Introducción

La fijación de carbono orgánico en la materia orgánica del suelo (MOS) contribuye a la disminución de gases de efecto invernadero (GEI) provenientes de la agricultura (Lal, 2004), ocasionados por los incrementos de dióxido de carbono (CO₂) atmosférico, el mayor GEI causante del calentamiento global (IPCC, 2007).

A nivel global, se estima que la agricultura contribuye aproximadamente con el 22% de las emisiones totales de CO₂ (IPCC, 2007). De los gases emitidos a la atmósfera, el CO₂ es el que presenta la mayor contribución relativa. En 2007, de las emisiones totales de GEI, el CO₂ representó un 77% con respecto a un 14 y 8% del metano y óxido nitroso (en términos de CO₂ equivalente), debido principalmente a cambios en los usos del suelo.

Dentro del macro proyecto de investigación “Plan de manejo de la fertilidad de los suelos de la Altillanura” adscrito a la Dirección de Investigaciones de la Universidad de los Llanos, se contempló el estudio de “Modelación de los stocks de C y las emisiones de dióxido de C en sistemas productivos de la Altillanura Plana, Meta, Colombia”.

La Altillanura Plana con pendientes inferiores a 1% ocupa más del 90% del área de la Orinoquia y se caracteriza por una vegetación de sabana; se extiende al sur del río Meta desde el municipio de Puerto López hasta el límite con Venezuela, formada principalmente por sedimentos aluviales del Pleistoceno primario (^{Cochrane et al., 1985}).

Dependiendo de los factores de manejo de los suelos a que están sometidos los diversos sistemas de producción, éstos pueden actuar como sumideros o fuentes de gases de efecto invernadero (GEI) (IPCC, 2006; Lal, 2010), según la forma en la que las prácticas específicas influyan sobre las entradas y salidas de C de los suelos en los sistemas (Dossa et al., 2008; Andrade et al., 2013; Somarriba et al., 2013).

En la Altillanura Plana del Meta, y en general en todas las áreas de los Llanos Orientales, se viene desarrollando una producción agrícola y pecuaria altamente intensificada, confirmándose así que más de 12 millones de hectáreas están sembradas en maíz, sorgo y soya como monocultivos (Vera, 2004), lo que ha generado la degradación de las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos (Amézquita et al., 1997).

El cultivo de arroz es principalmente de secano, donde los departamentos del Meta y Casanare conjuntamente representan el 57.9% del total nacional (^{Benavides, 2010}); su producción se da en forma mecanizada (con labranza convencional); en estas áreas aunque la labranza es una de las prácticas más realizada en el manejo de los suelos, ha tenido poca importancia sí se la compara con la que se le ha prestado a los problemas de acidez y de fertilidad en los suelos tropicales (^{Amézquita, 2013}).

Por otra parte, la ganadería extensiva utiliza 87.38% del suelo disponible en el departamento del Meta (4.68 millones de hectáreas) (^{Benavides, 2010}), principalmente ocupada en sabanas nativas y/o pasturas introducidas, la mayoría de ellas en avanzado estado de degradación (^{Amézquita et al., 2002}).

Según ^{Amézquita (2013)}, los suelos de la Altillanura Plana son frágiles y tienen alta susceptibilidad a problemas de compactación y erosión, principalmente en sistemas productivos ganaderos sometidos a sobrepastoreo, ya que la capa arable es muy reducida, siendo muy susceptibles a degradación, con efectos negativos en la sostenibilidad de estos sistemas.

La Orinoquia tiene un área de 8.2 millones de hectáreas con aptitud forestal; el Meta en el 2007 contribuyó solo con 4.000 hectáreas sembradas con árboles perennes principalmente para reforestación de tipo comercial (^{Benavides, 2010}); con altas posibilidades para la implementación de sistemas agroforestales (Benavides, 2010).

En la modelación de los stocks de C relacionados con las emisiones de GEI, para estimar cambios en las existencias de C del suelo, se usan una serie de coeficientes o valores por defecto, asociados a factores del suelo (IPCC, 2006; Kaul et al., 2009) y las características biofísicas, como por ejemplo el clima o la zona ecológica (Ogle et al., 2005; IPCC, 2006).

