Agronomía

Un planeta fertilizado

Si no tenemos cuidado, la agricultura podría destruir nuestro planeta. Aun así, todos los alimentos que necesitamos pueden cultivarse con menos productos químicos.

1 / 14

1 / 14

01-lake-erie-toxic-algal-blooms. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Los fertilizantes arrastrados por la escorrentía causan proliferaciones de algas tóxicas. Esta llegó a cubrir un tercio del lago Erie, en Estados Unidos, en 2011. 

peteressick.com

Foto: Peter Essick

2 / 14

02-mermaid-show-weeki-wachee-springs. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Cuando en 1947 se estrenó el espectáculo de sirenas de Weeki Wachee Springs, en Florida, las nadadoras buceaban entre las frondas de vallisneria americana. Hoy las algas que se nutren de los abonos nitrogenados procedentes de granjas y jardines arrinconan a muchas de las plantas originales de los manantiales.

peteressick.com

Foto: Peter Essick

3 / 14

03-weeki-wachee-springs-postcard. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Una postal de 1949 permite vislumbrar cómo era Weeki Wachee Springs cuando abundaban las plantas nativas.

peteressick.com

Foto: Peter Essick

4 / 14

04-fertilizer-runoff-minimized-wisconsin. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Para lograr unas cosechas abundantes, las explotaciones necesitan más nitrógeno que el que hay en el suelo de forma natural. En esta granja de Wisconsin se minimiza la cantidad de fertilizantes arrastrados por la escorrentía plantando franjas de alfalfa entre el maíz y la soja.

peteressick.com

 

Foto: Peter Essick

5 / 14

05-amish-farmer-spreads-manure. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Un agricultor amish esparce estiércol y paja de su establo en un campo recién cosechado. El estiércol aporta nitrógeno para la cosecha del año siguiente. Si se aplica de la forma adecuada, el fertilizante de producción propia no añade un exceso de nitrógeno a la cuenca fluvial local.   

peteressick.com

Foto: Peter Essick

6 / 14

10-biochemist-checks-asquith-creek-for-clarity. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Las extensiones de césped son cada vez más populares en los parques y barrios residenciales de China. Explotaciones como la de la imagen, en Changsu, cultivan esta hierba de fertilización intensiva. En Estados Unidos el 10 por ciento del fertilizante empleado se destina a céspedes y jardines.

peteressick.com

Foto: Peter Essick

7 / 14

09-water-sample-gulf-of-mexico-dead-zone. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

El color naranja claro de la imagen de infrarrojos muestra las zonas con menos nitrógeno de este maizal de Iowa. Los agricultores usan imágenes como esta para localizar dónde deben aplicar fertilizante y así evitar la escorrentía que contamina las vías fluviales. 

peteressick.com

Foto: Peter Essick, procesado NDVI por Bill Stocks

8 / 14

07-infared-image-iowa-cornfield. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

El bioquímico Pierre Henkart (en la barca) comprueba la turbidez del agua en Asquith Creek. El fitoplancton, alimentado en parte por los fertilizantes arrastrados por la escorrentía, ha transformado el arroyo en un caldo marrón y ha creado una zona muerta donde la escasez de oxígeno asfixia cualquier forma de vida. La zona muerta aparece cada verano, dice Henkart, que lleva siete años estudiándola.

peteressick.com

 

Foto: Peter Essick

9 / 14

06-lawns-becoming-popular-in-china. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Una muestra de agua de la zona muerta del golfo de México apenas tiene oxígeno en comparación con una muestra normal (foto siguiente). 

peteressick.com

Foto: David Liittschwager

10 / 14

08-normal-water-sample. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Una muestra normal de agua de la zona muerta del golfo de México.

peteressick.com

Foto: David Liittschwager

11 / 14

11-shanghai-workers-scatter-fertilizer. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Campesinos de una granja cooperativa cerca de Shanghai esparcen fertilizante en un campo de trigo. China es el mayor productor y consumidor de fertilizantes del mundo. Los chinos, reacios a limitar el uso de abono debido al historial de hambruna del país, derrochan hasta un 60 % de nitrógeno.

