El fósforo, un nutriente del suelo esencial para sustentar la mayoría de las formas de vida, está desapareciendo cada vez más de la tierra a medida que es arrastrado hacia los cursos de agua de todo Estados Unidos, según un nuevo estudio dirigido por investigadores de Penn State.
por la Universidad Estatal de Pensilvania
El estudio, publicado el 18 de noviembre en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences , analizó datos de 430 ríos de Estados Unidos y descubrió que la pérdida de fósforo de las tierras agrícolas ha aumentado en las últimas cuatro décadas, a pesar de los esfuerzos por reducirla. Esta pérdida de fósforo puede conducir potencialmente a una disminución de la producción de los cultivos, lo que podría aumentar el costo de los alimentos, explicaron los investigadores.
«Hemos visto en los recientes fenómenos meteorológicos que la cantidad de agua, la cantidad de agua que transportan las tormentas y los cursos de agua, puede provocar inundaciones y deslizamientos de tierra peligrosos», dijo Li Li, profesor de ingeniería civil y ambiental en Penn State y autor correspondiente del estudio.
«Lo que queríamos entender es qué le sucede a la tierra cuando estas tormentas arrastran el subsuelo hacia los ríos y arroyos. Lo que encontramos es una pérdida alarmante de este elemento finito que permite que el suelo sustente la vida».
El fósforo desempeña un papel esencial en varios procesos biológicos, como la creación de la estructura del ADN y la facilitación de la transferencia de energía entre células, explicó Li. Pero a diferencia del nitrógeno, otro nutriente fundamental del suelo, el fósforo es un recurso no renovable con depósitos geológicos limitados, lo que significa que una vez que pasa de la tierra al agua, no puede volver a la tierra.
«Esto es un problema por muchas razones», dijo Li.
«Cuando se pierde en las tierras agrícolas, puede reducir el rendimiento de los cultivos, lo que puede provocar un aumento de los precios de los alimentos. Luego, cuando el fósforo entra en nuestras vías fluviales, puede provocar floraciones de algas nocivas que pueden hacer que el agua no sea apta para nadar y pescar, e incluso puede reducir los niveles de oxígeno en el agua y matar a los peces y otras formas de vida acuática. También encarece el tratamiento del agua potable, lo que significa facturas de agua más altas para todos nosotros».
El estudio utilizó un sofisticado modelo de aprendizaje profundo para analizar cuatro décadas de datos, de 1980 a 2019, de 430 ríos de los Estados Unidos contiguos.
El estudio reveló que, si bien el 60% de los ríos estudiados mostraban niveles de fósforo en descenso, la cantidad total de fósforo que llega a los ríos ha aumentado. Las zonas agrícolas son las que más contribuyen al problema, ya que los niveles de fósforo aumentan en la mayoría de los ríos cercanos a las zonas agrícolas, mientras que disminuyen en los ríos cercanos a las zonas urbanas.
«Esto sugiere que los esfuerzos para controlar la contaminación por fósforo procedente de fuentes como la escorrentía agrícola no son tan efectivos como pensábamos», dijo Li.
«Pero la disminución de los niveles de fósforo, particularmente en los ríos que fluyen por áreas urbanas, sugiere que los esfuerzos para controlar la contaminación por fósforo proveniente de fuentes puntuales como las plantas de tratamiento de aguas residuales están funcionando».
A pesar de estos esfuerzos específicos, Li dijo que el aumento general de la cantidad de fósforo que fluye hacia los ríos se debe a la mayor frecuencia de fenómenos meteorológicos extremos que provocan lluvias más intensas y mayores caudales de los ríos; con ese aumento del caudal viene más fósforo.
«Esto significa que, aunque estamos haciendo un mejor trabajo para limitar la contaminación por fósforo en las áreas urbanas , el problema está empeorando en general, debido a factores que en gran medida escapan al control de una sola región», dijo Li. «Este es un problema que está vinculado al cambio climático».
De cara al futuro, los autores del estudio afirmaron que la contaminación por fósforo procedente de la agricultura necesita una mejor prevención y mitigación, lo que será un desafío, especialmente a medida que las tormentas más húmedas provoquen un aumento de las precipitaciones y los caudales de los ríos. Dijeron que esto probablemente requerirá una combinación de nuevas tecnologías y cambios en las prácticas agrícolas.
Una de esas tecnologías se inventó en Penn State y actualmente está obteniendo el apoyo del sector de tecnología agrícola para abordar el problema a gran escala. Hunter Swisher, exalumno de Penn State en 2016, es el fundador y director ejecutivo de Phospholutions , un fertilizante formulado para aumentar la eficiencia del fósforo en el suelo.
Desarrolló la tecnología de la empresa durante sus estudios de grado en ciencias vegetales en Penn State. La empresa anunció recientemente los resultados de un estudio que demuestra que el producto reduce el potencial de escorrentía en un 78% en comparación con los fertilizantes de fósforo convencionales. Phospholutions se comercializa activamente en América, Europa y la India.
«Estamos abogando por una mayor innovación, más creatividad y más urgencia», afirmó Li. «La conexión entre el agua y la tierra es esencial y ese equilibrio es cada vez más frágil».
Más información: Zhi, Wei et al, Incremento de la pérdida de fósforo a pesar de la disminución generalizada de la concentración en los ríos de EE. UU., Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2024). DOI: 10.1073/pnas.2402028121
