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Efectos del exceso de CO2 en las plantas

Publicado en 8 agosto, 2019

Entornos inteligentes, Inteligencia artificial IOT,

Los cultivos y la vegetación en general precisan de dióxido de carbono para crecer y desarrollarse, pero un exceso de CO2 en las plantas también puede tener un beneficio limitado.

Recordando el ciclo del carbono

En primer lugar y antes de explicar por qué una mayor concentración de CO2 no resulta tan positiva como cabría esperar, resulta conveniente hacer un breve recordatorio de qué es el ciclo del carbono y el papel que juegan las plantas.

Todos los seres vivos tienen como base el carbono, así que este elemento químico constituye la columna vertebral de la vida en la tierra, puesto que:

  • Regula la temperatura terrestre.
  • Contribuye a generar alimentos.
  • Proporciona energía.

Las plantas, durante el día y gracias a la luz del sol y el proceso de fotosíntesis, capturan el CO2 atmosférico y lo transforman en los carbohidratos que precisan para crecer, liberando al mismo tiempo oxígeno. El proceso se invierte durante la noche, capturando oxígeno y liberando CO2.

Las plantas, por tanto, ejercen como almacenes de carbono. De ahí que muchas veces se hable de ellas como sumideros de carbono.

¿Qué impacto tiene un exceso de CO2 en las plantas?

Partiendo de la explicación anterior se podría llegar a la conclusión de que cuanto más CO2 haya en la atmósfera, más y mejor crecerán las plantas. Pero los procesos naturales son mucho más complejos de lo que aparentan.

A fecha de redacción del presente artículo, julio de 2019, y según la información que ofrece la web de la NASA (1), la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera es de 412 partes por millón (ppm), la cifra más elevada desde que se tienen registros.

Efectos del exceso de CO2 en las plantas

Ante este incremento en la concentración de CO2, las plantas se están adaptando de forma gradual, incrementando su tamaño y su capacidad fotosintética, lo que está conduciendo al “reverdecimiento” del planeta. Así, diversos estudios como el de Campbell et al. (2017) señalan que las plantas están convirtiendo un 31 % más de dióxido de carbono en materia orgánica que antes de la Revolución Industrial.

Pero estudios más recientes ya han comenzado a contradecir esta supuesta bonanza.

5 evidencias que muestran que lo bueno en exceso puede terminar siendo malo

La web Skeptical Science (2) explica con una analogía muy clara por qué demasiado CO2 puede ser perjudicial: si un facultativo receta la administración de una pastilla, tomar cuatro pastillas no significa una curación cuatro veces más rápido o cuatro veces mejor. Es más, el paciente es probable que termine enfermando por un uso inadecuado del medicamento.

Las plantas, para poder desarrollarse con plenitud, no dependen solo de una mayor o menos concentración de CO2, ya que su metabolismo precisa también de otra serie de elementos que deben estar en equilibrio.

En el siguiente listado se recogen algunos hechos contrastados que corroboran esta idea:

  • Las plantas cuyo crecimiento se ha visto acelerado por el CO2 necesitan un aporte extra de agua, un recurso cada vez más escaso a medida que aumenta la temperatura del planeta y se modifican los regímenes de precipitación.
  • Una concentración demasiado alta de CO2 provoca una reducción de la fotosíntesis en algunas plantas y reduce la calidad nutricional de alimentos básicos como el trigo. Así, Myers et al. (2014) demostraron que cultivos básicos como el arroz o las patatas pierden entre 5-10 % de hierro, zinc y proteínas cuando se cultivan en condiciones 550 ppm de carbono.
  • Una cantidad limitada de nitrógeno condiciona los beneficios del CO2 (3). Aunque esta cuestión podría resolver con la adición de fertilizantes, esta solución podría aumentar también el riesgo de contaminación y eutrofización.
  • Algunas especies de cultivos, como la soja, se hacen más vulnerables al ataque de los insectos.
  • La vegetación sometida a altas concentraciones de CO2 tiende a engrosar sus hojas, un aspecto que Kovenock & Swann (2018) sugieren que podría exacerbar los efectos del cambio climático al reducir la eficiencia en el secuestro del carbono atmosférico.

¿Cómo reducir las emisiones de CO2?

Aunque las plantas generan un efecto de esponja en lo que se refiere al CO2, reforestar y conservar las zonas verdes y áreas boscosas del planeta no es suficiente para reducir las emisiones de CO2.

De hecho, las investigaciones de Green et al. (2019) sugieren que la vegetación podría no ser capaz de seguir absorbiendo emisiones de carbono al ritmo actual habida cuenta de los efectos que tienen las recurrentes sequías e inundaciones.

Así que iniciativas como la reforestación del 11 % del planeta para reducir en un 25% las emisiones de CO2 no resultan viables si no se acompañan de medidas orientadas a reducir a cero las emisiones actuales, algo en lo que el propio equipo investigador que ha elaborado la propuesta incide (4). Y estas medidas requieren, entre otros aspectos, cambiar de forma radical los patrones de movilidad y fomentar el uso de energías renovables que reduzcan el consumo de combustibles fósiles.

La vegetación, en resumen, necesita del CO2 para crecer, pero ni tiene la capacidad suficiente para absorber el conjunto de emisiones antropogénicas y naturales ni los efectos de un exceso de CO2 en las plantas son, a la larga, los deseados. La única forma de evitar que la temperatura del planeta siga incrementándose a consecuencia del calentamiento global es reduciendo todas las emisiones, una tarea en la que la monitorización a través de dispositivos IoT como los que ofrece ENVIRA IoT y otras tecnologías como la inteligencia artificial pueden resultar fundamentales.

Referencias:

– (1) NASA Change (2019). Carbon Dioxide Concentration | NASA Global Climate Change. https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/
– (2) Skeptical Science (2015). Plants cannot live on CO2 alone. https://skepticalscience.com/co2-plant-food.htm
– (3) Sneed, A. (2018). Ask the experts: does rising CO2 benefit plants?. Scientific American. https://www.scientificamerican.com/article/ask-the-experts-does-rising-co2-benefit-plants1/
– (4) Carrington, D. (2019). Tree planting ‘has mind-blowing potential’ to tackle climate crisis. The Guardian. https://www.theguardian.com/environment/2019/jul/04/planting-billions-trees-best-tackle-climate-crisis-scientists-canopy-emissions
– Campbell, J., Berry, J., Seibt, U., Smith, S., Montzka, S., & Launois, T. et al. (2017). Large historical growth in global terrestrial gross primary production. Nature, 544(7648), 84-87. doi:http://doi.org/f9xxnp
– Green, J., Seneviratne, S., Berg, A., Findell, K., Hagemann, S., Lawrence, D., & Gentine, P. (2019). Large influence of soil moisture on long-term terrestrial carbon uptake. Nature, 565(7740), 476-479. doi:http://doi.org/gftrpf
– Kovenock, M., & Swann, A. (2018). Leaf trait acclimation amplifies simulated climate warming in response to elevated carbon dioxide. Global Biogeochemical Cycles, 32(10), 1437-1448. doi:http://doi.org/gd886k
– Myers, S., Zanobetti, A., Kloog, I., Huybers, P., Leakey, A., & Bloom, A. et al. (2014). Increasing CO2 threatens human nutrition. Nature, 510(7503), 139-142. doi:http://doi.org/gc3fqj

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