Fotosíntesis, biología del carbono y clima

La Agricultura Regenerativa busca restituir el carbono del suelo, pero no como un mero depósito inerte, sino como eje y base de todos los procesos biológicos relacionados con la fertilidad, la biodiversidad y la vida, como agente fundamental del ciclo del agua y la regulación del clima.

Mucho del discurso actual sobre el clima gira principalmente en torno al aumento de CO2 en la atmósfera. Si lo observamos en relación con otros gases atmosfericos, la realidad es que se trata de un gas bastante escaso: apenas un 0,04% de la atmósfera es carbono, una proporción pequeña si la comparamos con la de nitrógeno (78%), oxígeno (21%), argón (0,93%) y otros.

Para dar un sentido a los datos sobre la evolución del carbono atmosférico en los últimos decenios necesitamos ponerlos en relación con otros datos, como por ejemplo, las variaciones de oxígeno atmosférico, del carbono del suelo o de las alteraciones del ciclo del agua y, sobre todo, con la salud de los ecosistemas como factor amortiguador de extremos y regulador del clima.

Fotosíntesis y biología del carbono

El tráfico de carbono entre el suelo, las plantas y la atmósfera es siempre dinámico. Durante el día, gracias a la radiación solar, las plantas absorben CO2, incorporando carbono en forma de hidrato en su estructura, y liberando oxígeno y vapor de agua en el proceso. Ese oxígeno es respirado por animales y humanos. Si el suelo está sano, parte de ese carbono se queda en el suelo.

Durante la noche el proceso se invierte, lo que significa que esta dinámica varía entre las estaciones, en función de las horas de sol y la temperatura.

Todo en la naturaleza está enlazado de forma simbiótica y complementaria: los animales respiramos oxígeno y consumimos hidratos de carbono, que en el proceso de combustión libera CO2 y vapor de agua. Las plantas absorben CO2 y emiten oxígeno a la atmósfera. Es un círculo virtuoso perfecto.

Eso significa que el ciclo del carbono y el ciclo del agua -y por tanto la regulación del clima- están irremediablemente ligados a la fotosíntesis. Es vital tener en cuenta esto en una (agri)cultura que venera los suelos desnudos y «limpios» donde la fotosíntesis, y por tanto, la incorporación de carbono a las plantas y el suelo, se ha reducido considerablemente.

La materia orgánica muerta, rica en carbono (hojas, ramitas, restos de cosecha, estiércol, etc.) se descompone por la acción de microorganismos del suelo (bacterias, hongos, etc.) y del propio estiercol.

La acción de los microorganismos se complementa con el de las lombrices, que además de digerir el material vegetal y aportar su microbiología remueven y airean el suelo, lo hidratan y fertilizan. Estos pequeños organismos «digieren» el material biológico y también transforman los minerales del suelo en compuestos asimilables por las plantas, aumentando su biodisponibilidad.

En un suelo sano, cubierto y rico en materia orgánica, este material procesado por las lombrices y microorganismos y rico en carbono se queda en parte en el suelo. Es un proceso similar a lo que sucede en el intestino con la microbiota intestinal.

Parte de esos procesos de incorporación de carbono en el suelo lo realizan las micorrizas, una red de filamentos (hongos) que crecen a partir de las raíces de las plantas, especialmente de árboles y especies leñosas, que tienen la función de multiplicar la capacidad de absorción de nutrientes y agua de las plantas.

Es una relación simbiótica y mutuamente beneficiosa: las raíces proporcionan energía (hidratos de carbono) a los hongos, y éstos proporcionan a las raíces sales minerales que extraen de la roca madre, así como otros nutrientes y agua. Esta estructura filamentosa de los hongos constituye uno de los principalesreservorios de carbono y agu a.

Los hongos aumentan vertiginosamente el sistema radicular de la planta, permitiendo a las raíces llegar mucho más lejos en busca de nutrientes e incorporar mucho más carbono en el proceso.

El fruto de la simbiosis entre todos estos elementos es el humus: un suelo nutritivo, fértil, oscuro (rico en carbono), con una estructura esponjosa, capaz de retener el agua cuando llueve, sostener la vida y alimentar el ciclo del agua.

El micelio, es decir, la estructura de hongos que proliferan bajo tierra, se muestran en la superficie en forma de setas cuando se dan las condiciones adecuadas de temperatura y humedad, especialmente en otoño. Los hongos abundan en los bosques porque hay abundancia de raíces profundas y material en descomposición, especialmente en los bosques caducifolios, cuyos suelos están siempre cubiertos por la hojarasca, de suelo oscuro, ricos en humus, con alto contenido del agua. Estos bosques son auténticos motores del ciclo del agua.