Los diferentes usos del suelo (FLU) y las prácticas agrícolas que involucran factores de manejo del suelo, como tipos de labranza (FMG) y la disponibilidad de residuos (FI), pueden ocasionar aumentos o disminuciones de los contenidos de C del suelo, dependientes de la tasa de mineralización de la materia orgánica del suelo (MOS) (IPCC, 2006; Six et al., 2006).

Los cambios de uso del suelo, tipos de labranza y entrada de residuos no solamente afectan la acumulación del carbono orgánico del suelo (IPCC, 2006; Reicosky and Archer, 2007; Smith et al., 2008), sino también otras propiedades fisicoquímicas de los suelos (La Scala et al., 2000; Liu et al., 2005), modificándose las emisiones de CO₂ a la atmósfera (IPCC, 2006).

La agricultura conservacionista genera un equilibrio positivo entre las entradas y salidas de C del suelo en los sistemas (Lal, 2004; Cerri et al., 2007); objetivando así la preservación y aumento de los contenidos de la MOS, un mayor reciclaje de nutrientes, fijación biológica de nitrógeno, retención de agua y reducción en los procesos erosivos (Lovato et al., 2014).

La hipótesis formulada es que los diferentes manejos de los suelos en los sistemas productivos de la Altillanura Plana modifican los stocks de C del suelo y las emisiones de dióxido de carbono a la atmosfera, encontrándose sistemas productivos más sostenibles ambientalmente que otros.

El objetivo general de esta investigación fue hacer una modelación de los stock de C de los suelos y las emisiones de CO₂ a la atmosfera asociada a algunas propiedades físicas de los suelos, influenciada por factores de manejo de los suelos en sistemas productivos de la Altillanura Plana y otros de piedemonte del departamento del Meta, Orinoquia, Colombia; con el fin de identificar los sistemas con un enfoque conservacionista de manejo del suelo que promuevan un aumento de la materia orgánica del suelo (MOS), que generen un balance positivo de C del suelo y negativo de las emisiones de CO₂ a la atmósfera, contribuyendo en parte a mitigar los efectos del cambio climático global.

Metodología

El estudio se realizó en dos zonas de la Orinoquia colombiana: Piedemonte y Altillanura. En el primero se seleccionaron las localidades (Granada y Villavicencio) y en el segundo una localidad (Puerto López) (Tabla 1). En cada zona se seleccionaron cinco sistemas productivos representativos.

Tabla 1 Tipo de parámetros, metodologías y variables asociadas a las propiedades físico-químicas de los suelos muestreados y las emisiones de CO2 a la atmósfera en diferentes sistemas de la Altillanura Plana, Meta, Colombia, 2015. 

Por zona se incluyeron 20 fincas, que incluyeron uno o más de los sistemas seleccionados en cada una de las zonas; los suelos se muestrearon a 0.30 m de profundidad en 10 puntos y se extrajo una muestra compuesta para análisis de tipo fisicoquímicos como se muestra en la Tabla 1.

En las 20 fincas por zona se realizó una caracterización de los sistemas en cuanto a los factores de manejo de los suelos correspondientes a uso de la tierra (FLU), tipo de labranza (FMG) y las entradas de C por residuos (FI) (Tabla 2), con el fin de unificar los valores por defecto de pérdida y/o ganancia de C del suelo, sobre la base de la clasificación de la gestión del suelo sugeridas en el volumen 4 de las Directrices IPCC, capitulo 5 Tierras de Cultivo, cuadro 5.5 y capitulo 6 Pastizales, cuadro 6.2, con una proyección de 20 años bajo condiciones de zona tropical húmeda (IPCC, 2006).

Tabla 2 Caracterización de los sistemas en cuanto a uso del suelo (FLU), tipo de labranza (FMG), entradas por residuos (FI) en diferentes sistemas productivos de la Altillanura Plana, Meta, Colombia, 2015. 

