Ambientales - Centro de Sistemas Climáticos.
Shufen (Susan) Pan recibe financiación de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
Jingting Zhang no trabaja para, ni asesora, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna empresa u organización que pudiera beneficiarse de este artículo, y no ha revelado ninguna afiliación relevante más allá de su cargo académico.
Fogonadura
CSIRO proporciona financiación como socio fundador de The Conversation AU.
DOI
Jo Adetunji
Editor de The Conversation UK
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Fuente:
