Efectos de reemplazar fertilizante químico por fertilizante orgánico en la mineralización del carbono orgánico y los genes funcionales del ciclo del carbono en suelo amarillo

Por qué importa esta historia del suelo

Los suelos regulan silenciosamente el clima del planeta al almacenar o liberar carbono. Los agricultores suelen depender de fertilizantes químicos para cultivar, pero estos insumos pueden alterar el comportamiento de los microbios del suelo y la cantidad de carbono que escapa al aire como dióxido de carbono. Este estudio plantea una pregunta práctica con implicaciones globales: si sustituimos parte o todo el fertilizante químico por materiales orgánicos como compost o estiércol en un tipo común de “suelo amarillo”, ¿podemos seguir alimentando cultivos mientras ayudamos al suelo a retener más carbono?

Probando distintas maneras de nutrir la tierra

Investigadores en el suroeste de China realizaron un experimento de campo de tres años en suelo amarillo ácido, un tipo de suelo extendido pero frágil e importante para la producción alimentaria regional. Compararon cuatro estrategias de fertilización: sin fertilizar, solo fertilizante químico, y fertilizante químico sustituido parcialmente o totalmente por fertilizante orgánico. Tras la cosecha recogieron muestras de suelo y realizaron pruebas controladas de laboratorio para ver con qué rapidez el carbono del suelo se transformaba en dióxido de carbono. Al mismo tiempo, usaron métodos basados en ADN para identificar qué genes microbianos vinculados al ciclo del carbono estaban presentes, revelando cómo respondió la comunidad invisible del suelo.

Cómo cambió la “respiración” del suelo

Todas las parcelas fertilizadas liberaron más dióxido de carbono del suelo que las no fertilizadas, lo que indica que los nutrientes añadidos activaron la actividad microbiana. Sin embargo, al examinar la fracción del carbono total del suelo que se perdió, emergió un patrón más claro. Los suelos que recibieron solo fertilizante químico tuvieron la mayor proporción de carbono convertida en gas, mientras que los que recibieron fertilizante orgánico, especialmente la sustitución total, perdieron una fracción menor. En términos sencillos, el fertilizante químico hizo que el suelo expulsara más de su carbono almacenado, mientras que el fertilizante orgánico ayudó al suelo a conservar más, aunque la actividad global siguiera siendo mayor que en el suelo no fertilizado.

Vida del suelo y genes útiles

Los análisis de ADN mostraron que el fertilizante químico no cambió de forma notable el conjunto global de genes del ciclo del carbono, pero sí redujo la relación carbono/nitrógeno del suelo e incrementó la diversidad microbiana. Bajo estas condiciones, los microbios parecieron extraer carbono adicional de la materia orgánica del suelo, un comportamiento de “compensación de carbono” en el que descomponen material tanto fácil como difícil de degradar para satisfacer sus necesidades. En contraste, añadir fertilizante orgánico cambió varias condiciones clave del suelo a la vez: elevó ligeramente el pH, aumentó el fósforo disponible y el nitrato, y reconfiguró qué microbios eran más comunes.

Inclinar la balanza hacia el almacenamiento de carbono

En los suelos tratados con fertilizante orgánico, los genes asociados a la síntesis o fijación de carbono se volvieron más abundantes, mientras que los genes vinculados a la degradación de materiales vegetales complejos disminuyeron. Por ejemplo, aumentaron genes implicados en la captura de carbono y en el uso del monóxido de carbono, mientras que disminuyeron genes relacionados con la degradación de pectina y quitina. Los modelos estadísticos sugirieron una cascada: la mejora de la química del suelo alteró las comunidades microbianas, que a su vez cambiaron su repertorio genético alejándose de la descomposición rápida y orientándose hacia procesos que favorecen la retención de carbono. Este patrón fue más fuerte donde todo el fertilizante químico fue reemplazado por insumos orgánicos.

Qué significa para la agricultura y el clima

Para el público general, la conclusión es directa: la forma en que fertilizamos los cultivos influye en si los suelos actúan más como fuentes de carbono o como cuentas de ahorro de carbono. En este suelo amarillo, el uso exclusivo de fertilizante químico incentivó a los microbios a consumir la materia orgánica más rápido, liberando una mayor proporción del carbono almacenado. Sustituir el fertilizante químico por materiales orgánicos siguió sosteniendo una vida del suelo activa y el suministro de nutrientes, pero empujó a la biología subterránea a conservar más carbono en el suelo. Aunque los campos reales son más complejos que cualquier prueba de laboratorio, el trabajo respalda la idea de que el uso cuidadoso de fertilizantes orgánicos puede ayudar a los agricultores a mantener rendimientos y, al mismo tiempo, ofrecer a los suelos una mejor oportunidad para almacenar carbono a largo plazo.

Cita: Yang, S., Wang, X., Duan, J. et al. Effects of replacing chemical fertilizer with organic fertilizer on organic carbon mineralization and carbon cycle functional genes in yellow soil. Sci Rep 16, 15734 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-47725-x

Palabras clave: carbono del suelo, fertilizante orgánico, fertilizante químico, microbios del suelo, secuestro de carbono