peteressick.com

Foto: Peter Essick

12 / 14

12-chickens-provide-fertilizer. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Las gallinas aportan el abono en esta granja de Pennsylvania. Los gallineros móviles se cambian de sitio cada día para que la gallinaza quede bien repartida y no se filtre a la bahía de Chesapeake.

peteressick.com

Foto: Peter Essick

13 / 14

13-african-land-lack-of-nitrogen. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Aunque buena parte del mundo sufre los efectos adversos del exceso de nitrógeno, la mayoría de las tierras de labor africanas no tienen suficiente. El árbol Faidherbia albida ofrece una solución sostenible: sus hojas, y las bacterias presentes en los nódulos de las raíces, fertilizan los cultivos. 

peteressick.com

Foto: Peter Essick

14 / 14

14-only-sub-saharan-plant-producing-low-cost-urea-fertilizer. Un planeta fertilizado

Un planeta fertilizado

Esta fábrica nigeriana es la única del África subsahariana que produce fertilizante de urea de bajo coste. algunos científicos sostienen que el uso excesivo de fertilizantes en otras partes no debería impedir que los agricultores africanos puedan aprovechar sus ventajas. 

peteressick.com

Foto: Peter Essick

11 de junio de 2013

Es el motor de la agricultura, la clave para lograr la abundancia de alimentos en nuestro superpoblado y hambriento mundo. Sin este elemento la maquinaria de la fotosíntesis no funciona: no se pueden formar proteínas, y ninguna planta puede vivir. El maíz, el trigo y el arroz, cultivos de crecimiento rápido de los que depende la humanidad para su supervivencia, figuran entre las plantas más ávidas de nitrógeno. De hecho, requieren más de lo que la naturaleza por sí sola puede proporcionar.

Ahora pasemos a la química moderna. En unas fábricas gigantescas se captura el nitrógeno almacenado en forma de gas inerte en la atmósfera para someterlo a una reacción química con hidrógeno procedente del gas natural, y se crean así los compuestos reactivos que las plantas reclaman. Ese abono nitrogenado (más de cien millones de toneladas empleadas cada año en todo el mundo) sirve para obtener abundantes cosechas. Sin él, la civilización humana tal como hoy la conocemos no podría existir. El suelo de nuestro planeta simplemente no podría proporcionar la dieta que consumimos los 7.000 millones de seres humanos. De hecho, casi la mitad del nitrógeno de los músculos y tejidos de nuestro organismo nació en una fábrica de abonos.

Pero este milagro moderno tiene un precio. El nitrógeno liberado asfixia la flora y fauna salvajes de los lagos y estuarios, contamina las aguas subterráneas e incluso está calentando el clima del planeta. Nuestro hambriento mundo prevé alimentar miles de millones de bocas más con proteínas nitrogenadas, pero, ¿cuánto aire y agua limpios sobrevivirán a nuestra demanda de campos fértiles?

El dilema del nitrógeno se ve con crudeza en China, país que adora la comida en abundancia y al que inquieta que las provisiones se puedan agotar. A ojos de un turista desavisado, esa preo­cupación parece injustificada. En cada calle parece como si hubiera un banquete. En el restaurante San Geng Bi Feng Gang, a las afueras de Nanjing, observo el desfile de platos: pescado al vapor, chuletas de cordero fritas, sopa de huevo con hojas de crisantemo, fideos de boniato, brócoli frito, ñame chino, cuencos de arroz…

«¿Ustedes siempre han comido así de bien?», pregunto a Liu Tianlong, un ingeniero agrónomo que me presenta a los agricultores del lugar.

Su sonrisa pícara se desvanece, y durante un segundo parece sombrío. «No –responde–. Cuando era joven, tenías suerte si comías tres cuencos de arroz.»

Liu se crio después de la gran hambruna china, que duró desde 1959 hasta 1961 y se calcula que mató a 30 millones de personas. La sequía tuvo parte de culpa, pero la catástrofe fue consecuencia sobre todo de las decisiones del presidente Mao. El Gran Salto Adelante impulsado por el líder chino colectivizó la agricultura y obligó a los campesinos a entregar sus cosechas a una burocracia centralizada.

La hambruna pasó, pero la escasez persistió hasta fines de los años setenta, cuando los agricultores recuperaron el control de sus cultivos. «En dos años hubo excedente alimentario», dice Deli Chen, que de niño vivió aquellas reformas en una aldea arrocera de la provincia de Jiangsu. Hoy es edafólogo en la Universidad de Melbourne.

Sin embargo, los nuevos agricultores autónomos de China se encontraron con otro obstáculo: las limitaciones de sus tierras. Mientras que la población del país experimentaba un impresionante crecimiento de 300 millones de habitantes entre 1970 y 1990, la agricultura tradicional china se esforzaba por mantener el ritmo.

Song Linyuan, un agricultor de un pueblo situado al noroeste de Nanjing, recuerda que antes mantenía su media hectárea de terreno lo más fértil posible aprovechando los residuos do­­mésticos y abonando con estiércol de sus cerdos y gallinas. Sus esfuerzos añadían unos 110 kilos de nitrógeno por hectárea y año. Cosechaba entre 2.950 y 3.750 kilos de arroz por hectárea.

Esa es una cantidad considerable, un rendimiento superior al de muchos lugares del mundo. Pero ahora obtiene más del doble: 8.170 kilos por hectárea. Para muchos campesinos, semejante cosecha es un sueño.

¿Dónde está la diferencia? «Un abono mejor», me responde. Estamos en un local, sentados y rodeados de agricultores. La respuesta de Song suscita un acalorado debate. Unos coinciden en que los fertilizantes han sido la clave; otros dicen que lo más importante ha sido la mejora de las semillas. En realidad, ambas tecnologías van de la mano. Las variedades de arroz y trigo de alto rendimiento que los fitogenetistas crearon en las décadas de 1950 y 1960 solo podían alcanzar su máximo potencial si recibían más nitrógeno.

El Gobierno chino quiso asegurarse de que esos cultivos se fertilizaban bien, de modo que entre 1975 y 1995 construyó cientos de fábricas de nitrógeno, lo que cuadruplicó la producción nacional de abono y situó a China en el primer puesto de la producción mundial. Actualmente Song emplea unas cinco veces más nitrógeno que antes y satura sus campos de urea (una forma seca de nitrógeno). De este modo añade hasta 600 kilos de nitrógeno por hectárea. Los horticultores usan todavía más; algunos hasta una tonelada, o incluso dos, por hectárea. Pocos pien­­san que están haciendo algo malo.

Pero los científicos dicen lo contrario. «Se utiliza entre un 30 y un 60 % más del fertilizante nitrogenado necesario» en los cultivos intensivos, afirma Xiaotang Ju, de la Escuela Superior de Agricultura de China en Beijing. «¡Es un des­pilfarro!» Una vez esparcidos por los campos, los compuestos nitrogenados entran en el medio ambiente y alteran nuestro planeta, a menudo de forma indeseada. Parte del nitrógeno pasa directamente de los campos a las corrientes de agua o se escapa a la atmósfera. Otra parte se ingiere, en forma de cereal, tanto por los humanos como por el ganado, pero después vuelve al medio ambiente convertido en aguas residuales o estiércol procedente de las granjas porcinas o avícolas, cada vez más numerosas.

Un reciente estudio nacional llevado a cabo en 40 lagos chinos reveló que la mitad de ellos tenía un exceso de nitrógeno o de fósforo. (La proliferación de algas en lagos se suele achacar a los fertilizantes fosforados.) El caso mejor conocido es el del lago Tai, el tercer lago de agua dulce más grande de China, que periódicamente sufre enormes proliferaciones de cianobacterias tóxicas. En 2007 se produjo una proliferación que contaminó el suministro de agua de dos millones de personas en la cercana ciudad de Wuxi. El exceso de nutrientes está dañando las pesquerías del litoral chino del mismo modo que los fertilizantes arrastrados por la escorrentía que fluyen por el Mississippi han destruido las pesquerías del golfo de México: se crean zonas muertas en las que las algas y el fitoplancton proliferan, mueren y se descomponen, consumiendo el oxígeno y asfixiando a los peces.

