SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.52 número5Influencia potencial de las emisiones y el transporte de N y S en el Valle de Orizaba, Veracruz, MéxicoTamaño de los poros del suelo y crecimiento de raíz y vástago del chile jalapeño (Capsicum annuum L.) índice de autoresíndice de materiabúsqueda de artículos
Home Pagelista alfabética de revistas  

Servicios Personalizados

Revista

Articulo

Indicadores

Links relacionados

  • No hay artículos similaresSimilares en SciELO

Compartir


Agrociencia

versión On-line ISSN 2521-9766versión impresa ISSN 1405-3195

Agrociencia vol.52 no.5 México jul./ago. 2018

 

Agua-suelo-clima

Ecuaciones alométricas para estimar biomasa y carbono en palma de aceite (Elaeis guineensis Jacq.) en el trópico húmedo de Chiapas, México

Gilberto Ramos-Escalante1 

Alejandro Ley de-Coss2  * 

Consepción Arce-Espino2 

José C. Escobar-España3 

Deb Raj-Aryal2 

René Pinto-Ruiz2 

Francisco Guevara-Hernández2 

Cándido E. Guerra-Medina4 

1 Facultad de Ciencias Agrícolas Campus IV, Universidad Autónoma de Chiapas (UNACH).

2 Facultad de Ciencias Agronómicas Campus V, UNACH, Villaflores, Chiapas, México. (aleycoss@gmail.com).

3 Ganadería. Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. 56230. Montecillo, Estado de Mexico.

4 Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Campo Experimental Rosario Izapa.


Resumen

El estado de Chiapas, México, posee potencial agroclimático y edáfico para cultivar palma de aceite (Elaeis guineensis Jacq.). En la actualidad hay alrededor de 48 mil ha plantadas con esta especie, lo que representa un sumidero importante de carbono (C). El objetivo de esta investigación fue medir la biomasa y el C acumulado en plantas de palma de 12 años para generar la línea base y la metodología que permita predecir la fijación de C para este cultivo. Un muestreo destructivo, aleatorizado, se realizó en cuatro plantas por sitio. En tres submuestras de tallo y hojas se evaluó la biomasa, el diámetro a la altura de pecho (DAP), la altura total y el número de hojas por planta también se midieron. En 20 submuestras de suelo se determinó la biomasa de la raíz. El contenido de C se estimó con la técnica de digestión húmeda de Walkley y Black. Con los datos se generaron dos ecuaciones alométricas para calcular la biomasa y un modelo matemático en su expresión lineal para el C, en el cual Y es el contenido de biomasa o C y X es la altura de la planta. La concentración de C en fuste, ramas y raíz fue 48.3, 48.1 y 48.2 %. La concentración promedio de C por planta fue 48.24 %. Con la biomasa y la altura de las plantas se obtuvo el modelo Y = 98.349X + 737.41 (R2 = 0.577). Para establecer las variables del modelo predictivo de C acumulado por palma (CAP), en función de su altura, se usó un procedimiento idéntico al anterior, y CAP = 55.15X + 326.96 (R2 = 0.519). Un número mayor de variables de campo es necesario para obtener ecuaciones alométricas aceptables (R2 mayores), para predecir biomasa y C almacenado en la palma. La metodología permitió determinar la biomasa y C acumulado en palma de aceite, estableciendo así la base para su estudio.

Palabras clave: Elaeis guineensis Jacq.; ecuaciones alométricas; gases de efecto invernadero; sumidero de carbono

Abstract

The state of Chiapas, Mexico, has the climatic and soil potential for cultivation of the oil palm (Elaeis guineensis Jacq.). Currently, around 48 000 ha are planted with this species, representing a major carbon (C) sink. The objective of this study was to measure biomass and accumulated C in 12-year-old palms to generate the base line and methodology to permit predicting C fixation for this crop. Randomized destructive sampling was conducted on four plants per site. In three subsamples of stem and leaves, biomass, diameter at breast height (DBH), total height and number of leaves per plant were determined. In 20 subsamples of soil, root biomass was determined. Carbon content was estimated with the wet digestion technique of Walkley and Black. With the data, two alometric equations were generated to calculate biomass and a mathematical model in its linear expression for C, in which Y is the content of biomass or C, and X is the plant height. The concentration of C in stem, branches and root was 48.3, 48.1 and 48.2 %. The average C concentration per plant was 48.24 %. With the biomass and plant height, the model Y = 98.349X + 737.41 (R2 = 0.577) was obtained. To establish the variables of the predictive model of accumulated C per palm (CAP) in function of height, a procedure identical to the previous procedure was used, and CAP = 55.15X + 326.96 (R2 = 0.519). A larger number of field variables is necessary to obtain acceptable alometric equations (higher R2) for prediction of biomass and palm C stock. The methodology permitted determining biomass and C accumulated in the oil palm, thus establishing the bases for its study.