El papel de los hongos en la salud de los ecosistemas obliga a repensar la agricultura moderna, que daña o elimina esta red subterránea de muchas formas: reduciendo la biodiversidad y eliminando árboles y setos, antiguamente presentes en toda granja, gestionando las adventicias con herbicidas, con el uso de antifúngicos, o usando maquinaria inadecuada o técnicas como el arado y el volteo.

Por ese motivo, en agricultura regenerativa ya no se habla de explotación, sino de granja. Una de las técnicas más en auge actualmente es la Agroforestería Sintrópica, que une en un mismo ecosistema árboles y distintos tipos de cultivos, generando un entorno altamente productivo y saludable.

Microbiota y microbioma

El proceso de digestion de la materia orgánica en el suelo y el proceso de digestion de los alimentos en el intestino son, en realidad, espejo uno de otro. La microbiota intestinal necesita dos elementos fundamentales: microorganismos beneficiosos y materia orgánica que alimente a esas bacterias. Trasladado al lenguaje de nuestra propia fisiología, el suelo necesita probióticos y prebióticos.

La microbiología del suelo se renueva constantemente cuando hay estiércol de hervíboros, cuyo estómago es un laboratorio productor de microorganismos. Cuando cae al suelo, el estiercol aporta al suelo un material rico en carbono a medio digerir, y también las bacterias presentes en el sistema digestivo del animal. Haciendo una analogía con nuestra propia biología, el estiércol animal es rico en prebióticos y en probióticos: no sólo aporta fibra sino bacterias beneficiosas que se incorporan al suelo y diversifican su microbiológia.

En la naturaleza la materia vegetal serían los alimentos prebióticos, por eso es tan importante que los suelos estén siempre cubiertos.

Siguiendo con la analogía, de la misma forma que una alimentación desequilibrada, inapropiada, demasiado procesada y falta de vitalidad afecta a la macrobiota intestinal, y que los antibióticos directamente destruyen nuestra microbiología, dañando la salud, los biocidas en agricultura (pesticidas, herbicidas, fungicidas) afectan al microbioma del suelo afectando a todo el ecosistema. El resultado es un suelo más pobre, con menor contenido en microorganismos beneficiosos y en nutrientes, menos materia orgánica, por tanto mayor riesgo de erosión, menor capacidad para retener agua, mayor dependencia del agua de riego y presión sobre acuíferos. Lógicamente, también influye en los alimentos cultivados en este suelo empobrecido, y en nuestra microbiota intestinal cuando los ingerimos.

Los enemigos del suelo y la fotosíntesis

Entender cómo podemos restaurar la biología del carbono requiere, en primer lugar, saber cómo estamos alterándola. Podríamos decir que las prácticas más comunes de la agricultura industrial, con su carácter extractivo y simplificador, dañan de una forma u otra la salud del suelo.

Arado y volteo. El arado deja expuesto el carbono del suelo al oxígeno atmosférico, favoreciendo su oxidación (y por tanto aumento del carbono atmosférico). También rompe la estructura del suelo (raicillas y micorrizas), exponiendo los microorganismos anaerobios al oxígeno del aire y sepultando los aerobios. Otro elemento fundamental dañado por estas prácticas son las delicadas lombrices. El uso de productos químicos para compensar toda esta alteración agudiza la compactación del suelo, la pérdida de carbono, la alteración del ciclo del agua y la reducción de microbiología del suelo.
Suelos desnudos. Otro aspecto fundamental de la agricultura industrial es que se centra sólo en la vegetación productiva eliminando todo lo demás. Este enfoque inactiva la fotosíntesis en grandes territorios durante gran parte del año, y erradica la red subterránea de raicillas y micorrizas. Los suelos sin materia orgánica no pueden restaurar el carbono del suelo y todo lo que conlleva de fertilidad, esponjosidad, capacidad para retener agua, etc..
Monocultivos. Es una práctica habitual en la agricultura industrial eliminar toda vegetación no productiva para convertir los campos en extensos territorios destinados exclusivamente a un solo cultivo. Dado en en la naturaleza todo está organizado en comunidades simbióticas, los monocultivos desbaratan muchos procesos autorregenerativos del suelo.
Uso de agroquímicos que suplantan e inhiben los procesos biológicos naturales y dañan la microfauna, microbiología y estructura interna del suelo.

Fotograma del documental Ganado o Desierto

Separación estricta entre agricultura y ganadería (explotaciones separadas en lugar de granja) rompiendo la necesaria simbiosis entre ambas esencial para un suelo vivo.
Separación de los animales del terreno, con la creación de grandes recintos donde los animales son confinados en el interior (ganadería industrial). No sólo la calidad de vida de los animales es deplorable, sino que obliga a traer su alimento desde zonas lejanas, con el gasto que supone y las emisiones que genera el transporte de mercancías. La respuesta está en la ganadería regenerativa.
El hecho de confinarlos en espacios cerrados impide también cerrar el ciclo de la fertilización del suelo in situ, lo que genera un enorme problema de gestión de residuos que acaba afectando acuíferos y cursos de agua.

