La acción humana altera el equilibrio de nitrógeno y fósforo, elementos esenciales para la vida

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La acción humana altera el equilibrio de
nitrógeno y fósforo, elementos esenciales
para la vida
Dos investigadores españoles publican hoy un artículo que plantea a la
comunidad científica internacional los efectos del desequilibrio de
nutrientes. La agricultura de precisión, la biotecnología, impulsar normativas
para reciclar el fósforo y reducir la producción ganadera son algunas
soluciones que plantean.

SINC                        20/1/2022 20:00 CEST

La revista Science publica hoy un artículo perspectiva de los investigadores
del Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales, Josep
Peñuelas y Jordi Sardans respecto al desequilibrio de nutrientes en la tierra,
sus efectos en la vida y las posibles soluciones. El escrito se basa en datos
de recientes estudios de ambos especialistas, y plantea a la comunidad
científica internacional el estado de la cuestión y su alcance. Asimismo,
proponen alternativas y soluciones orientadas a personas con poder político
de decisión.

De acuerdo con Peñuelas y Sardans, los ecosistemas y las especies están en

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riesgo debido al desequilibrio mundial de nutrientes que estamos
provocando los seres humanos y que altera la proporción de nitrógeno y
fósforo en la tierra y en las aguas, dos elementos son esenciales para la
vida. Tanto el nitrógeno como el fósforo inciden en la tasa de crecimiento de
microorganismos, plantas, y animales.

              Los ecosistemas y las especies están en riesgo
                debido al desequilibrio mundial de nutrientes

Las especies vegetales necesitan CO 2 para realizar la fotosíntesis y
nutrientes para crear sus estructuras, entre los que es clave la proporción de
nitrógeno y fósforo. Además, para que el crecimiento sea óptimo, se
requieren cantidades y proporciones adecuadas de nitrógeno y fósforo.
Ahora bien, en las últimas décadas los humanos hemos enriquecido la
biosfera con nitrógeno mediante una fertilización excesiva y, por lo tanto,
hemos modificado su relación con el fósforo.

“Ha llegado el momento de que las agencias medioambientales nacionales e
internacionales y las personas con responsabilidad política reconozcan los
riesgos que supone para la biosfera y la humanidad el desequilibrio entre
nitrógeno y fósforo. Los organismos ambientales internacionales deberían
abordar el problema mediante una política internacional coordinada”, de
acuerdo con el investigador Josep Peñuelas, profesor de investigación del
CSIC en el CREAF.

Alternativas al desequilibrio
Entre las posibles alternativas, los expertos recomiendan aumentar la
eficiencia en el uso y el ciclo del nitrógeno y el fósforo gracias a la
agricultura de precisión, que evita aplicar fertilizantes de manera
desproporcionada. También abogan por aplicar métodos, tanto de gestión
como con biotecnología innovadora, que intensifiquen la eficiencia de las
plantas al captar nutrientes y al beneficiarse de las fuentes de fósforo. Otras
políticas necesarias que apuntan Peñuelas y Sardans son estimular el
reciclaje de fósforo mediante reglamentos, subvenciones o leyes de alcance
nacional y regional, así como reducir la producción ganadera. Este tipo de

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soluciones se encuentran en fase inicial de aplicación.

Entre las posibles alternativas, los expertos recomiendan
aumentar la eficiencia en el uso y el ciclo del nitrógeno y
      el fósforo gracias a la agricultura de precisión

Los humanos estamos fertilizando en exceso la biosfera con nitrógeno a
través de los óxidos de este compuesto emitidos al quemar combustibles
fósiles. Al plantar cultivos fijadores con nitrógeno, y al usar fertilizantes
enriquecidos que, además, se filtran hacia los cursos de agua. A pesar de
que también hay actividades humanas que han aumentado la cantidad de
fósforo en los suelos y las aguas –por ejemplo, aplicar fertilizantes y
detergentes ricos en este elemento–, el aumento global de la presencia de
fósforo en la tierra sigue siendo menor que el de nitrógeno.

De hecho, son dos problemas sinérgicos. Por un lado, la presencia de
nutrientes en la tierra se ha incrementado de forma desmesurada, y por el
otro, se ha alterado el equilibrio entre nitrógeno y fósforo. Cuando el medio
presenta demasiados nutrientes, se eutrofiza: el aumento de sustancias
nutritivas en aguas dulces provoca que algas y fitoplancton crezcan de
forma descontrolada, hasta que se colapsa el ecosistema. Por ello, algunos
países han impulsado estrategias para tratar el agua orientadas a reducir la
concentración de ambos compuestos químicos. Sin embargo, la tecnología
utilizada por las plantas de tratamiento de aguas retiene más fósforo que
nitrógeno, lo cual fomenta aún más desequilibrio entre los dos nutrientes.