1 (FLU1)=Pastizales con pastoreo moderado y que recibe al menos una mejora (p. ej., fertilización, mejora de especies, inclusión de árboles 2(FLU2)=El factor de uso de la tierra se estimó con relación a laboreo reducido y a niveles nominales («medios») de entrada de carbono 3(FLU5) = Cultivos de árboles perennes a largo plazo que incluyen alguna mejora; 4(FLU4) = Representa la superficie gestionada en forma continua durante más de 20 años, predominantemente con cultivos anuales 5(FMG1) = Sin laboreo; 6(FMG2) = Laboreo reducido; 7(FMG2) = Laboreo Total; 8(FI1) = alta entrada de residuos; 9(FI2) = media entrada de residuos; 10(FI3) = baja entrada de residuos.

Las existencias de C del suelo de referencia (SOC₀) se multiplicaron por los valores por defecto (FLU, FMG, FI) considerados para estimar las existencias «finales» de C orgánico del suelo (SOC (_0-T)) que representan las condiciones en el último año de inventario (año 20) (IPCC, 2006)

Las tasas de ganancia (ΔC) y/o pérdida de C del suelo (-ΔC) para los diferentes sistemas productivos de piedemonte y la Altillanura, se estimaron como los cambios anuales promedio de existencias de C orgánico del suelo restando las existencias «iniciales» de C orgánico del suelo (SOC₀), de las existencias «finales» de C orgánico del suelo (SOC_0-T) dividido por la dependencia en el tiempo de los factores de cambios de existencias (es decir, 20 años empleando los factores por defecto) (IPCC, 2006).

Por último, para transformar la tasa de pérdidas y/o ganancias de C a emisiones y/o absorciones de dióxido de carbono en kgCO₂eq (GEI) ésta se multiplicó por el factor 3.67 (IPCC, 2006).

Resultados y discusión

La tabla 3 presenta la modelación de los stocks de C proyectados a 20 años (SOC_0-T), las tasas de pérdidas de C (-ΔC) y ganancias de C (ΔC) del suelo y las emisiones (GEI) y/o sumideros de CO₂ (-GEI) a la atmósfera en los diferentes sistemas caracterizados en zonas de piedemonte y Altillanura.

Tabla 3 Modelación de los stocks de C finales (SOC0-T) y emisiones y/o absorciones de dióxido de carbono a la atmósfera (GEI) considerando los factores uso de suelo (FLU), tipo de labranza (FMG) y entrada de residuos (FI) asociados a los sistemas productivos de la Altillanura Plana del Meta, Colombia, 2015. 

S1= Pastura mejorada; S2 = Monocultivo de soya en rotación con maíz; S3 = Cultivo de maíz en rotación con yuca; S4= Monocultivo de plátano en rotación con yuca; S5= Monocultivo de arroz en rotación con soya y maíz; S6= Pastura mejorada; S7= Sistema agroforestal de cacao con Acacia mangium; S8= Monocultivo de piña; S9= Sistema agroforestal de café asociado con plátano y leguminosas; S10= Monocultivo de arroz; S11= Bosque secundario; S12= Sistema silvopastoril de Acacia mangium y pastura mejorada; S13 = Sistema agroforestal de caucho y leguminosas de cobertura; S14 = Monocultivo de piña; S15 = Monocultivo de cacao.

La tabla 4 presenta una descripción estadística de las variables seleccionadas en el análisis multivariado relacionadas con las propiedades fisicoquímicas del suelo asociadas a esas emisiones y/o absorciones de CO₂ a la atmósfera.

Tabla 4 Variables seleccionadas en el análisis multivariado correspondientes a las propiedades fisicoquímicas de los suelos y las emisiones de GEI de los diferentes sistemas productivos de la Altillanura Plana, Meta, Colombia, 2015. 