Key words: Elaeis guineensis Jacq.; alometric equations; greenhouse effect gasses; carbon sink

Introducción

Los informes de diagnóstico del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en Inglés) indican que América Latina y el Caribe, como otras regiones del mundo, son vulnerables a los efectos adversos del cambio climático (CC) y contribuyen con 12 % de las emisiones mundiales de los gases con efecto invernadero (GEI)5. La concentración de CO2 en la atmósfera aumentó debido al uso de combustibles fósiles, ya que pasó de 280 ppm en la era preindustrial a 402 ppm en el 2016 (Prentice et al., 2001; NOAA, 2016). El CO2 es el principal generador del efecto invernadero que ha modificado directamente la temperatura global. En 2004 el aumento fue 0.54 °C y ese año está considerado como el más caluroso en la historia (Smith et al., 2005).

Con el aumento de la demanda de energía en los procesos industriales y desarrollo urbano, áreas extensas de bosques y selvas se destinan a la agricultura, por lo cual se buscan alternativas de producción agropecuaria con emisiones bajas de C, o que fijen en su biomasa el C del CO2. Esto demanda políticas públicas y sistemas de producción agrícola sostenida con potencial alto para fijar C, mitigar y adaptarse al CC y generar energía sostenible y renovable (Pacheco et al., 2007).

La deforestación mundial anual provoca la liberación de 1.8 x 1012 Mg de C, cifra equivalente a 20 % del total de las emisiones antropogénicas. La vegetación asimila CO2 atmosférico vía fotosíntesis, con lo que acumula carbohidratos y aumenta el volumen de la biomasa. Los bosques capturan y conservan más C que los cultivos anuales y los pastizales participan con 90 % de flujo anual de C de la atmósfera y de la superficie de la tierra (Derner y Schuman, 2007; Follett y Reed, 2010).

El cultivo de palma de aceite (E. guineensis Jacq.) en condiciones agroecológicas y edáficas de Centroamérica y Asia tiene potencial de acumulación de C de 96.02 y 103.35 Mg C ha-1 en las raíces en profundidades de 0 a 30 cm y de 0 a 50 cm, respectivamente, y 22.68 Mg C ha-1 en la biomasa aérea (Leblanc et al., 2006). Para estimar la captura de C de la palma en el área de estudio se inventarió este elemento; es decir, se obtuvo el equivalente a una “fotografía” del estado actual o cantidad de C en la biomasa aérea y en el suelo (Andrade et al., 2008). El potencial de pérdida o secuestro de C se considera que es el promedio de este elemento almacenado en cualquier momento en el sistema palma, en su ciclo de vida (Hairiah et al., 2011).

El almacenamiento de C se define como el proceso acumulativo de este elemento en los tejidos con el crecimiento de la planta, y que permanece in situ o transformado en productos que no se liberan rápidamente a la atmósfera. Por lo tanto, la captura de C es resultado de procesos dinámicos de descomposición y de flujos generados en la fotosíntesis durante un período largo (Castilla, 2004). Sin embargo, los reservorios de C en los sistemas agrícolas y agroforestales no están considerados entre los mecanismos de mitigación del CC. Aquí radica la necesidad de generar información respecto a la capacidad de fijación de C en especies cultivadas, como la palma de aceite, mediante ecuaciones alométricas de predicción del potencial de captura de este elemento. El objetivo de esta investigación fue diseñar una metodología base para estimar la captación de C en las fracciones aéreas y subterráneas de la palma de aceite en la región del Soconusco, Chiapas, México.

Materiales y Métodos

Área de estudio y origen del material vegetal

El estudio se realizó en muestras de plantas de palma de aceite recolectadas en: 1) Tapachula de Córdoba (14°45´29.31” N, 92°32´16.35” O y altitud de 17 m); 2) Huehuetán (14°58´52.20” N, 92°28´30.35” O y altitud de 18 m); y 3) Villa Comaltitlán (15°06´54.70” N, 92°37´42.94” O y altitud de 10 m) de la región del Soconusco, Chiapas.

