Formación del suelo y microbiología

El enfoque BEAM: cuatro años de acumulación de carbono en el suelo en un experimento de campo en Turquía

Un experimento de cuatro años combina la siembra directa, cultivos de cobertura diversos, una reducción considerable de insumos y un extracto microbiano de compost. Los resultados son notables y requieren una interpretación cuidadosa.

Evaluación de un estudio de campo de cuatro años · aprox. 11 min de lectura

Cultivos de cobertura diversos sobre un suelo agrícola cada vez más oscuro y densamente enraizado

Redacción de RED · Visualización sin elementos de texto

Qué significa la abreviatura BEAM

BEAM significa «gestión agrícola mejorada biológicamente» (Biologically Enhanced Agricultural Management). No es un producto aislado, sino un conjunto de prácticas de manejo diseñado para reducir la perturbación del suelo, aumentar las raíces vivas y la diversidad vegetal y favorecer deliberadamente las comunidades microbianas. En la parcela comercial estudiada cerca de Söke, en el oeste de Turquía, se combinaron la siembra directa, cultivos de cobertura diversos, una fuerte reducción de los insumos sintéticos y un extracto de vermicompost madurado durante mucho tiempo y dominado por hongos.

El estudio resulta interesante porque se realizó durante varios años en campo y no únicamente en un invernadero. Sin embargo, este conjunto de prácticas también dificulta la interpretación: cuando cambian el suelo y el rendimiento, no pueden separarse claramente las respectivas contribuciones de la siembra directa, los cultivos de cobertura, la reducción del nitrógeno, el extracto de compost o su interacción.

El ensayo se llevó a cabo en una parcela de 5,22 hectáreas cultivada anteriormente de forma convencional con algodón y girasol. Según la publicación, el suelo fluvi-calcárico estaba compuesto principalmente por arena y limo. El clima mediterráneo, con veranos cálidos y necesidad de riego, difiere considerablemente de muchos emplazamientos de Europa Central.

Siembra directa, cultivos de cobertura y una cantidad muy pequeña de material de compost

Las mezclas de cultivos de cobertura contenían varias especies, especialmente leguminosas. No se terminaron químicamente, sino que se acamaron aproximadamente a mitad de la floración o al inicio de la formación del grano. El material vegetal permaneció como cobertura del suelo, mientras que las raíces y la rizosfera ya habían aportado carbono al suelo durante muchos meses.

El vermicompost maduró durante al menos un año en un biorreactor estático Johnson–Su, con una humedad elevada pero en condiciones aeróbicas. Las lombrices se introdujeron después del enfriamiento. Solo se aplicó en campo una cantidad muy pequeña como extracto acuoso en el surco de siembra: la publicación indica unos 187 litros de extracto por hectárea, que contenían aproximadamente 2,2 kilogramos de vermicompost por hectárea.

Tres niveles de nitrógeno bajo el mismo sistema

La parcela se dividió en tres tratamientos de nitrógeno. Uno recibió la dosis completa habitual de la explotación, 203 kilogramos de nitrógeno por hectárea; el segundo recibió solo el 15 %, unos 30,5 kilogramos; y el tercero no recibió nitrógeno mineral. Por lo demás, los tres se gestionaron con el conjunto de prácticas BEAM.

Esta división muestra cómo respondió la producción vegetal dentro del sistema a distintas dosis de nitrógeno. No proporciona una comparación directa «BEAM frente a convencional», porque no existía un control convencional replicado espacialmente. El estudio sigue, en cambio, el desarrollo de una única parcela convertida durante cuatro años.

El carbono orgánico del suelo se examinó en 2019, 2020, 2022 y 2023 a tres profundidades: 0–15, 15–30 y 30–45 centímetros. En seis puntos se combinaron varios testigos en muestras compuestas, se eliminaron los carbonatos y se determinó el carbono orgánico mediante combustión seca.

Los llamativos valores de carbono

En la capa superior, el carbono orgánico medido aumentó del 0,39 % en 2019 al 1,83 % en 2023, un incremento estadísticamente significativo de 1,44 puntos porcentuales. A 15–30 centímetros disminuyó 0,23 puntos porcentuales, sin una tendencia estadísticamente clara. A 30–45 centímetros aumentó 0,28 puntos porcentuales, con una tendencia significativa.

A partir de las mediciones y las densidades aparentes supuestas, los autores calcularon un aumento medio anual de unos 6,59 toneladas de carbono por hectárea en los 45 centímetros superiores. Se trata de un valor muy elevado para un suelo agrícola y debe entenderse como resultado de esta parcela y de este cálculo, no como un factor BEAM universal.