MOS = Materia orgánica del suelo; HΘcc= Microporosidad; M = Macroporosidad; A = Arena; L = Limo; Ar = Arcilla; CD = Coeficiente de dis persión de arcillas; CO = Carbono orgánico; SOC0 = Stock inicial de C; SOC (0-T) = Stock final; ΔC = Tasa de perdida y/o ganancia de C; GEI = Emisiones de CO2 a la atmósfera.∆

En las características fisicoquímicas del suelo asociadas a las emisiones y/o absorciones de GEI en los sistemas de Piedemonte y Altillanura de la Orinoquia, se puede afirmar que existió una baja variabilidad en la materia orgánica del suelo (MOS) considerada entre baja a alta (1.60-4.20%); mientras la distribución de la porosidad total conformada por la micro (HΘ cc) y macro (M) porosidad varió entre 7.35-38.22% y 9.30-42.63% respectivamente; Sánchez y Salinas (1983) han encontrado que muchos Oxisoles y Ultisoles tropicales tienen una baja capacidad de almacenamiento de agua (HΘcc), debido al tipo de coloide inorgánico que domina en ellos y al bajo contenido de materia orgánica; los bajos valores de macroporosidad (M < 10%) (^{Jaramillo, 2002}; Basamba et al., 2006) estarían confirmando problemas de compactación en algunos de los sistemas evaluados. La incorporación de leguminosas en una pastura nativa de los Llanos Orientales mejoró la porosidad total de 29.6 a 30.8% en los primeros 30 cm de suelo (^{Amézquita et al., 2002}).

Los contenidos de Arena (A), limo (L) y arcilla (Ar) variaron entre 9-40, 10-55 y 14-72%, respectivamente, indicando una alta variabilidad en la composición mineralógica de estos suelos, correspondiendo principalmente a Oxisoles y Ultisoles (Malagon, 2003). El valor máximo para coeficiente de dispersión (CD) fue de 35.12%, indicando susceptibilidad a procesos erosivos (CD >25%) (^{Jaramillo, 2002}) (Tabla 4). La cantidad relativa de arcilla que se encuentre dispersa, es decir, sin unirse a otras partículas del suelo, da una idea del grado de agregación y de la estabilidad de los agregados que tiene el suelo (Castillo et al., 2000). Los contenidos de carbono orgánico (CO) presentaron niveles de bajos a medios entre 0.92-2.90%, valores que influyeron en los stocks de C iniciales (COS₀) que variaron entre 44.58-81.61 t C ha^-1 (Tabla 4).

Desde el punto de vista de las características fisicoquímicas de los suelos, los suelos de la Orinoquia son susceptibles a problemas de sellamiento superficial, presentando baja infiltración y baja capacidad de almacenamiento de agua y alta escorrentía; propiedades asociadas principalmente a bajos contenidos de MOS (^{Amézquita et al., 2002}) y alto coeficiente de dispersión de arcillas (^{Jaramillo, 2002}).

Los factores de manejo de los suelos influyeron en una alta variabilidad de los stocks de C finales (COS_0-T) con rangos entre 31.32-116.68 t C ha^-1 en monocultivo de arroz de Villavicencio (S10) y sistema silvopastoril de pastura mejorada y Acacia mangium de Puerto López (S12), influyendo en rangos amplios de las tasas de pérdidas (-ΔC) y/o ganancias de C del suelo (ΔC) entre -2.35 a 2.64 t ha^-1 año^-1 respectivamente (Tabla 3). Conant et al., (2001) en cerca de 115 estudios en 17 países también reportó rangos amplios que variaron de -0.2 a +3.0 t C ha^-1 año^-1 en sistemas de pasturas degradadas comparadas con recuperadas.

A diferencia de las reportadas por Amado et al., (2006), que fueron más estrechas, los autores indicaron que la tasa de secuestro de C varió de 0.12 a 1.6 t C ha^-1 año^-1 comparando la labranza convencional con la labranza mínima. Lal et al., (1999), en suelos de Estados Unidos estimaron tasas de acumulación en el suelo que varían entre 0.10 a 0.50 t C ha^-1 año^-1.

El rango más alto obtenido en los sistemas silvopastoriles (SPSs) de pasturas mejoradas con Acacia mangium de Puerto López (S12) fue superior a las reportadas por Bernoux et al., (2006) en monocultivos en rotación en una zona tropical; indicando que los SPSs son más eficientes en el secuestro de C del suelo.