Muestreo de la parte aérea

De la biomasa producida en la estructura sobre el suelo se cosecharon 12 plantas, con edad superior a 12 años. El corte se hizo con una motosierra (Truper, Mod. Mot-4518; China) donde inicia el estípite, y el tronco (fuste) se separó de las hojas. En los fustes se midió altura total (At) y diámetro a la altura de pecho (DAP: 1.30 m) con cinta métrica (Truper, modelo Tp20ME de 20 m; China). Cada fuste se dividió en tres o más secciones para determinar el peso verde in situ con una báscula electrónica de plataforma (OHAUS; Mod. ES50L AM, capacidad de 50 kg; EUA). El volumen de biomasa se calculó con la fórmula geométrica del cono trucado. El diámetro inferior y superior de cada sección se midieron. Rodajas de 10 cm de grosor se separaron con la motocierra y el peso seco se determinó en tres submuestras. Todas las rodajas se obtuvieron de la altura donde se determinó el diámetro inferior del fuste. La biomasa de las hojas, de la zona media y baja de cada planta, se determinó con báscula electrónica de plataforma, en cuatro hojas, una por punto cardinal, y la hoja bandera. Las submuestras de tallo y hojas se pesaron enseguida del corte para determinar su peso en húmedo, se guardaron en bolsas plásticas y se trasladaron al laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Agrícolas, Campus IV, en Huehuetán, Chiapas. Las muestras se secaron hasta peso constante en una estufa con circulación de aire (VWR international, Mod. 1390FM, Sheldon Manufacturing, Inc. EUA) por 96 h a 60 °C. La relación peso seco: peso fresco se usó como estimador de la cantidad de biomasa del fuste y de las ramas, en muestras y submuestras, según la técnica descrita por Díaz-Franco et al. (2007) y Acosta et al. (2002).

Muestreo de raíz

El C de las raíces de la palma y el C almacenado en el suelo se cuantificó por humificación de la biomasa. El segundo se obtuvo en 20 muestras representativas del área de goteo, con diámetro aproximado de 4.5 m de la base del tallo, que se obtuvieron con una barrena de acero inoxidable (sin marca, con diámetro y longitud de 10 y 50 cm). El C almacenado en el suelo (CAS; Mg ha-1) se cuantificó en 20 submuestras de suelo por planta, a partir de su contenido en el suelo (% CS), la densidad aparente (DA) y la profundidad (P) de muestreo (0 a 50 cm), con la siguiente relación: CAS = % CS*DA*P (Ávila et al., 2001). Para esta estimación se utilizó la técnica reportada por Leblanc et al. (2006), modificada porque la DA del suelo se determinó en 3,927 cm3 de una muestra (extraída con barrena de acero inoxidable). De cada muestra se separaron las raíces; CAS y C en las raíces se determinaron con el método de combustión húmeda de Walkley y Black modificada (Kaurichev et al., 1984; Schlichting et al., 1995).

La biomasa total (Y) por planta fue la suma de biomasas de fuste, hojas y raíz; en el tallo, se determinó con la fórmula: Y = Volumen (V) x Densidad (D), porque la forma del tallo es cónica irregular y el diámetro de la base es mayor que el superior. El volumen de cada sección y el total se calculó con la igualdad anterior. Brown (2001) indicó que la biomasa de las hojas representa 65 % del peso del tallo, y esta relación se usó para estimar la biomasa de la muestra y total de hojas. Para corroborar este valor V y D de las cinco hojas de cada planta se determinó después de triturarlas totalmente y pesarlas; con la información se calcularon los valores de las hojas por planta.

Determinación de la densidad específica

La densidad específica (g cm-3) de tallos, raíces, suelo, submuestras de rodajas de tallos y hojas se determinó con la relación peso seco: volumen de tejido verde. El peso seco se obtuvo con la metodología descrita en párrafos anteriores y el volumen del tejido verde se determinó por el método de desplazamiento de agua. La densidad específica de rodajas, hojas y raíces se compararon con la prueba de Tukey (SAS Institute Inc., 2009). La suma total de la biomasa de fuste (Yf), copa (Yc) y raíces (Yr) conformó la biomasa total (Y), Y = Yf + Yc +Yr de cada planta (Acosta et al., 2002).

Determinación del modelo alométrico

La biomasa promedio de las plantas de los sitios se analizó en conjunto, con una ecuación que permitiera interpretar el desarrollo de la planta. Para esto, una prueba de regresión simple se desarrolló según Aquino-Ramírez et al. (2015); en ella se incluye un análisis de regresión lineal con variables indicadoras, en este caso biomasa, cantidad de C y DAP. Con los datos de biomasa total (Y) y altura total (X) se ajustó la ecuación lineal a partir de expresión potencial. El modelo se ajustó por mínimos cuadrados y se obtuvo la ordenada al origen (b) y la pendiente (k) de acuerdo con Avendaño et al. (2009) y Acosta et al. (2002). El modelo resultante fue Y = bXk (ecuación potencial), donde Y es la biomasa total, X es el diámetro normal, y b y k son los parámetros de la función. La ecuación se ajustó a una expresión lineal mediante la transformación a logaritmo natural de Y y X, por lo que la expresión de la ecuación en su forma lineal fue: ln (Y) = ln (b) + k ln (X) (Ec. 2), donde b y k son los parámetros a estimar.

