Optimizar la proporción de área de zanjas en sistemas de policultivo arroz-cangrejo de río equilibra la mitigación de gases de efecto invernadero y la productividad

Cultivar arroz y cangrejos de río en la misma tierra

Los arrozales en el centro de China cumplen una doble función: cultivan grano y crían cangrejos de río en los mismos campos inundados. Esta combinación arroz–cangrejo se ha vuelto muy popular porque aumenta los ingresos de los agricultores y aprovecha el agua y los nutrientes de forma más eficiente. Pero hay un inconveniente. Las zanjas llenas de agua que sirven de refugio a los cangrejos también pueden liberar gases de efecto invernadero potentes a la atmósfera. Este estudio plantea una pregunta sencilla pero urgente: ¿cuánta zanja es “suficiente” para mantener en equilibrio tanto la producción de alimentos como el clima?

Dos zonas en un mismo campo

Un campo típico de arroz–cangrejo tiene dos partes principales. En la zona amplia y poco profunda, el arroz crece como de costumbre mientras los cangrejos deambulan, cavan y se alimentan. En los bordes, los agricultores excavan zanjas más profundas que permanecen inundadas todo el año. Estos canales actúan como vías y escondites para los cangrejos y ayudan con el riego y el drenaje. Sin embargo, también crean condiciones oscuras y con poco oxígeno que favorecen a microbios que liberan metano, un gas de efecto invernadero mucho más calentador que el dióxido de carbono. A medida que los agricultores agrandan estas zanjas para criar más cangrejos, corren el riesgo de convertir un campo climático-amigable en una fuente importante de emisiones y reducir el área disponible para el arroz.

Usando un gemelo digital de los arrozales

Para entender este compromiso, los investigadores construyeron un “gemelo digital” de los arrozales usando un modelo informático bien conocido llamado DNDC. Este modelo simula cómo se mueven el carbono y el nitrógeno a través del suelo, el agua, los cultivos y el aire, y cómo gases como el metano y el óxido nitroso escapan del campo. El equipo alimentó el modelo con datos meteorológicos, de suelo y de manejo procedentes de muchos experimentos de campo en la llanura del Medio y Bajo Yangtsé, incluidos arrozales tradicionales solo con arroz y campos de arroz–cangrejo. De forma crucial, dividieron cada explotación en sus dos zonas reales: la superficie de cultivo de arroz y la zanja para cangrejos, asignando a cada una sus propias condiciones de suelo, agua y alimentación.

De dónde procede la mayor parte del calentamiento

Tras validar cuidadosamente el modelo con medidas de docenas de sitios, los autores lo usaron para recalcular las emisiones de gases de efecto invernadero y los rendimientos de arroz en diez sistemas representativos de arroz–cangrejo. El patrón fue claro. La zona de cultivo de arroz en los campos de policultivo liberó menos metano que los arrozales ordinarios, en parte porque las galerías de los cangrejos permiten que entre más oxígeno al suelo, lo que suprime a los microbios productores de metano. Sin embargo, las zanjas permanentemente inundadas emitieron más de tres veces el metano por unidad de área que la zona de arroz. Cuando se incluyeron las emisiones de las zanjas, el metano total de los sistemas de policultivo fue mayor que en los campos solo de arroz, aunque el óxido nitroso —otro gas de efecto invernadero potente— fue en realidad menor en las zanjas.

Encontrar el punto óptimo para el tamaño de la zanja

El siguiente reto fue encontrar una proporción de zanja que equilibrara el impacto climático con las cosechas. Los investigadores usaron el modelo para explorar distintas proporciones de zanja y luego aplicaron una herramienta de decisión que pondera tres objetivos a la vez: rendimiento de arroz, rendimiento de cangrejo y el efecto combinado de calentamiento del metano y el óxido nitroso. Partieron de la premisa de que más área de zanja significa más espacio para los cangrejos y, por tanto, mayor producción de cangrejo, a la vez que reduce la superficie para arroz y puede aumentar el metano. Al clasificar diez tamaños críticos de zanja extraídos de estudios del mundo real, hallaron que una proporción de zanjas de aproximadamente 8,3 por ciento del campo ofrecía el mejor rendimiento, con un robusto “punto dulce” entre aproximadamente 7,5 y 9,0 por ciento. Dentro de esta franja, el impacto climático está cerca de su mínimo mientras que la producción de arroz y cangrejo se mantiene alta.

Qué significa esto para los futuros campos de arroz–cangrejo

Para responsables de políticas y agricultores, el mensaje es directo: el policultivo arroz–cangrejo puede ayudar a alimentar a la población y apoyar las economías rurales, pero solo si la expansión de zanjas se mantiene bajo control. Zanjas sobredimensionadas pueden aportar más cangrejos a corto plazo, pero aumentan las emisiones de metano y recortan la superficie de arroz, minando la seguridad alimentaria y los objetivos climáticos a largo plazo de China. Al señalar una guía práctica de 7,5–9,0 por ciento del campo para la extensión de zanjas, este estudio ofrece una recomendación concreta para el modelo “un campo, doble cosecha” que es más respetuosa con el clima y está mejor alineada con los planes de desarrollo sostenible.

Cita: Xu, Z., Xia, GQ., Zhao, PY. et al. Optimizing the trench area proportion in rice crayfish co-culture systems balances greenhouse gas mitigation and productivity. Sci Rep 16, 9451 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40595-3

Palabras clave: policultivo arroz-cangrejo de río, emisiones de gases de efecto invernadero, metano de los arrozales, acuicultura sostenible, agricultura climáticamente inteligente