La población mundial ya ha superado los ocho mil millones de personas, y con su constante crecimiento aumenta también su demanda de alimentos. Para satisfacerla, la agricultura se ve obligada a maximizar su producción empleando sustancias como los fertilizantes, que presentan un coste ambiental elevado: su fabricación y aplicación contaminan el aire, el suelo y el agua.

Reducir el uso de estos productos y buscar alternativas con un bajo impacto ambiental constituyen dos de los grandes retos actuales del sector, para los que la ciencia ya está buscando soluciones. Las normativas de los países, incluidos los de la Unión Europea, cada vez son más restrictivas con el objetivo de minimizar el uso de componentes no naturales aplicados en agricultura.

En particular, cuando se usan fertilizantes nitrogenados, como la urea, el cultivo solo asimila una fracción del nitrógeno. El resto pasa a las aguas subterráneas o vuelve a la atmósfera en forma de gases como el óxido nitroso, que tiene un efecto invernadero hasta 300 veces más potente que el dióxido de carbono.

Los fertilizantes basados en otro nutriente imprescindible para las plantas, el fósforo, también generan problemas ambientales. Su fabricación a partir de ácido fosfórico genera un subproducto, el fosfoyeso, a menudo peligroso y altamente contaminante.

Aunque la industria de los fertilizantes fosforados no está especialmente instaurada en España, en Huelva existe una gran balsa de fosfoyeso sobre las marismas del río Tinto que acumula aproximadamente 100 millones de toneladas generadas entre 1967 y 2010.

Las estrategias que se barajan para reducir el uso de estos productos tienen diferentes enfoques. Por una parte, se han desarrollado fertilizantes que se adaptan a las necesidades de las plantas, reduciendo sus pérdidas, y que pueden aplicarse además conjuntamente con ciertos microorganismos del suelo que ayudan a los vegetales a tomar los nutrientes.

Otra opción consiste en lograr variedades de los cultivos capaces de liberar moléculas a través de sus raíces que inhiben el crecimiento de los microorganismos que convierten los compuestos nitrogenados de los fertilizantes en nitrato, una sustancia que contamina las aguas subterráneas, ríos y mares.

Se estima que si se emplearan mundialmente variedades de trigo con esta particularidad podría reducirse hasta en un 15 % la necesidad de utilizar fertilizantes nitrogenados.

Otra alternativa es la aplicación agrícola de compuestos naturales extraídos de plantas, algas o fermentados biológicos, como la melatonina vegetal o fitomelatonina, que regula multitud de funciones vegetales, como la germinación de semillas y el crecimiento y la maduración de los frutos.

Poner en marcha estas estrategias a nivel global supondría una reducción considerable de los impactos ambientales debidos a la agricultura, aunque para ello es necesario superar primero las barreras que aún existen a su implantación. Y tampoco podemos olvidarnos de que estas medidas no son suficientes por sí mismas y deben ir acompañadas por una revisión del actual modelo de consumo y producción de alimentos.

Salud,

Lucía Caballero

Coordinadora internacional / Editora de Medio Ambiente y Energía

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El desafío de satisfacer la demanda mundial de alimentos de manera sostenible

Javier Erro Garcés, Universidad de Navarra

El aumento de la población mundial exige una producción de cultivos cada vez mayor, lo que exige un creciente empleo de fertilizantes que contaminan el suelo y el agua. Aquí se ofrecen algunas alternativas para reducir su uso y su impacto ambiental.

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Fertilizantes de nitrógeno, tan imprescindibles como contaminantes

Antonio Rafael Sánchez-Rodríguez, Universidad de Córdoba

Se calcula que la agricultura origina entre el 60 y el 70 % de las emisiones de óxido nitroso generadas por la actividad humana, asociadas en gran medida al uso de fertilizantes nitrogenados.

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Cómo optimizar el uso de fertilizantes para reducir su impacto ambiental

Laura Díaz Guerra, Universitat de Vic – Universitat Central de Catalunya

El test de nitratos en la base de los tallos del maíz permite analizar los niveles de este compuesto en las plantas para así optimizar su fertilización.