Determinación del contenido de C

La cantidad de C en la biomasa de fuste, hojas y raíces se determinó por el método de combustión húmeda de Walkley y Black modificado que se basa en la oxidación incompleta del C, con una mezcla oxidante de K2Cr2O7, H2SO4 y calor por dilución acuosa del ácido. La ebullición entre 110 y 130 °C depende de la temperatura inicial, contenido de materia orgánica y tamaño del recipiente de reacción. La cantidad consumida de agente oxidante en la reacción se determinó por espectrofotometría (espectrofotómetro METASH, Mod. UV-6000, China), con la medición de la intensidad inicial del color verde de los iones Cr+3 y amarillos del K2Cr2O7 y una curva de calibración de sacarosa. En la reacción, los iones Cr+3 son proporcionales a la cantidad de C oxidado, de acuerdo con la reacción: C6H12O6 + 4 K2Cr2O7 + 16 H2SO4 → 4 K2SO4 + 4 Cr2 (SO4)3 + 6 CO2 + 22 H2O.

A 0.02 g de muestra seca se agregaron 5 mL de K2Cr2O7, 10 mL de ácido sulfúrico, se enfrió por 30 min, se agregaron 35 mL de agua destilada, se agitó después de cada adición y reposó una noche. La absorbancia se midió a 590 nm. El contenido total de cada muestra se multiplicó por el porcentaje de C obtenido por espectrofotometría, y por la biomasa de la muestra, y el contenido de C total por planta sería la sumatoria del C total de fuste, ramas y raíces. Para obtener la ecuación alométrica y estimar el C se empleó el modelo alométrico que relaciona el contenido de C con la altura de la planta (Swift, 2000; Avendaño et al., 2009). Análisis estadístico descriptivo y pruebas de correlación (α = 0.05) se aplicaron a los datos.

Resultados y Discusión

Estimación de la biomasa

El promedio general de biomasa de fuste, hojas y raícesfue 1104.34 ± 87.85 kg; la biomasa de las plantas de Huehuetán fue mayor que en Tapachula y Villa Comaltitlán. Las plantas de los dos últimos sitios tuvieron la mayor densidad (Cuadro 1). Esos valores no se reflejaron en la biomasa total, pues el DAP en promedio y altura fueron mayores en Huehuetán que los otros sitios. De acuerdo con la información proporcionada por los productores, la variabilidad de los datos de campo se debe a diferencias en: 1) manejo agronómico del cultivo, como en la aplicación de macros y micro-minerales esenciales; 2) suministro de agua, con sequedad en zonas altas e inundaciones en sitios bajos y cercanos al mar; y 3) condiciones ambientales, como temperatura y precipitación. Lo anterior concuerda con lo señalado por Corley y Gray (1982). Todos los factores mencionados son determinantes en el cultivo pues el desarrollo máximo se alcanza después de 6 a 12 años, aunque la planta puede continuar su crecimiento, a razón de 35 a 75 cm por año, dependiendo de las condiciones ambientales (Corley y Gray, 1982; Cayón, 1999). En nuestra investigación las plantas evaluada tenian alrededor de 12 años.

Cuadro 1 Características dasométricas de plantas de palma de aceite (Elaeis guineensis Jacq) en Soconusco, Chiapas, México. 

Planta número DAP (cm) Altura de planta
(m)
Densidad de
madera (g cm-3)
Biomasa total
(kg)
Carbono total
(%)
Cantidad de carbono
(kg planta-1)
Sitio 1. Tapachula
1 83.25 3.25 0.16 1052.01 47.34 498.02
2 55.54 2.66 0.14 1027.77 46.78 480.79
3 100.03 4.56 0.15 1208.35 45.36 548.11
4 72.25 3.45 0.13 1068.5 48.25 484.67
Promedio 77.77 3.48 0.15 1089.16 46.93 502.90
σ 18.71 0.79 0.01 81.20 1.21 31.03
Sitio 2. Huehuetán
1 62.35 3.01 0.10 1087.07 47.56 517.01
2 86.36 3.96 0.10 1076.18 51.25 551.54
3 96.25 4.25 0.10 1095.07 46.35 507.56
4 115.45 4.55 0.12 1325.45 51.23 614.35
Promedio 90.10 3.94 0.11 1145.94 49.10 547.62
σ 22.09 0.67 0.01 119.92 2.52 48.34
Sitio 3. Villa Comaltitlán
1 66.58 3.25 0.24 1064.06 42.34 450.52
2 96.25 4.69 0.25 1155.49 52.36 605.01
3 45.36 3.25 0.23 1006.74 54.25 546.16
4 86.25 3.89 0.25 1085.36 58.25 588.81
Promedio 73.61 3.77 0.24 1077.91 51.80 547.63
σ 22.51 0.68 0.01 61.46 6.77 69.33
Promedio general 80.49 3.73 0.16 1104.34 49.28 532.71
σ 20.50 0.68 0.06 87.85 4.35 51.92

DAP: Diámetro a la altura de pecho, CD: categoría diamétrica. La biomasa de cada palma se obtuvo con destrucción de las plantas. La cantidad de C es un promedio del tallo, hojas y raíces de cada planta.