Nuestra demanda de alimentos no es la única culpable. Los gases de combustión de los coches y los generadores eléctricos liberan a la atmósfera óxidos de nitrógeno, y cuando estos compuestos vuelven a la tierra con las gotas de lluvia, también actúan como fertilizante. En el conjunto del planeta, los fertilizantes comerciales representan el 70 % del nitrógeno que la actividad humana produce cada año.

Las bacterias fijadoras de nitrógeno pueden devolver estas formas perjudiciales de nitrógeno al estado original y ambientalmente inocuo que compone casi el 80 % de nuestra atmósfera. Pero las bacterias también liberan pequeñas cantidades de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero. «Mi sueño es solucionar este problema de sobrecarga de nutrientes» dice Xiaotang Ju, miembro de la «familia del nitrógeno» de China, una red informal de científicos dedicados a esta hercúlea tarea. En 1998 el patriarca de esta causa, Zhu Zhaoliang, alarmó a los dirigentes del partido que ostenta el poder en China con una conferencia sobre los peligros de la contaminación agrícola. El entonces presidente Jiang Zemin respondió que no era consciente de que la agricultura pudiese contaminar tanto.

Estos científicos han empezado a trabajar con pequeños grupos de agricultores para demostrarles que un menor uso de fertilizantes no reduce las cosechas y en realidad puede hacerles ganar dinero. Promocionan el uso de compost y enseñan a los campesinos a usar abonos sintéticos cuando y donde las plantas lo necesitan. Pero reconocen que sus avances han sido escasos. El principal obstáculo es que la mayoría de los agricultores chinos lo son a tiempo parcial y no les interesa ahorrar unos yuanes reduciendo el gasto en fertilizantes. Prefieren ahorrar tiempo y conservar sus empleos en la ciudad, así que usan el abono de forma rápida e ineficiente.

Además, el miedo a la escasez de alimentos todavía obsesiona a los chinos, y eso pesa más que las preocupaciones medioambientales. Huang Jikun, director del Centro de Política Agraria China, intenta convencer a las autoridades estatales de que sus inquietudes carecen de fundamento. «Les digo que China goza ahora de más seguridad alimentaria que en los últimos 5.000 años», explica. Pero tanto para las autoridades como para los agricultores, usar menos fertilizantes es como tentar a la suerte.

Lo más probable es que China, y el resto del mundo, aumente el uso de nitrógeno en los años venideros en vez de reducirlo. Las poblaciones siguen creciendo, y la carne es cada vez más popular. Alimentar el ganado porcino o vacuno requiere una producción agrícola mucho mayor que la que se necesita para alimentar directamente a las personas. «Si los chinos cambian su dieta por otra como la de ustedes [los occidentales], la presión medioambiental será muy alta», expone Xiaotang Ju con preocupación.

Un atisbo de solución se vislumbra en una granja a las afueras de Harlan, un pueblo del oeste de Iowa. En ella hay 90 reses pastando en verdes prados, y unos cientos de cerdos se dedican a hozar por la paja, rodeados de campos de alfalfa, maíz, soja, avena y cebada.

Ron y Maria Rosmann no abonan estos campos con fertilizantes nitrogenados, al menos no con los procedentes de las fábricas. Lo que hacen es añadirlo biológicamente empleando las bacterias fijadoras de nitrógeno que viven en los nódulos radiculares de leguminosas como la soja, la alfalfa y un cultivo de cobertura como es el trébol, que Ron siembra en otoño y después incorpora al suelo antes de plantar el maíz en primavera. Parte de ese nitrógeno pasa al maíz con el que alimenta a los cerdos. La mayoría de ese nitrógeno acaba siendo estiércol, que luego vuelve a la tierra, y el ciclo comienza de nuevo.

«Uno de nuestros objetivos ha sido mantener un sistema cerrado –dice–. Somos un modelo de lo que debería ser la agricultura ecológica.»

Nos adentramos en un maizal. Los tallos se elevan por encima de nuestras cabezas. «Mire este maíz –dice Rosmann–. Aquí mismo podría haber cinco toneladas. No faltarán escépticos que digan: “Ustedes, los ecológicos, no pueden alimentar a todo el mundo”. Y yo les respondo: “Eso no es cierto. ¡Miren esta cosecha!”.»