Los amplios rangos encontrados relacionados con las tasas de ganancias (ΔC) y/o pérdidas de C del suelo (-ΔC) influyeron en una variabilidad (δ = 10.54) Tabla 4), en cuanto a las emisiones de CO₂ a la atmósfera (GEI), con rangos entre 8.60 t C ha^-1 año^-1 y -9.67 t C ha^-1 año^-1 en sistema silvopastoril (SPS) de pastura mejorada con Acacia mangium (S12) y monocultivo de piña (S14) de Puerto López (Tabla 4), correspondiendo a sistemas que actúan como sumideros y otros como emisores de CO₂ a la atmósfera respectivamente.

En este sentido, los factores del suelo en sistemas agroforestales que aumentan las entradas de C y/o favorecen el almacenamiento de C (Kirby y Potvin, 2007; Nair et al., 2010), disminuyen las emisiones de CO₂ atmosférico (Yoon et al., 2008).

Matriz de correlaciones

La matriz de correlaciones del análisis multivariado permitió analizar la relación entre las distintas variables fisicoquímicas del suelo y las emisiones de GEI (Tabla 5).

Tabla 5 Matriz de correlaciones de las variables analizadas en sistemas productivos de la Altillanura, Meta, Colombia, 2015. 

MOS = Materia orgánica del suelo; HΘcc= Microporosidad; M = Macroporosidad; A = Arena; L = Limo; Ar = Arcilla; CD = Coeficiente de dispersión de arcillas; CO = Carbono orgánico; SOC0 = Stock inicial de C; SOC (0-T) = Stock final; ΔC = Tasa de perdida y/o ganancia de C; GEI = Emisiones de CO2 a la atmósfera.

La modelación de las emisiones (GEI) y/o absorciones (-GEI) de CO₂ atmosférico estuvieron asociadas inversamente con los stock de carbono finales (SOC_0-T) (r=-0.50) y las tasas de pérdidas (-ΔC) y/o ganancias de C (ΔC) (r=-0.54), debido a que generan respectivamente emisiones y/o absorciones de GEI a la atmósfera; a su vez las tasas de pérdidas (-ΔC) y/o ganancias de C (ΔC) y stock de C iniciales (SOC₀) con el coeficiente de dispersión de arcillas (r= -0.53; r=-0.52); a su vez éste con microporosidad (m) y arcilla (r= -0.72; r=-0,48); arcilla (Ar) y limo (L) con arena (A) (r= -0,87; -0.92); arena (A) y microporosidad (HΘcc) (r=-0,64) (Tabla 5).

La mineralización de la materia orgánica es menor en suelos arcillosos que en suelos arenosos sometidos a labranza convencional y puede existir una alta estabilidad física de la materia orgánica asociada con minerales de arcilla en suelos altamente intemperizados (Bayer et al., 2006); en consecuencia, los Oxisoles de la Orinoquia estarían menos expuestos a procesos erosivos.

Por otra parte, se encontró una relación proporcional directa entre las tasas de perdida y/o ganancia de C (-ΔC y/o ΔC) y los stocks de C finales (SOC_0-T) (r= 0.91); stocks de C iniciales (SOC₀) con materia orgánica del suelo (MOS) y carbono orgánico (CO) (r=0.70; r = 0.61); carbono orgánico (CO) y macroporosidad (M) (r=0.70); arcilla (Ar) y limo (L) con microporosidad (m) (r= 0.74; r= 0.56); micro porosidad (HΘcc) y macro porosidad (M) con materia orgánica del suelo (MOS) (r= 0.52; r= 0.56) (Tabla 5).

Esas relaciones pueden ser atribuidas a procesos que controlan la acumulación y preservación de la MOS y que varían principalmente dependiendo del tipo de suelo y su manejo, clima y sistemas implementados; es reconocido que la MOS es uno de los principales indicadores de calidad de suelo por estar relacionada positivamente con diferentes propiedades fisicoquímicas del suelo (Reeves, 1997).

