Sobredosis de nitrógeno: contaminando nuestros ecosistemas y alimentando el cambio climático

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*Álvaro Gutiérrez: Académico del Departamento de Ciencias Ambientales y Recursos Naturales Renovables Facultad de Ciencias Agronómicas Universidad de Chile. *Rodrigo Gutiérrez: Académico Pontificia Universidad Católica de Chile e Investigador del Instituto Milenio de Biología Integrativa (iBio).

 La importancia de las plantas y porque es fundamental cuidar nuestra relación con el medio ambiente para la salud de la humanidad.

Las plantas representan el 80% de la biomasa de la Tierra. Su biodiversidad es crucial para el funcionamiento y la integridad de los ecosistemas. Las plantas son clave también para nosotros, los seres humanos, pues nos proveen de oxígeno, alimentos y una multitud de materias primas necesarias para el funcionamiento de nuestras sociedades.

La domesticación de las plantas jugó un rol fundamental en el desarrollo de las civilizaciones. El cultivo de las plantas y el desarrollo de sistemas de producción de alimentos cada vez más eficiente ha sido fundamental para la subsistencia y el crecimiento de las sociedades. Sin embargo, el aumento sostenido en la población mundial, los cambios en el uso de la tierra con otros fines (e.g. edificación, industrias), el avance de la desertificación  producido por el cambio climático han puesto una gran presión en los sistemas productivos agrícolas.

Para maximizar la productividad de los cultivos, es fundamental fertilizar (alimentar) a las plantas adecuadamente. Los fertilizantes a base de nitrógeno aumentan la productividad agrícola pero también tienen efectos perjudiciales sobre el medio ambiente y la salud humana.

El nitrógeno es el nutriente mineral requerido en mayor cantidad por las plantas, y su disponibilidad, o falta de éste, limita el crecimiento y desarrollo de la planta, el rendimiento del cultivo y la producción primaria a escala planetaria. Las formas de nitrógeno biológicamente disponibles, como el nitrato o el amonio, son escasas en los sistemas naturales y agrícolas. En consecuencia, el nitrógeno eliminado del suelo en los productos de cultivo o por por acción del agua en los suelos, debe ser suplementado para mantener la productividad agrícola en el tiempo. Los fertilizantes sintéticos, como la urea o el nitrato de amonio, son las principales fuentes de nitrógeno aplicado a los cultivos y representan hasta el 50% de los costos operativos en la agricultura.

Fotografía de www.portalfruticula.com

De ~120 teragramos (120*1012 g) de nitrógeno anual utilizado para la producción de alimentos a nivel mundial, solo el ~10% llega a ser consumido por las personas. La mayor parte del nitrógeno no es aprovechado. Una buena parte, entre el 50 y el 75% del nitrógeno aplicado al campo, no es utilizado por los cultivos y, por lo tanto, se pierde en el suelo o se libera a la atmósfera como gases de nitrógeno. Estas pérdidas de nitrógeno no han mejorado sustancialmente en 50 años, a pesar de los importantes avances tecnológicos y científicos que han mejorado el entendimiento de eficiencia en el uso del nitrógeno en las plantas, y el manejo de los fertilizantes en cultivos agrícolas.

El exceso de nitrógeno en el ambiente puede causar la eutrofización de los sistemas terrestres y acuáticos, ejemplificados dramáticamente por zonas muertas como la que se encuentra en el norte del golfo de México. De particular preocupación hoy día, es que el nitrógeno se puede también transformar en gases con efecto invernadero potentes que contribuyen significativamente al calentamiento global. El manejo adecuado de los fertilizantes y el desarrollo de cultivos más eficientes en su uso tiene entonces un potencial enorme de transformarse en una solución basada en la naturaleza que contribuya a la mitigación del calentamiento global.

Se ha estimado que mejorar la eficiencia del manejo de los fertilizantes tiene un potencial de mitigación de 100 Tg CO2 equivalente al año a escala global a través de la reducción de la magnitud de emisiones y la mejora en la absorción del carbono. En Chile, un 41% de las emisiones de CO2 equivalente en el sector silvoagropecuario corresponden al uso de fertilizantes nitrogenados. No obstante, cambios en la fertilización de los campos se ha considerado muy poco a la hora de reducir las emisiones en Chile y el mundo. Esta contribución debe ser considerada apropiadamente e implementar políticas de mitigación del cambio climático, que además podrían tener importantes beneficios para la productividad de los cultivos, el costo de producción y la contaminación del medio ambiente.

Una profunda transformación está ocurriendo en el mundo. Con cerca de 8 billones de humanos en la Tierra y cada uno con la necesidad de alimentarse, la presión de sostener o aumentar la producción agrícola hace cada vez más difícil mantener los ecosistemas terrestres. Los cambios que el humano está gatillando a escala global demandan nuevas aproximaciones de manejo de los sistemas agrícolas. El manejo agrícola con enfoque sistémico y basado en evidencias científicas puede sostener o mejorar las propiedades funcionales de los ecosistemas que además sostienen la biodiversidad y los servicios ecosistémicos de los cuales depende la sociedad. Con este enfoque podríamos asegurar que la base productiva para las futuras generaciones sea sostenidas de manera que les provean las mismas o mejores oportunidades que nosotros hemos tenido, para que ellas hagan sus propias elecciones.