Sin embargo, cultivar de esta manera requiere más trabajo. Y la biología funciona más despacio que una fábrica de nitrógeno. Los cultivos que contribuyen al almacenamiento de nitrógeno en el suelo, como la alfalfa, no dan tanto di­­nero ni alimentan a tanta gente como el maíz, un cereal muy ávido de este elemento.

Eso no implica necesariamente un problema para América del Norte. Estados Unidos, con seis veces más tierra cultivable por persona que China, puede permitirse el lujo de plantar cultivos menos productivos pero que protegen el medio ambiente, siempre que la gente esté dispuesta a pagar por ello. Ese sistema es válido para Rosmann; el Estado le da una pequeña paga en virtud de un programa de subsidios, y él vende sus cultivos orgánicos a precios elevados.

¿Pagará todo el mundo esos precios? ¿Podría su método alimentar al país más poblado del mundo? Zhu Zhaoliang se ríe a carcajadas ante semejante pregunta. «La agricultura ecológica no es una solución para China», dice tajantemente.

Sin embargo, podría existir una solución de compromiso con buenos cultivos que generen poca contaminación por nitrógeno, y hacia ella apuntan algunos de los campos más estudiados del mundo. Dichos campos, de una hectárea cada uno, forman parte de la Estación Biológica Kellogg de la Universidad del Estado de Michigan, cerca de Kalamazoo. Durante 20 años en esas parcelas se ha cultivado maíz, soja y trigo exactamente al mismo ritmo, lo cual ha permitido hacer una comparación de cuatro sistemas diferentes de cultivo, desde el convencional hasta el ecológico. Todo cuanto entra o sale de estos campos se mide al detalle: la lluvia, los fertilizantes, el óxido nitroso que emana del suelo, el agua que se filtra al subsuelo y, por último, la cosecha.

Me guía por estos campos Phil Robertson, de la Universidad de Michigan, quien contribuyó a poner en marcha este experimento a largo plazo. Robertson arde en deseos de revelar algunos datos nuevos «muy impresionantes». Durante los últimos 11 años, cada campo cultivado con técnicas de arado y fertilización estándares liberó 680 kilos de nitrógeno por hectárea en las aguas subterráneas poco profundas de Michigan. «De modo que perdemos aproximadamente la mitad del fertilizante empleado», explica. Esta pérdida es mucho menor que la que se suele producir en China. Pero si se multiplica por los millones de hectáreas de cultivo en Estados Unidos, la cantidad es suficiente para contaminar las aguas subterráneas, sobrecargar de nutrientes el río Mississippi y crear una enorme zona muerta en el golfo de México.

Los cultivos ecológicos de Robertson, que no recibieron fertilizantes comerciales ni estiércol, solo perdieron un tercio de esa cantidad, pero produjeron un 20 % menos de cereal. Misteriosamente, los campos con «agricultura de bajo consumo de recursos», que recibieron pequeñas cantidades de fertilizante pero en los que se plantaron cultivos de cobertura de invierno, mostraron lo mejor de los dos mundos: los rendimientos medios fueron casi tan altos como los de los cam­­­­pos convencionales, pero el lixiviado de nitrógeno fue mucho menor, casi al nivel de los campos ecológicos. Robertson piensa que si los agriculto­­res estadounidenses pudieran reducir la pérdida de nitrógeno hasta casi este nivel, los humedales restaurados y los pequeños cauces recuperados podrían filtrar y reducir el resto. Sin embargo, como en China, para muchos agricultores es difícil cambiar. Cuando el sustento de una familia está en juego, el exceso de abono puede parecer más seguro que su defecto.

Visto desde áfrica, el problema del abuso de fertilizantes comerciales parece un lujo. Los agricultores africanos usan pequeñas cantidades: una media de siete kilos por hectárea. Las otras fuentes alternativas, como el estiércol o los cultivos de leguminosas, también escasean.

Son muchos los que en las aldeas rurales de África han caído en una serie de círculos viciosos. Por temor a las hambrunas, se concentran en cultivos como el arroz o el maíz, que proporcionan muchas calorías pero que tienden a acabar con los nutrientes del suelo. Esas tierras exhaustas dan cada vez peores cosechas, lo que a su vez merma la economía de los campesinos para poder comprar fertilizantes.