Según ^{Brady (2002)} existe una alta heterogeneidad de los procesos fisicoquímicos de los suelos que, asociados a los factores ambientales, serían controladores de las emisiones de CO₂ atmosférico; éstos resultan muy variables con coeficientes de variación reportados entre 100 a 300% (Boeckx et al., 2005).

Análisis de componentes principales (ACP)

El ACP permitió identificar que los tres primeros factores principales fueron suficientes para explicar un 78.12% de la variabilidad total de los sistemas evaluados. La conformación de los tres factores está dada por la correlación de cada una de las variables, relacionadas con las propiedades fisicoquímicas del suelo y las emisiones de CO₂, con el componente principal correspondiente (Tabla 6).

Tabla 6 Correlación entre los stocks de C y emisiones de GEI asociadas a propiedades fisicoquímicas y los tres primeros componentes principales, en sistemas productivos de la Altillanura Plana, Meta, Colombia, 2015. 

MOS = Materia orgánica del suelo; HΘcc= Microporosidad; M = Macroporosidad; A = Arena; L = Limo; Ar = Arcilla; CD = Coeficiente de dispersión de arcillas; CO = Carbono orgánico; SOC0 = Stock inicial de C; SOC (0-T) = Stock final; ΔC = Tasa de perdida y/o ganancia de C; GEI = Emisiones de CO2 a la atmósfera.

Las emisiones de CO₂ a la atmósfera (GEI), el coeficiente de dispersión de arcillas (CD) y la fracción arena (A) contribuyeron de manera negativa en la conformación del CP1, y de manera positiva con las demás variables fisicoquímicas del suelo excepto la macro porosidad (M) y los stocks de C iniciales (COS₀). Así se explica el 38.39% de las variaciones en los sistemas (Tabla 6).

Los stocks de carbono iniciales (COS₀), el carbono orgánico del suelo (CO), la materia orgánica del suelo (MOS) y la macroporosidad (M) son las variables más explicativas del CP2 en sentido positivo, explicando el 22.94% de las variaciones en los sistemas (Tabla 6).

En el análisis del tercer componente, la variables que más contribuyeron en sentido negativo con el mismo fueron los stocks de C finales (COS_0-T)_, seguido de las tasas de pérdidas (-ΔC), y/o ganancias de C (ΔC), explicando así el 16.89% de las variaciones (Tabla 6), posiblemente permitiendo distinguir sistemas con estas dos características, especialmente el monocultivo de piña de Puerto López (S14).

Esas correlaciones se muestran en la Fig. 1, y su proyección en el gráfico están representadas por una flecha para cada propiedad fisicoquímica del suelo y las emisiones de GEI a la atmósfera.

Figura 1 Diagrama de la relación entre variables analizadas en sistemas productivos de la Altillanura, Meta, Colombia, 2015. MOS = Materia orgánica del suelo; HΘcc= Micro porosidad; M = Macro porosidad; A = Arena; L = Limo; Ar = Arcilla; CD = Coefi ciente de dispersión de arcillas; CO = Carbono orgánico; SOC0 = Stock inicial de C; SOC (0-T) = Stock final; ΔC = Tasa de perdida y/o ganancia de C; GEI = Emisiones de CO2 a la atmósfera. 

Análisis de clúster

Los índices de similaridad entre las variables analizadas calculados con base en las distancias de Ward, permitieron agrupar los sistemas productivos analizados como se muestran en la Figura 2.

Granada: S1 = Pastura mejorada; S2 = Monocultivo de soya en rotación con maíz; S3 = Cultivo de maíz en rotación con yuca; S4 = Monocultivo de plátano en rotación con yuca; S5 = Monocultivo de arroz en rotación con maíz y soya; Villavicencio: S6 = Pastura mejorada; S7 = SAF de ca cao y Acacia mangium; S8 = Monocultivo de piña; S9 = Sistema de café asociado con plátano y leguminosas; S10 = Monocultivo de arroz; Puerto López: S11 = Bosque secundario; S12 = Sistema silvopastoril de Acacia mangium y pastura mejorada; S13 = Sistema agroforestal de caucho y leguminosas de cobertura; S14 = Monocultivo de piña; S15 = Monocultivo de cacao

Figura 2 Dendograma correspondiente al análisis de agrupamiento de los sistemas productivos analizados con base en los stocks de C y emisiones de GEI a la atmosfera asociados a algunas propiedades fisicoquímicas de los suelos, Altillanura Plana, Meta, Colombia, 2015. 