El modelo alométrico lineal fue Y = 3.571X +816.86 (R2 = 0.695) y Y = 98.349X + 737.41 (R2 = 0.577) para determinar biomasa con base en DAP y altura de planta, respectivamente (Figuras 1A y 1B). Los valores del coeficiente de determinación para ambas variables reducen la confiabilidad a las ecuaciones para determinar la biomasa en las plantas de palma de 12 años; pero no se descarta, por lo que se sugiere aumentar la cantidad de repeticiones y plantas de mayor edad para estimar ecuaciones alométricas aplicables (Thenkabail et al., 2004: Leblanc et al., 2006). Sin embargo, para los productores es complicado proporcionar ejemplares para obtener muestras. Por esto, el número de plantas para muestreo destructivo se redujo en la región del Soconusco. La proporción de biomasa de raíces y biomasa aérea en este estudio fue 0.06, la cual es notablemente baja respecto a la de otros estudios. Las ecuaciones alométricas y transformaciones similares se han reportado en Abies religiosa (Kunth) Schltdl. & Cham. (Avendaño et al., 2009) y otras especies arbóreas, como Cupania dentata DC., Alchornea latifolia Sw. e Inga punctata Willd (Aquino-Ramírez et al., 2015). Por lo tanto, los resultados de nuestra investigación aun no corroboran el ajuste del modelo alométrico para determinar biomasa y C capturado, si se conoce DAP; lo que difiere de la altura de la planta, pues el modelo podría ser más preciso. Por esto más estudios son necesarios, con más muestras para lograr el acercamiento a los modelos aceptables en la literatura con otras especies.

Figura 1 Dispersión de los valores medidos y la línea de regresión generada con el modelo lineal para estimar la biomasa con base en diámetro a la altura de pecho (DAP) y altura total de E. guineensis Jacq. 

La relación entre DAP y altura de las plantas fue positiva (Figura 2). La ecuación lineal fue: Altura (m) = 0.029(DAP) + 1.439 y R2 = 0.762. Así, esta ecuación se puede usar para estimar la altura (m) de la planta con los datos de DAP (cm) en palma de aceite en la zona trópica húmeda de Chiapas.

Figura 2 Relación entre altura del árbol (m) y diámetro a la altura de pecho (DAP, cm). Dispersión de los valores medidos para estimar la altura de plantas de palma de aceite (E. guineensis Jacq.) y línea de regresión generada con el modelo. 

Ecuaciones alométricas para determinar el almacenamiento de carbono en plantas de palma de aceite

La cantidad de C puede depender de factores múltiples y Leblanc et al. (2006) señalaron que entre los principales están manejo nutricional, edad de la planta, factores climáticos como la precipitación y tipo de suelo. En nuestra investigación, independientemente de la variabilidad en los valores determinados, las cantidades de C no fueron diferentes entre sitios ni entre las plantas (p > 0.05). La palma de aceite, de alrededor de los 12 años de edad, con una densidad de 143 plantas ha-1 en la región Soconusco tiene potencial de almacenamiento promedio de 76.18 ± 0.047 Mg C ha-1 y tasa media de fijación anual de 6.53 Mg C ha-1. Los valores por hectárea y la tasa fija fueron superiores a los 42.87 Mg C ha-1 en plantas de palma reportados por Khalid et al. (2000), y 31.21 Mg C ha-1 en plantas de 12 años por Rodríguez et al. (2000)6. En contraste, Thenkabail et al. (2004) encontraron 14.75 y 14.94 Mg C ha-1 mediante imágenes satelitales (IKONOS Satellite Images); pero esta técnica difiere de la aplicada en nuestro estudio. Pulhin et al. (2014) usaron un sistema de muestreo destructivo, similar a nuestra investigación, y reportaron 55.0 Mg C ha-1 con un potencial de fijación de 6.1 Mg C ha-1 año-1, semejante a nuestro estudio.

Cuadro 2 Carbono almacenado (kg) en plantas de palma de aceite (E. guineensis Jacq.) en el Soconusco, Chiapas, México. 

Sitio Planta (número) Tallo Hojas Raíz Total
Tapachula 1 281.12 185.40 31.50 498.02
2 244.95 209.06 26.77 480.79
3 298.86 223.74 25.51 548.11
4 259.22 204.68 20.77 484.67
Promedio (σ) 271.04±23.8 205.72±15.8 26.13±4.4 502.90±31.0
Huehuetán 1 297.71 193.51 25.79 517.01
2 317.85 208.46 25.23 551.54
3 271.59 215.01 20.96 507.56
4 330.06 255.97 28.32 614.35
Promedio (σ) 304.30±25.6 218.24±26.7 25.08±3.1 547.62±48.3
Villa Comaltitlán 1 261.82 165.74 22.97 450.52
2 349.96 228.81 26.24 605.01
3 324.62 193.86 27.68 546.16
4 336.97 222.48 29.36 588.81
Promedio (σ) 318.34±39.1 202.72±28.9 26.56±2.7 547.63±69.3

Promedio (σ): valor promedio por sitio de muestreo ± desviación estándar.

