Open Access
A soil vulnerability and quality approach for a functional evaluation of agricultural land use of the territory in Navarre
(2021) Antón Sobejano, Rodrigo; Virto Quecedo, Íñigo; Ciencias; Zientziak; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa
Esta tesis responde a la demanda de conocer y evaluar con precisión, el funcionamiento del suelo como soporte de los diferentes usos agrícolas en la región de Navarra y explorar su potencial tanto desde el punto de vista de la mitigación del cambio climático como desde la mejora de la resiliencia de los agrosistemas (adaptación al cambio climático). Con el objetivo de profundizar en estos aspectos, la tesis se estructura en varios capítulos. Los capítulos principales se agrupan en dos partes, una primera constituida por los capítulos II y III, y una segunda formada por los capítulos IV, V y VI. La primera parte, capítulos II y III, se centra en el estudio de la dinámica del carbono orgánico del suelo, explorando en detalle los mecanismos y controles que regulan este proceso en un suelo Mediterráneo cultivado calcáreo, característico de la región. Además, dado la relevancia que el riego tiene en la misma, se estudió la interacción que la transición del secano al regadío supone en la dinámica de incorporación de carbono orgánico en dicho suelo. Para ello se dispone de un diseño experimental ad hoc, que fue implementado en Enériz, Navarra, en 2009, diseñado para realizar un estudio de marcaje isotópico natural a partir de un cambio de plantas C3 a C4. Los resultados indican que los carbonatos presentes en este suelo, parecen comportarse como un factor clave en el proceso de estabilización de la materia orgánica en el horizonte labrado, promoviendo una rápida incorporación y estabilización de los residuos de los cultivos en agregados estables de diferentes tamaños. Además, se observó que el riego puede inducir cambios, con tendencia positiva, en el stock de carbono del suelo a lo largo del periodo de estudio de 7 años. El tipo de cultivo y la gestión agrícola en secano o regadío, fueron los principales impulsores de este proceso en las condiciones edafoclimáticas de la zona estudiada. La segunda parte de esta tesis, recogida en los capítulos IV, V y VI, se centra en la evaluación de estrategias de mitigación y adaptación al cambio climático en los sistemas agrarios de Navarra, y su relación con el funcionamiento del suelo. El capítulo IV, se centra en evaluar el impacto que la introducción del regadío tiene en la región, desde un punto de vista amplio de la calidad del suelo, incluyendo la evaluación de distintos servicios ecosistémicos asociados a dicho uso del suelo, basada en el concepto de Seguridad del Suelo. En él, se lleva a cabo el análisis de diferentes sistemas de cultivo vinculados al riego en la región, considerado como herramienta para garantizar un aumento tanto del rendimiento de los cultivos como de las ganancias netas para el agricultor. El análisis incluye la cuantificación de balances de emisiones de gases efecto invernadero, considerando en dicho balance la estimación de una tasa de secuestro de carbono anual vinculada a cada suelo y manejo considerado. Los resultados indican que el potencial del regadío para proporcionar servicios ecosistémicos claves a la sociedad, como son el control de la erosión y la regulación del clima, es variable y dependiente del manejo agrícola que lo acompañe. Finalmente, los capítulos V y VI de esta tesis se centran en el desarrollo y análisis de una serie de indicadores de suelo de cara a cuantificar la eficacia de diferentes estrategias de adaptación al cambio climático en la vulnerabilidad de los sistemas agrícolas, a escala regional. Las estrategias consideradas son la aplicación de fuentes externas de materia orgánica, la introducción del riego, la agricultura de conservación, el uso de rotaciones de cultivos y el manejo controlado de pastos.