En el clúster I hay tres variables que caracterizaron mayormente a este grupo (MOS, CO y Stock C₀), agrupando a todos aquellos sistemas con tasas de secuestro de C (ΔC) y absorciones de CO₂ atmosférico (-GEI) medias que están recibiendo algún tipo de mejora y están siendo manejados sosteniblemente con laboreo reducido y entradas medias de residuos actuando como sumideros de C; los sistemas de pasturas mejoradas de Granada (S1) y de Villavicencio (S6) fueron similares entre sí a los sistemas agroforestales (SAFs) de café asociados con plátano y árboles de leguminosas encontrados en Villavicencio (S9) (Figura 2).

El secuestro de C por parte de los sistemas agroforestales SAFs implica la absorción de CO₂ atmosférico durante la fotosíntesis y la transferencia del C fijado en la biomasa de árboles hacia el suelo, que garantiza un almacenamiento de C a largo plazo (Nair et al., 2010).

Ávila et al., (2001), encontraron que más del 89% del C almacenado en sistemas agroforestales de café y pastos correspondió al C del suelo; éste varió entre el 90% (121 t C ha^-1) en un sistema agroforestal de café-eucalipto de ocho años a 99.9% (84 t C ha^-1) en una pastura natural.

A su vez estos sistemas guardaron similitud con los monocultivos de plátano en rotación con yuca de Granada (S4), monocultivos de cacao de Puerto López (S15) y monocultivos de soya en rotación con maíz de Granada (S2) coincidiendo con los monocultivos de arroz en rotación con maíz y soya (S5) y monocultivos de maíz en rotación con yuca (S3) de Granada (Figura 2).

En un cultivo de soya donde se realizó siembra directa y rotación con maíz con un alto aporte de residuos al suelo favoreció el incremento en los stocks de C del suelo (Novelli et al., 2011); por otra parte, Bordin et al., (2008) afirma que los residuos de maíz tienen altos contenidos de lignina con alta relación C/N, favoreciéndose los procesos de humificación en los suelos.

El cultivo de soya es una leguminosa que tiene un excelente potencial para dinamizar la agricultura sostenible de la Orinoquia (^{Benavides, 2010}); las coberturas de leguminosas son alternativas importantes para incrementar las entradas de N en suelos tropicales (^{Friesen et al., 1998}); resultando en incrementos en producción de biomasa y acumulación de C y N del suelo (White, 1984; Amado et al., 2006).

En los sistemas de rotación mediante la labranza reducida, los contenidos de MOS pueden ser preservados, pues hay una reducción en la tasa de descomposición (Six et al., 2006) en función de la menor fragmentación de los residuos y de la baja incorporación de residuos (Reicosky y Archer, 2007), con menores pérdidas de C del suelo en forma de CO₂ atmosférico (Six et al., 2006).

El clúster II se caracterizó por presentar un stock de C inicial (SOC₀) inferior al promedio general y una tasa de pérdidas de C del suelo (-ΔC) inferior a la totalidad de los sistemas analizados, estuvo conformado por los sistemas de monocultivo altamente gestionados que incluyen laboreo total y baja entrada de residuos con altas tasas de pérdidas de C del suelo (-ΔC) actuando como emisores de CO₂ a la atmósfera (GEI), agrupando a los sistemas de monocultivos de piña (S8) y arroz (S10) de Villavicencio y monocultivos de piña de Puerto López (S14) (Figura 2).

Los usos intensivos del suelo han conducido a un proceso de degradación de los suelos, generando grandes pérdidas en los stocks de COS, por aumento en la oxidación de la MOS y erosión, además de producir otros efectos negativos en el ambiente (Lal, 2008).