Con el contenido total de C (tallo, hojas y raíz) de las 12 plantas muestreadas, se generaron ecuaciones alométricas para estimar la cantidad de C almacenado respecto a la altura de la planta, pues cuando se usó DAP el coeficiente de determinación (R2) no fue aceptable. La ecuación que se ajustó mejor fue la del modelo lineal (y = β0 + β1x) (Figura 3). Pocas muestras de campo podrían haber determinado el coeficiente bajo de determinación para la ecuación lineal, entre cantidad de C y altura de la planta, lo cual mejoró cuando se hizo la evaluación entre cantidad de C y DAP.

Figuras 3 Dispersión de los valores observados para estimar el C en plantas de palma de aceite (E. guineensis Jacq.) y la línea de regresión generalizada con el modelo linealizado. 

En Centroamérica y Asia el cultivo de palma de aceite tiene potencial de captura de C, con valores de 96.02 y 103.35 Mg de C ha-1, en los perfiles de suelo de 0 a 30 cm y 0 a 50 cm, (Leblanc et al. 2006; Ibrahim et al. 2007). Estas cantidades superan a las registradas en la fracción de raíces y suelo en nuestro estudio. Leblanc et al. (2006) y Ibrahim et al. (2007) reportaron capturas de 22.68 Mg de C ha-1 en la biomasa aérea, menor al promedio de C determinado en los tres municipios en la región Soconusco. Así, el almacenamiento de C en palma de aceite podría incrementarse con la interacción de factores, como ubicación geográfica favorable para este cultivo, precipitación anual entre 1800 y 2200 mm, temperaturas de 25 a 28 °C, suelos adecuados (sitio 1 Cambisoles y Acrisoles; sitio 2 Cambisoles y Solonchak, y sitio 3 Feozen y Cambisol y Solonchak), más profundos y salitrosos con su cercania a la costa del Pacífico (INEGI, 2010). Específicamente, el manejo agronómico de la plantación, con aplicaciones de mezclas de micros y macros nutrientes, necesarios para un desarrollo adecuado del cultivo, podría ser determinante en el almacenamientpo de carbono.

En la literatura se reportan cantidades de C capturado en sistemas de producción agrícola, desde 18.2 a 57.3 Mg de C ha-1 en caña de azúcar (Saccharum oficinarum L.). La variabilidad está determinada por factores agroclimáticos y calidad del suelo (Aryal et al., 2014). En otros sistemas agrícolas en Chiapas se han estimado capturas de C (Mg C ha-1) en 116.8 en acahuales, 46.7 en plantaciones de cercos vivos, 116.8 en pastizales de uso ganadero, 130.2 en plantaciones y cercos en café y 180.8 en milpas con callejones; la captura mayor fue por árboles establecidos en cada uno de estos sistemas y el reciclaje fue por la formación de madera (Alegre et al., 2004; Lapeyre et al., 2004; Díaz-Franco et al., 2007). En cultivos anuales la tasa de captura es 0.1 a 0.8 Mg de C ha-1 para el sistema maíz-frijol, en ellos se generan emisiones mayores de gases con efecto invernadero (GEI) cuando se usan agroquímicos y con la quema de los residuos de la cosecha; en pastizales para uso ganadero es 0.1 a 0.2 Mg de C ha-1; en áreas reforestadas es 4 a 8 Mg de C ha-1 y en el sistema agrosilvopastoril (plantas cultivables más poaceas) es 0.2 a 3.1 Mg de C ha-1.

Aunque hay métodos, protocolos y sistemas de gestión, se necesitan estandarizar los procesos para determinar y calcular las emisiones y fijación de C para tener resultados reales, reproducibles y comparables y seguir la huella del C en el cultivo. El método en esta investigación puede ser confiable para esas estimacions en E. guineensis en Chiapas, como se ha aplicado en otras especies forestales (Castilla, 2004; Avendaño et al., 2009).

Conclusiones

La palma de aceite tiene potencial de captura de carbono ligado al potencial de formación de biomasa, y es un cultivo importante en la mitigación del cambio climático. La mayor acumulación de este elemento es en el fuste, le siguen las ramas y luego las raíces. La técnica empleada permitió estimar la biomasa y el carbono secuestrado en este cultivo. Pero, las ecuaciones alométricas generadas fueron poco confiables para la predicción, por lo cual el número de repeticiones o muestras debe aumentarse, para reducir el error en el muestreo basado en el DAP e incluso la altura de la planta. La técnica de evaluación en esta investigación generó la base para evaluar la acumulación de carbono en la fracción aérea y subterránea de la planta en el trópico húmedo del sureste mexicano.