Panorámica de las balsas de fosfoyeso de Huelva. Jesús D. de la Rosa

Necesitamos fertilizantes para alimentar al planeta, pero ¿qué hacemos con sus residuos tóxicos?

Francisco Macías, Universidad de Huelva; Carlos Ruiz Cánovas, Universidad de Huelva; Rafael Pérez, Universidad de Huelva

La fabricación de estos productos utilizados para aumentar la producción agrícola genera fosfoyeso, un residuo contaminante que podría gestionarse para recuperar materias primas.

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Fertilizantes que se adaptan al ‘hambre’ de las plantas para reducir su impacto ambiental

José María García-Mina, Universidad de Navarra

El exceso de nutrientes aportados a los cultivos puede provocar desastres ecológicos como el del Mar Menor. Un nuevo tipo de fertilizantes es capaz de interactuar con las raíces para liberarlos según las necesidades del vegetal.

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Riego con bacterias para usar menos fertilizantes

Jennifer Mesa Marín, Universidad de Sevilla

Ciertas bacterias permiten a las plantas absorber nutrientes esenciales del suelo y las defienden frente a organismos patógenos. ¿Por qué no usarlas como fertilizantes y pesticidas vivientes?

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Trigos más eficientes para evitar las pérdidas de fertilizante que contaminan el agua y el aire

Adrián Bozal-Leorri, Universidad Pública de Navarra; María Begoña González Moro, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea; María del Carmen Begoña González Murua, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

Los autores han desarrollado variedades de este cereal capaces de evitar que, en el suelo, los fertilizantes den lugar a nitrato, un compuesto que puede eutrofizar el agua y pasar a la atmósfera como gases de efecto invernadero.

Hongos aislados del frass, un subproducto del proceso de cría del gusano de la harina que puede emplearse como fertilizante en agricultura. Teresa Fuertes

El excremento de los insectos es un tesoro en miniatura para la agricultura

Teresa Fuertes Mendizabal, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea; Maddi Malatsetxebarria, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

Descubrimos el potencial del excremento del gusano de la harina: un innovador fertilizante orgánico rico en nutrientes y microorganismos beneficiosos que promueve cultivos saludables y sostenibles

Reactor de microalgas. Shutterstock / AJCespedes

Depuradoras de microalgas: ahorran energía, absorben CO2 y producen fertilizantes sostenibles

Ana Sánchez Zurano, Universidad de Almería; Tomás Lafarga, Universidad de Almería

Las microalgas permiten eliminar contaminantes de las aguas residuales y recuperar compuestos de valor. Además, pueden emplearse como bioestimulantes agrícolas y para fabricar piensos.

Los compuestos basados en fitomelatonina activan el crecimiento de las plantas durante su desarrollo. Nnattalli/Shutterstock

El potencial de la melatonina vegetal para reducir el uso de fertilizantes y plaguicidas en los cultivos

Marino Bañón Arnao, Universidad de Murcia

La normativa de la Unión Europea es cada vez más restrictivas para minimizar el uso de componentes artificiales en agricultura, fomentando la aplicación de agentes de origen biológico como microorganismos y compuestos orgánicos.

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Obstáculos y soluciones para avanzar hacia una fertilización nitrogenada sostenible

Bárbara Soriano Martínez, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Alberto Sanz Cobeña, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Alfredo Rodriguez Sánchez, Universidad de Castilla-La Mancha; Benjamín Sánchez Gimeno, Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA - CSIC); Carmen Galea Reboloso, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Eduardo Aguilera, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Jon Iñaqui Lizaso Oñate, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Juliana Hurtado Patiño, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Luis Lassaletta, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Margarita Ruiz Ramos, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); María José Fernández Alonso, Universidad Rey Juan Carlos; Sofía Garde Cabellos, Universidad Politécnica de Madrid (UPM)

Para poner en práctica estrategias de reducción de nitrógeno realmente efectivas, es necesario involucrar no solo al sector productivo sino a toda la cadena de valor.