En monocultivos donde se ha realizado labranza convencional por muchos años, con intensas remociones de suelo, se ocasiona un rompimiento de los agregados del suelo, exponiendo parte del C protegido en su interior, dando origen a una mayor oxidación de la MOS, tornándolos susceptibles a una mayor mineralización (Six et al., 2006; Chen et al., 2009; Campos et al., 2012), y por consiguiente, a una disminución de los contenidos de MOS, y pérdidas de C (La Scala et al., 2009; Campos et al., 2011), que se traducen en menores stocks de C del suelo y mayores emisiones de CO₂ atmosférico (Romanenkov et al., 2008).

La conversión de monocultivo de arroz de Villavicencio (S10) para el sistema de monocultivo de arroz en rotación con maíz y soya de Granada (S5) se estaría aumentando el stock de C en cerca de 12.31 t C ha en 20 años, equivalente a 0.61 t C ha_-1 año^-1, lo cual reduciría las emisiones en 2.27 t CO₂eq ha_-1 año^-1.

El clúster III agrupa a los sistemas agroforestales (SAFs) de cacao con Acacia mangium de Villavicencio (S7), con bosque secundario de Puerto López (S11) con un uso de suelo no gestionado, sin laboreo y alta entrada de residuos siendo similares a los sistemas agroforestales de caucho asociados con leguminosas de porte bajo (S13) y los sistemas silvopastoriles de pasturas mejoradas con Acacia mangium (S12) de Puerto López (Figura 2).

Coincidiendo con lo mencionado por Latriglia y Vera (2014, 89) “En la zona de la Altillanura Colombiana se ha observado un alto potencial para la recuperación de áreas degradadas, captura y almacenamiento de carbono (C), puesto que existen grandes extensiones de sistemas pastoriles, por tanto se podrían implementar proyectos que conlleven a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), particularmente de dióxido de carbono (CO₂), lo cual podría ser similar al de algunos ecosistemas de bosque nativo secundario”.

El cambio en uso del suelo de sistemas de monocultivo de cacao de Puerto López (S15) para sistemas agroforestales (SAFs) de cacao con Acacia mangium de Villavicencio (S7) y de pasturas mejoradas de Granada (S1) para sistemas silvopastoriles (SSPs) de pasturas mejoradas con Acacia mangium de Puerto López (S12) incrementarían los stocks de C del suelo en cerca de 17.72 y 40.92 t C ha^-1 en 20 años, equivalente a 0.88 y 2.04t C ha^-1 año^-1 y se neutralizarían emisiones de cerca de 3.25 y 7.48 t CO₂eq ha^-1 año^-1 respectivamente.

Un sistema agroforestal (SAF) de cacao tiene la capacidad de aportar gran cantidad de biomasa y retornarla al suelo, fijando cerca de 3 t C ha^-1año^-1 con una reducción de 11 t CO₂eq ha^-1 año^-1 (Jadan et al., 2015). Por otra parte, comparando un sistema de pastura de Pennisetum clandestinum sin árboles con un sistema silvopastoril de la misma pastura asociada con Acacia decurrens de 6 años de edad, el almacenamiento de C en el suelo varió de 139.99 a 156.21 y t C ha^-1 (Giraldo et al., 2008).

Los esfuerzos generados en la adopción de sistemas silvopastoriles (SPSs) han sido referenciados por varios autores (Amézquita et al., 2004; Nair et al., 2010; Saha et al., 2010); el potencial que tienen estos sistemas en el almacenamiento de C del suelo ayudan en parte a reducir las emisiones de GEI (Nair et al., 2010).

Conclusión

En los sistemas agroforestales y silvopastoriles de Puerto López, los stocks de C y las emisiones de CO₂ a la atmosfera mostraron un balance positivo de almacenamiento de C en el suelo y negativo en los niveles atmosféricos de GEI, que pueden contribuir en parte a mitigar los efectos negativos del cambio climático de la Altillanura Plana de Colombia y de los GEI generados a nivel mundial.