Agradecimientos

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por el financiamiento otorgado a esta investigación, mediante el proyecto intitulado: “Estimación e impacto ambiental de la captura de carbono en plantaciones de palma de aceite (Elaeis guineensis Jacq.) en el estado de Chiapas”, de la convocatoria de Proyectos de Desarrollo Científico para atender Problemas Nacionales (PDCPN2013-01). Clave 06/AGH/CBC/234/14 en la Dirección General de Investigación y Posgrado de la Universidad Autónoma de Chiapas.

Al Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Chiapas (COCYTECH) por el apoyo para la difusión de los resultados de este proyecto de investigación en el VI Congreso Internacional de Desarrollo Local (Universidad de Granma, Cuba).

Literatura Citada

Acosta, M. M., J. J. Vargas, A. M. Velázquez, y J. D. Etchevers. 2002. Estimación de la biomasa aérea mediante el uso de relaciones alométricas en seis especies arbóreas en Oaxaca, México. Agrociencia 36: 752-736. [ Links ]

Alegre, J., L. Arévalo, A. Ricse, D. Callo-Concha, y C. Palm. 2004. Secuestramiento de carbono con sistemas alternativos en el Perú. In: Muller, M., A. Gama-Rodrigues, I. Silva Fontes, e M. Carvalho (eds). Sistemas Agroflorestais, Tendencia da Agricultura Ecologica nos Tropicos, Sustento da Vida e Sustento de Vida. Sociedadee Brasileira de sistemas Agroflorestais, Comissao Executiva do plano da lavoura cacauria e Universidade Estadual do Norte Fluminense, Ilehues- BA. pp: 27-32. [ Links ]

Andrade, H. J., R. Brook, and M. Ibrahim. 2008. Growth, production and carbon sequestration of silvopastoral systems with native timber species in the dry lowlands of Costa Rica. Plant Soil 308: 11-22. [ Links ]

Aquino-Ramírez, M., A. Velázquez-Martínez, J. F. Castellanos-Bolaños, H. De los Santos-Posadas, y J. D. Etchevers-Barra. 2015. Partición de la biomasa aérea en tres especies arbóreas tropicales. Agrociencia 49: 299-314. [ Links ]

Aryal, D. R., B. H. De Jong, S. Ochoa-Gaona, L. Esparza-Olguin, and J. Mendoza-Vega. 2014. Carbon stocks and changes in tropical secondary forests of Southern Mexico. Agric. Ecosys. Environ. 195: 220-230. [ Links ]

Avendaño, D. M., M. M. Acosta, F. A. Carrillo, y J. D. Etchevers. 2009. Estimación de biomasa y carbono en un bosque de Abies. Fitotec. Mex. 32: 233-238. [ Links ]

Ávila, G., F. Jiménez, J. Beer, M. Gómez, y M. Ibrahim. 2001. Almacenamiento, fijación de carbono y valoración de servicios ambientales en sistemas agroforestales en Costa Rica. Agrofor. Am. 8: 32-35. [ Links ]

Brown, S. 2001. Measuring carbon in forests: current status and future challenges. Environ. Poll. 116: 363-372. [ Links ]

Castilla, C. 2004. Potencial de captura de carbono por la palma de aceite en Colombia. Palmas 25: 366-371. [ Links ]

Cayón, S. D. G. 1999. Apuntes sobre fisiología del crecimiento y desarrollo de la palma de aceite (Elaeis guineensis Jacq.). Palmas 20: 43-54. [ Links ]

Corley, R.V.H., and B. S. Gray. 1982. Growth and morphology. In: Corley, R.V.H., J. J. Hardon, and B. J. Wood (eds). Oil Palm Research. Elseiver, Amsterdam. pp: 7-21. [ Links ]

Derner, J. D., and G. E. Schuman. 2007. Carbon sequestration and rangelands - a synthesis of land management and precipitation effects. J. Soil Water Conserv. 62: 77-85. [ Links ]

Díaz-Franco, R., M. Acosta-Mireles, F. Carrillo-Anzures, E. Buendía-Rodríguez, E. Flores-Ayala, y J. D. Etchevers-Barra. 2007. Determinación de ecuaciones alométricas para estimar biomasa y carbono en Pinus patula Schl. et Cham. Madera y Bosques 13: 25-34. [ Links ]

Follett, R. F., and D. Reed. 2010. Soil carbon sequestration in grazing lands, societal benefits and policy implications. Rangel. Ecol. Manage. 63: 4-15. [ Links ]

