Estamos alterando las proporciones de nitrógeno y fósforo del planeta

Los investigadores del Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF) Josep Peñuelas y Jordi Sardans han desarrollado un estudio sobre las amenazas para los ecosistemas y las especies derivadas del desequilibrio mundial de nutrientes, especialmente el provocado por los cambios en la proporción de nitrógeno y fósforo, tanto en la tierra como en las aguas.

Las conclusiones de este trabajo de investigación han sido publicadas por la revista científica Science en un artículo donde ambos científicos alertan sobre el riesgo que supone que estos dos elementos, esenciales para la vida, estén viendo alterado su equilibrio en el medio natural debido a la acción humana.

Tanto el nitrógeno como el fósforo inciden de manera determinante en la tasa de crecimiento de microorganismos, plantas y animales

Las especies vegetales necesitan CO2 para realizar la fotosíntesis y nutrientes para crear sus estructuras, manteniendo la adecuada proporción de nitrógeno y fósforo. Sin embargo en las últimas décadas los seres humanos hemos enriquecido la biosfera con nitrógeno mediante una fertilización excesiva y, por lo tanto, estamos modificando su relación respecto al fósforo.

Para el profesor Josep Peñuelas, uno de los ecólogos más respetados e influentes en el mundo, “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” Un problema que debería llevar a los organismos e instituciones medioambientales internacionales a “abordar la cuestión con una política internacional coordinada”

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Entre las posibles alternativas, los expertos del CREAF recomiendan aumentar la eficiencia en el uso y el ciclo de ambos elementos gracias a la agricultura de precisión y a unas buenas prácticas agrícolas que razonen el uso de los fertilizantes y eviten aplicarlos de manera desproporcionada. También abogan por recurrir a métodos, tanto de gestión como de biotecnología innovadora, que intensifiquen la eficiencia de las plantas al captar nutrientes y al beneficiarse de las fuentes de fósforo.

Otra de las iniciativas necesarias que apuntan estos investigadores sería estimular el reciclaje de fósforo mediante reglamentos, subvenciones o leyes de alcance nacional y regional, así como reducir los actuales niveles de producción ganadera.

Demasiado nitrógeno

Los seres 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 al aplicar detergentes ricos en este elemento–, el aumento global de su presencia en la tierra sigue siendo menor que el del 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 de los ecosistemas. Cuando el medio presenta demasiados nutrientes se eutrofiza, el aumento de sustancias nutritivas en aguas dulces provoca que las algas y el fitoplancton crezcan de forma descontrolada, hasta que colapsa el ecosistema.

Por ello, algunos países han impulsado estrategias orientadas a reducir la concentración de ambos compuestos químicos en el agua. Sin embargo, la tecnología utilizada por las plantas de tratamiento de aguas retiene más fósforo que nitrógeno, lo cual fomenta aún más el desequilibrio.

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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. Y, además, 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. En consecuencia, tiende a permanecer cerca de su fuente de emisión. Por el contrario, el nitrógeno es mucho más soluble en agua y mucho más volátil, lo cual hace que se disperse en un radio mayor.

Desarrollo, salud y medio ambiente

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

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 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.

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Como señala en el comunicado del informe la bióloga Anna Ramón, responsable de comunicación del CREAF, 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. Asimismo, en las regiones donde existe un uso excesivo de fertilizantes inorgánicos y orgánicos de fósforo, éste acaba acumulándose en los suelos y en las masas de agua.

Los alimentos producidos en estos entornos pueden provocar que la población local consuma fósforo en exceso, lo que puede tener implicaciones negativas para la salud. De igual modo, el desequilibrio de nutrientes puede estar datrás del aumento de enfermedades asociadas a la dieta. En ese sentido, estos mismos investigadores ya alertaron en 2021 de que la excesiva fertilización de cultivos de trigo con nitrógeno podría explicar la alta prevalencia de la celiaquía