Según muchos expertos, los suelos africanos se están agotando. Las reservas naturales de fertilidad (los nutrientes almacenados en la materia orgánica constituida por las raíces y hojas descompuestas durante los últimos siglos) se están reduciendo a medida que la agricultura extrae cada año más nitrógeno, fósforo y potasio que el que devuelve. Esto hace que la tierra tenga cada vez menos capacidad para alimentar a la gente que depende de ella.

El rendimiento medio de los cereales en el África subsahariana es de unos 1.000 kilos por hectárea, una quinta parte del promedio en China. Casi todos los que han estudiado la situación coinciden: los agricultores africanos necesitan más nitrógeno para mejorar sus cosechas y sus vidas. Pero hay un encendido debate sobre la fuente de la que deben obtenerlo.

Algunos, como Jeffrey Sachs, del Earth Institute de la Universidad de Columbia, piensan que el aumento de la producción agrícola requiere más fertilizantes comerciales, y que si los agricul­tores africanos pobres no pueden permitírselos, los países ricos deberían proporcionárselos. El proyecto «Aldeas del Milenio», cofundado por Sachs, distribuye sacos de semillas mejoradas y fertilizantes en 80 pueblos de 10 países africanos. El proyecto está teniendo gran éxito, según sus datos. En los pueblos situados en Tanzania, Ke­nya y Malawi la producción de cereal se duplicó casi inmediatamente.

En 2006 el Gobierno de Malawi empezó a suministrar fertilizante barato a aproximadamente la mitad de los agricultores del país. La producción de maíz se duplicó, aunque buena parte del mérito corresponde a la abundancia de lluvias de aquel año. Sin embargo, estos programas se ven ensombrecidos por las dudas respecto al futuro. Las subvenciones de fertilizantes ya se intentaron en muchos países africanos durante las décadas de 1970 y 1980, pero acabaron abandonándose porque eran caras y generaban corrupción. El actual programa de ayudas de Malawi ya está teniendo problemas: el Estado se está quedando sin dinero para pagarlo.

«África no puede permitirse grandes cantidades de fertilizantes», afirma la agrónoma Sieglinde Snapp, de la Universidad del Estado de Michigan. Según ella, hay un enfoque más sostenible que se basa en un mayor uso de plantas fijadoras de nitrógeno. Miles de familias campesinas de Malawi han empezado a cultivar guandú y cacahuete en sus tierras, sustituyendo parcialmente el maíz. Se trata de un experimento decenal puesto en marcha por investigadores agrónomos, campesinos y hospitales locales.

Gracias a que el guandú hizo que el suelo fuese más fértil, la cosecha de maíz del año siguiente fue mayor. Además, ese cultivo extra de guandú proporciona un alimento más nutritivo y rico en proteínas. «Pero aquello no se hizo de la noche a la mañana –explica Snapp–. Hubo que impartir cursos de formación sobre el uso de las legumbres. Fue el resultado de 20 años de trabajo.»

Esta observación de Snapp –que la obtención y conservación de nitrógeno en el futuro requerirá conocimiento y paciencia– es repetida por muchas personas que se dedican a esta investigación mundial. Tras preguntar al edafólogo Zhu Zhaoling qué es lo que más necesita la agricultura china, su respuesta es inmediata: «Mayor escala», es decir, explotaciones más grandes y mejor gestionadas. En Iowa, Ron Rosmann ex­­plica que cultivar sin nitrógeno añadido «requiere más gestión, más trabajo y más atención a los detalles».

Hace un siglo, cuando el químico Fritz Haber ideó el método para capturar nitrógeno del aire, los fertilizantes sintéticos parecían un fácil atajo para superar la escasez gracias al suministro ilimitado del nutriente más importante de la agricultura. Sin embargo, ya están apareciendo nuevas limitaciones del nitrógeno. Esta vez las innovaciones que nos salven –a nosotros y al planeta– podrían no inventarse en un laboratorio químico, sino que tal vez procedan de los agricultores y campos de todo el mundo.