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A fertilisation strategy combining mineral fertiliser and biosolid improves long-term yield and carbon storage in a calcareous soil
(MDPI, 2023) Zaragüeta, Armelle; Enrique Martín, Alberto; Portell Canal, Xavier; Antón Sobejano, Rodrigo; Virto Quecedo, Íñigo; Orcaray Echeverría, Luis; Ciencias; Zientziak; Institute on Innovation and Sustainable Development in Food Chain - ISFOOD
At a strategic moment for agricultural soils, which are expected to contribute to climate change mitigation through carbon storage while safely feeding a growing world population, the fertiliser strategies used will be key. In a calcareous soil with extensive rainfed agricultural use and straw removal, different fertiliser strategies were evaluated with the aim of determining their effects on crop yield, nitrogen agronomic efficiency, and the storage of organic carbon and total nitrogen in the soil. Different doses of mineral fertiliser, expressed as kg of mineral nitrogen ha−1 year−1 (0, 60, 120, 180, and 240 nitrogen fertilising units (NFUs)), were applied to plots with and without biosolid amendment. The biosolid, applied at a rate of 40 Mg ha−1 every 3 years for 18 years, complied with national and European regulations to be applied on agricultural soil. The use of combined fertilisation reduced the amount of mineral fertiliser applied between 33 and 67% and the total fertiliser units between 7 and 40%, while maintaining similar yields to the reference mineral fertilisation (180 NFUs). These results could be related to a higher nitrogen agronomic efficiency in the combined fertilisation treatments that do not exceed the total NFUs required by the crop. Combined fertilisation was also an effective fertiliser technique to store total nitrogen and organic carbon in the soil. However, compared to the reference mineral fertilisation (180 NFUs), no significant changes in the soil organic carbon were observed, probably due to the crop management method in which the straw is removed and to higher gas emissions. Our results support the need to assess the efficacy of each agricultural technique at local scales in order not to overestimate or underestimate the potential of each agricultural technique to store soil organic carbon.
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Soil organic carbon monitoring to assess agricultural climate change adaptation practices in Navarre, Spain
(Springer, 2021) Antón Sobejano, Rodrigo; Arricibita Bidegáin, Francisco Javier; Ruiz Sagaseta de Ilurdoz, Alberto; Enrique Martín, Alberto; De Soto García, Isabel Sonsoles; Orcaray Echeverría, Luis; Zaragüeta, Armelle; Virto Quecedo, Íñigo; Zientziak; Institute on Innovation and Sustainable Development in Food Chain - ISFOOD; Ciencias; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa
Climate change adaptation strategies are needed for agriculture, one of the most vulnerable human activities. In Navarre, North of Spain, ongoing adaptive management practices were identified and promoted in the framework of a regional adaptation strategy. Most include practices aiming to increase topsoil organic carbon (SOC) in agricultural land. In this work, the effectiveness of these practices (conservation agriculture, crop rotations, additions of organic matter, irrigation, and controlled grazing management) was assessed by means of monitoring SOC in a network of 159 agricultural fields across the region. These fields were selected across bioclimatic zones, where soil vulnerabilities and land-uses were previously assessed, to represent the most widespread conditions in the region. A sampling protocol designed to compare SOC stocks in plots with equal soil conditions within each zone, and with or without adaptive practices, allowed the determination of their effect size (measured as response ratios, RR). Exogenous organic matter addition was the most effective practice for SOC storage (RR 95% confidence interval (CI) [1.25–1.37]) across the region. Controlled grazing also resulted in net SOC gains (RR CI [1.13–1.42]) in temperate and semiarid grasslands. Conservation agriculture seemed to be more effective in the driest zone (RR CI [1.30–1.53]) than in the more humid ones (RR CI [0.98–1.21]). Irrigation also displayed a net positive effect (RR CI [1.17–1.34]), modulated by irrigated crop management, whereas crop rotations had an overall negative impact vs. monoculture (RR CI [0.84–0.96]), likely by their interaction with irrigation. These results confirm the variability in SOC responses to changes in management, and SOC as an indicator for assessing regional adaptation practices, although other biophysical, agronomic, and socio-economic factors also need to be accounted for.

Antón Sobejano, Rodrigo

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