La suma de estas prácticas implican la desaparición de la fotosíntesis durante parte del año, afectando a la biología del carbono, y todos los procesos vitales que de ella dependen.

La transformación de ecosistemas productivos en simples sustratos de cultivo destruye los servicios ecosistémicos derivados de las relaciones simbióticas entre plantas, microbiología y fauna, incrementando la necesidad de agroquímicos y afectando a la fertilidad, el ciclo del agua local y la regulación del clima. Se trata de un círculo vicioso interminable. que conduce a la destrucción del suelo y de las funciones ecosistémicas del paisaje agrícola.

Una agricultura y gestión del territorio basada en suelos desnudos, escasa materia orgánica y poca o nula biodiversidad tiene un impacto directo en la biología del carbono: una insuficiente fotosíntesis contribuye a que parte del carbono que debería estar en el suelo y las plantas permanezca en la atmósfera, generando «soluciones» que atienden el síntoma sin tener en cuenta la constelación de causas que contribuyen a desregular el clima.

Ilustración: Emma Lawrence https://www.emmalawrence.com

Agricultura extractiva y carbono atmosférico

Observar ecosistémicamente todo el cuadro, o al menos lo que sabemos de él, puede darnos muchas claves sobre la dirección en que necesitamos avanzar. Y poner los datos en relación con otros es imprescindible para saber qué es lo que la naturaleza necesita de nosotros.

Este gráfico muestra la evolución de la concentración de CO2 y O2 en la atmósfera desde 1960. Es interesante observar la relación inversa de las curvas: no sólo ha aumentado el CO2, sino que la concentración de oxígeno en la atmósfera ha ido disminuyendo. La forma dentada de las curvas se corresponden con las diferencias en la fotosíntesis entre las estaciones con más horas de sol –primavera y verano- y con menos -otoño e invierno-.

Lo que la gráfica no muestra es que en esos años en que la cantidad de carbono atmosférico ha ido aumentando, también ha ido disminuyendo el carbono del suelo, como lo muestran las estadísticas sobre desertificación de los suelos agrícolas.

Observando en conjunto la evolución de estos dos gases, CO2 y O2, relacionados entre sí durante la fotosíntesis –que capta carbono y vierte oxígeno a la atmósfera- podemos preguntarnos hasta qué punto el aumento del carbono atmosférico y la disminución de oxígeno no son distintos aspectos de un mismo fenómeno, esto es, de la disminución la fotosíntesis como consecuencia de las prácticas de la agricultura industrial mencionadas.

Es interesante relacionar los datos sobre la evolución del carbono atmosférico con otro dato: la humedad del suelo. La figura de la derecha recoge el grado de hidratación de los suelos a nivel global, según un estudio publicado en 2025 en la revista Science. Aunque esta desecación se atribuye al cambio climático, en realidad podríamos preguntarnos hasta qué punto no se trata del proceso opuesto, como demuestran las experiencias de rehidratación de suelo y restauración de ecosistemas llevadas a cabo en tantos lugares.

El carbono del hace de esponja del agua cuando llueve. Un suelo deshidratado y con poca capacidad para retener agua es un suelo falto en carbono orgánico. Las prácticas de la agricultura industrial, con las grandes extensiones de suelo desnudo, el arado repetido y la aplicación de agroquímicos tienen como consecuencia un empobrecimiento paulatino del carbono en el suelo (con todo lo que ello conlleva) y por tanto de su fertilidad y capacidad de retener agua cuando llueve.

Imagen RegenagZa retenga-org.za

Dado que tanto la fotosíntesis (la vegetación) como el carbono del suelo cumplen un papel fundamental en el ciclo del agua y la regulación del clima, cabe preguntarse también hasta qué punto la desertificación, la sequía -y la otra cara, las inundaciones y los megaincendios– no son en parte el resultado de la disrupción del ciclo del carbono y no al revés, como se cree.

La principal causa de degradación del suelo y de mineralización del mismo es el enfoque extractivo-industrial de la agricultura y la ganadería. La agricultura regenerativa, por el contrario, busca trabajar con -y no contra- la naturaleza, lo cual implica, entre otras muchas cosas restablecer altos niveles de carbono del suelo no como un objetivo lineal dentro de un marco de pensamiento mecanicista, sino porque el carbono es la piedra angular de la vida.

El impacto de las buenas prácticas no son solo sobre la temperatura, sino sobre el ciclo del agua, la biodiversidad, la fertilidad y la vida.

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