Hairiah, K., S. Dewi, F. Agus, S. Velarde, A. Ekadinata, S. Rahayu, and M. van Noordwijk. 2011. Measuring Carbon Stocks Across Land Use Systems: A Manual. Bogor, Indonesia. World Agroforestry Centre (ICRAF), SEA Regional Office, 154 pages. http://www.worldagroforestry.org/sea/Publications/files/manual/MN0050-11/MN0050-11-1.pdf (Consulta: agosto 2016). [ Links ]

Ibrahim, M., M. Chacón, C. Cuartas, J. Naranjo, G. Ponce, P. Vega, F. Casasola, y J. Rojas. 2007. Almacenamiento de carbono en el suelo y la biomasa arbórea en sistemas de usos de la tierra en paisajes ganaderos de Colombia, Costa Rica y Nicaragua. Agrofor. Am. 47: 27-36. [ Links ]

Kaurichev, I. S., N. P. Panov, M. V. Stratonovich, I. P. Grechin, V. I. Savich, N. F. Ganzhara, y A. P. Mershin. 1984. Prácticas de Edafología. Ed. Mir, Moscú, URRS. 287 p. [ Links ]

Khalid, H., Z. Z. Zakaria, y J. M. Anderson. 2000. Cuantificación de la biomasa de la palma de aceite y su valor nutritivo en una plantación desarrollada. I. La biomasa encima del suelo. Palmas 21: 67-77. [ Links ]

Lapeyre, T., J. Alegre, y L. Arévalo. 2004. Determinación de las reservas de carbono de la biomasa aérea, en diferentes sistemas de uso de la tierra en San Martín, Perú. Ecol. Apl. 3: 35-44. [ Links ]

Leblanc H., R. Russo, J. J. Cueva, y E. Subía. 2006. Fijación de carbono en palma aceitera en la región tropical húmeda de Costa Rica. Tierra Trop. 2: 143-148. [ Links ]

NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). 2016. Trends in atmospheric carbon dioxide concentration. NOAA. http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg /trends/ . (Consulta: septiembre 2016). [ Links ]

Pacheco, E. F. C., A. Aldrete, A. G. Gómez, A. M. Fierros, A. B. Cetina, y H. H. Vaquera. 2007. Almacenamiento de carbón en la biomasa aérea de una plantación joven de Pinus greggii Engelm. Rev. Fitotec. Mex. 30: 251-254. [ Links ]

Prentice, I. C., G. D. Farquhar, M. J. R. Fasham, M. Goulden, M. Heimann, V. J. Jaramillo, H. S. Kheshgi, C. Le Quéré, R. J. Scholes, and D. W. R. Wallace. 2001. The carbon cycle and atmospheric carbon dioxide. In: Houghton, J. T. (ed.). Climate Change: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. Cambridge and New York, USA. pp: 183-237. [ Links ]

Pulhin, F. B., R. D. Lascob, and J. P. Urquiolab. 2014. Carbon sequestration potential of oil Palm in Bohol, Philippines. Ecosys. Develop. J. 4: 14-19. [ Links ]

SAS Institute, Inc. 2009. SAS/STAT User’s Guide: Statistics. 8th ed. SAS Institute, Inc. Cary, US. 846 p. [ Links ]

Schlichting, E., H. P. Blume, and K. Stahr. 1995. Bodenkundliches Praktikun, Berlin/Wien. Blockwell. Wissenschafts-Verlag. 295 p. [ Links ]

Smith, T. M., T. C. Peterson, J. N. Lawrimore, and R. W. Reynolds. 2005. New surface temperature analyses for climate monitoring. Geophysical Research Letters, Vol. 32, L14712. http://www.ncdc.noaa.gov/oa/climate/research/Smith-comparison.pdf (Consulta: febrero 2016). [ Links ]

Swift, R. S. 2001. Sequestration of carbon by soil. Soil Sci. 166: 858-871. [ Links ]

Thenkabail, P. S., N. Stucky, B. W. Griscom, M. S. Aston, J. Diels, B. Van Deer Meer, and E. Enclona. 2004. Biomass estimation and carbon stock calculations in the oil palm plantations of African derived savannas using IKONOS data. Int. J. Remote Sens. 25: 5447-5472. [ Links ]

5Towards new scenarios for analysis of emissions, climate change, impacts and response strategies. Informe de la reunión de expertos del IPCC celebrada del 19 al 21 de septiembre de 2007 en Noordwijkerhout (Países Bajos), Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, Ginebra, Suiza. 132 p.

6Carbono e Nitrogênio na biomassa aérea de cultivo do dendê em Latossolo Amarelo da Amazônia Ocidental. In: Congresso Brasileiro e Sistemas Agroflorestais: Manejando a biodiversidade e compondo a paisagem rural, Manaus, AM. Embrapa Amazônia Ocidental. pp: 82-84.

Recibido: Marzo de 2017; Aprobado: Julio de 2017

* Autor responsable. aleycoss@gmail.com

Creative Commons License Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative Commons