El nitrógeno total del suelo aumentó en paralelo. Los autores indican una estrecha relación estadística entre el carbono y el nitrógeno, con un R² de 0,99 y una relación carbono-nitrógeno cercana a 11,5. Esto concuerda con la formación de materia orgánica, que requiere no solo carbono, sino también nitrógeno y otros nutrientes.

0–15 cmDel 0,39 al 1,83 % de C orgánico
30–45 cm+0,28 puntos porcentuales, tendencia significativa
Tasa calculadaaprox. 6,59 t de C por ha y año hasta 45 cm
Nitrógeno totalcálculo aproximado: +0,68 t de N por ha y año

Más biomasa de cultivos de cobertura y menos insumos externos

A lo largo del proyecto, la biomasa medida de los cultivos de cobertura aumentó de unos 400 a 692 y, finalmente, a cerca de 925 gramos de materia seca por metro cuadrado. Una mayor producción vegetal implica un mayor aporte potencial de carbono procedente de raíces, exudados y residuos. Las observaciones de la explotación también describieron un aumento de la densidad de lombrices desde prácticamente cero hasta unos 100 individuos por metro cuadrado, aunque esta cifra no procedía del mismo diseño riguroso que los valores de laboratorio.

Según el estudio, se abandonó por completo el uso de herbicidas, el uso de insecticidas disminuyó un 56 %, el de diésel aproximadamente entre un 61 y un 65 %, según el cálculo, y el nitrógeno mineral del tratamiento del 15 % se redujo un 85 %. Se dejó de utilizar fertilizante fosforado. También se describió una reducción del riego, aunque igualmente dependiente del emplazamiento y del año.

En el análisis económico, el tratamiento que recibió el 15 % de la dosis habitual de nitrógeno obtuvo resultados especialmente favorables por término medio. Combinó rendimiento con costes considerablemente menores. Esto tiene importancia práctica: un sistema solo se mantendrá si la mejora ecológica y la viabilidad económica funcionan conjuntamente.

Por qué los resultados todavía no constituyen una garantía general de eficacia

El ensayo abarca una sola parcela sin un control convencional aleatorizado y replicado. Las condiciones meteorológicas, el riego, la secuencia de cultivos y las tendencias temporales pueden haber influido en los resultados. Como todas las medidas regenerativas se introdujeron conjuntamente, no está claro si el extracto microbiano fue necesario o si la mayor contribución procedió de la siembra directa y de los cultivos de cobertura productivos.

El muestreo solo se realizó en cuatro de los cinco años naturales; faltan datos de carbono de 2021. Ante tasas calculadas de acumulación tan elevadas, son esenciales la replicación independiente en otros suelos y una consideración transparente de la densidad aparente, la variabilidad inicial y la masa de suelo equivalente. Un balance completo de gases de efecto invernadero también incluiría el óxido nitroso, la energía, el riego y posibles efectos de desplazamiento.

Por tanto, el estudio ofrece una señal sólida de que el manejo vegetal y biológico del suelo puede acompañar cambios sustanciales. Todavía no demuestra que todos los sistemas BEAM alcancen la misma tasa ni que el extracto de compost sea el único responsable.

Por qué es relevante para RED

BEAM aborda varias ideas centrales del Método RED: fotosíntesis continua, baja perturbación, diversidad radicular, retorno de materia orgánica y apoyo deliberado a una vida edáfica funcional. La vinculación entre indicadores ecológicos y económicos resulta especialmente valiosa. La regeneración no solo debe ser visible en el laboratorio, sino también viable como trayectoria agrícola práctica.

Para RED, esto no constituye una receta terminada, sino un mandato para la experimentación. Siempre que sea posible, los componentes individuales deben evaluarse por separado y frente a tratamientos de referencia. Por ejemplo, un tratamiento con cultivos de cobertura y siembra directa sin extracto sería importante para identificar la contribución adicional de la inoculación. Las reservas de carbono, la dinámica del nitrógeno, el rendimiento, la demanda de agua, los insumos y la biodiversidad deben documentarse conjuntamente.

Fuente científicaJohnson, D. C. & Johnson, H.-C. Su (2025): Adoption of a biologically-enhanced agricultural management (BEAM) approach in agroecosystems for regenerating soil fertility, improving farm profitability and achieving productive utilization of atmospheric CO2. PeerJ 13:e19167.
Abrir la publicación original de acceso libre