Una estabilidad en entredicho
El desequilibrio a escala mundial entre nitrógeno y fósforo puede ser aún
mayor a escala local y regional, ya que los aportes de ambos compuestos no
están repartidos de manera uniforme por todo el mundo. Asimismo, porque
tienen una capacidad muy diferente de afectar al medio ambiente: el fósforo
por ejemplo es menos soluble en agua y no se volatiliza, a menudo se
adsorbe y precipita en el suelo en forma mineral, y permanece enterrado en
los sedimentos. Por ello, tiende a permanecer cerca de su fuente de emisión.
Por el contrario, el nitrógeno es mucho más soluble en agua y mucho más

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volátil, lo cual facilita que se disperse en un radio mayor de su fuente de
emisión.

                   Los impactos biológicos del creciente
                desequilibrio entre los dos nutrientes se han
            observado en las masas de agua continentales, en
               la estructura y función de las comunidades de
                            seres vivos del suelo

Los impactos biológicos del creciente desequilibrio entre los dos nutrientes
se han observado en las masas de agua continentales, en la estructura y
función de las comunidades de seres vivos del suelo, así como en la
composición de especies de las comunidades de las plantas. La falta de
estabilidad tendrá un impacto cada vez mayor, a medida que el desequilibrio
continúe inclinándose en la misma dirección.

Crisis humana por el fósforo
La seguridad alimentaria y la producción agrícola son las grandes
perjudicadas por esta falta de equilibrio, que impacta de manera directa
sobre los ecosistemas naturales y las personas. Los fertilizantes que
contienen nitrógeno tienen una fuente ilimitada –la atmósfera– de la que se
puede extraer este nutriente mediante la reacción de Haber-Bösh. Esta
innovación ha permitido que su producción aumente de forma continua, así
como su uso como fertilizante desde la década de 1950. Sin embargo, las
fuentes de fósforo se han limitado en gran medida a las minas y se
concentran en muy pocos países, como por ejemplo Marruecos.

En este sentido, el fósforo podría llegar a ser económicamente inaccesible
para los países de bajos ingresos y con déficit alimentario, a medida que
estas fuentes se agoten o no se hagan disponibles por cuestiones
geopolíticas y económicas. En el futuro es probable que los países
productores de fósforo gestionen sus reservas para maximizar los
beneficios de sus industrias mineras y agrícolas nacionales, haciendo que
los fertilizantes a base de fósforo sean cada vez más inasequibles para los
agricultores de los países más pobres y agravando, aún más, el desequilibrio

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entre los dos nutrientes en las regiones donde el problema es más acusado.
Sería una crisis que agravaría aún más la brecha económica entre los países
ricos y los pobres.

Enfermos de fósforo y nitrógeno
La falta de equilibrio entre estos dos elementos en el suelo modifica la
composición química de los cultivos y puede llegar a afectar a la salud de las
personas que consumen productos cultivados en esos terrenos y, por tanto,
se produce un problema de salud pública. Por ejemplo, en las regiones
donde existe un uso excesivo de fertilizantes inorgánicos y orgánicos de
fósforo, el fósforo se acumula en los suelos y en las masas de agua.

   El desequilibrio de nutrientes afecta enfermedades
     humanas infecciosas y no infecciosas que están
             fuertemente asociadas a la dieta

Los alimentos producidos en estos entornos pueden provocar que la
población local consuma fósforo en exceso, lo que puede tener
implicaciones negativas para su salud. Se conoce también que el
desequilibrio de nutrientes afecta enfermedades humanas infecciosas y no
infecciosas que están fuertemente asociadas a la dieta, como la
enfermedad de la celiaquía. Los investigadores del CREAF ya alertaron en
2021 que la excesiva fertilización de cultivos de trigo con nitrógeno podría
explicar la alta prevalencia de la celiaquía.

Por último, los investigadores del CREAF apuntan que cuando se
desestabiliza la relación entre el nitrógeno y el fósforo, las actividades
humanas también generan desequilibrios entre otros elementos. Por
ejemplo, se han observado cambios en la relación entre el carbono y el
nitrógeno, en relación con el hierro, el zinc, el calcio y el potasio, entre otros,
en los tejidos vegetales.

Derechos: Creative Commons.

  TAGS    AGRICULTURA       BIOTECNOLOGÍA

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