Las plantas necesitan fósforo para crecer. El uso de fertilizantes minerales de fósforo por parte de los agricultores ha aumentado considerablemente la fertilidad del fósforo del suelo y, en consecuencia, el rendimiento de los cultivos.
por INRAE - Instituto Nacional de Investigaciones Agroalimentarias y Ambientales
Sin embargo, estos fertilizantes están hechos de fosfato de roca, un recurso no renovable que se distribuye irregularmente por la Tierra.
Investigadores del INRAE y Bordeaux Sciences Agro han modelado, para cada país, la fracción de fósforo disponible en el suelo que se deriva del uso de fertilizantes minerales fosforados. También examinaron los cambios en estas cifras a lo largo del tiempo, a partir de mediados del siglo XX. Sus resultados, publicados en Nature Geoscience , muestran que en 2017, alrededor del 50 % del fósforo disponible en el suelo del mundo en los sistemas agrícolas proviene del uso de fertilizantes minerales de fósforo.
Sin embargo, estos datos globales esconden diferencias dramáticas entre regiones. Mientras que Europa Occidental, América del Norte y Asia se sitúan por encima del 60 %, América del Sur y África rondan el 40 % y el 30 %, respectivamente. Este hallazgo subraya que los sistemas agrícolas dependen en gran medida de los fertilizantes minerales de fósforo.
El estudio destaca la importancia de acelerar la transición agroecológica en el Norte Global, cuyos países deben preservar la fertilidad del suelo adquirida y mejorar el flujo de efluentes agrícolas y urbanos al suelo. Los recursos restantes de roca de fosfato deben entregarse al Sur Global, especialmente a los países africanos, cuyos suelos siguen siendo deficientes en fósforo, una realidad que limita la producción agrícola.
El fósforo se encuentra naturalmente en los suelos, pero sus niveles y disponibilidad relativa varían según la región global y el tipo de suelo. Desde la década de 1950, el uso de fertilizantes minerales de fósforo ha aumentado el fósforo disponible en el suelo y, por lo tanto, los rendimientos agrícolas. Sin embargo, estos fertilizantes se crean a través de la minería y el procesamiento químico de fosfato de roca, un recurso natural no renovable que se distribuye de manera desigual en todo el mundo. Por ejemplo, el 70% de la roca fosfórica se encuentra en Marruecos, mientras que en Europa no se encuentra casi nada. Además, la transformación de la roca fosfórica libera grandes cantidades de contaminación.
Los investigadores están de acuerdo en que, con las tasas actuales de extracción, probablemente alcancemos el pico de fósforo (el punto de máxima producción de recursos) para 2050. Esto probablemente conducirá a un aumento en los precios de los fertilizantes y mayores tensiones geopolíticas. En este contexto, es esencial aclarar cómo los patrones pasados y presentes del uso de fertilizantes minerales fosforados han afectado la dependencia de los sistemas agrícolas actuales de este recurso finito.
Por lo tanto, los científicos del INRAE y Bordeaux Sciences Agro decidieron cuantificar el porcentaje de fósforo disponible en el suelo que se origina a partir de fertilizantes minerales, definido como la firma antropogénica de fósforo del suelo. Desarrollaron un modelo para simular patrones específicos de país de fósforo disponible en el suelo en sistemas agrícolas en todo el mundo durante el período de 1950 a 2017. Este enfoque utilizó datos sobre las existencias de fósforo disponible en el suelo, rendimientos de cultivos , uso de fertilizantes minerales, número de cabezas de ganado y el comercio internacional. Los cálculos se basaron en el suelo agrícola promedio de un país, que se definió por el uso de pastizales y cultivos de cada país dentro de sistemas agrícolas con diferentes niveles de intensificación.
La fertilidad del suelo depende en gran medida de los fertilizantes minerales sintéticos
A nivel mundial, la firma antropogénica del fósforo es de alrededor del 47 % (±8 %), lo que sugiere que, en la actualidad, aproximadamente la mitad de la fertilidad del fósforo del suelo es atribuible al uso de fertilizantes minerales. Este resultado refleja la intensificación de los sistemas agrícolas que ha tenido lugar a nivel mundial. De hecho, muchos países han dependido en gran medida de los fertilizantes sintéticos desde la década de 1950.
Este trabajo destaca las fuertes disparidades espaciales y temporales en la dependencia de los diferentes países de los fertilizantes minerales de fósforo. Las señales antropogénicas de fósforo han aumentado considerablemente en Europa occidental y América del Norte desde la década de 1950, y superaron el 60 % en 2017. Desde la década de 1970, las señales en los países de Europa occidental se han estancado, gracias a la disminución del uso de fertilizantes minerales. El estiércol de ganado ha ayudado a satisfacer parcialmente las necesidades de fósforo.
En Asia, las firmas comenzaron a aumentar en la década de 1970, cuando los países de esa región experimentaron la Revolución Verde, impulsada por cantidades masivas de fertilizantes minerales. Las firmas de los países asiáticos ahora han alcanzado y superado a las de los países de Europa Occidental. Este crecimiento continúa, impulsado por una fuerte dependencia perpetua de los fertilizantes minerales de fósforo. En 2017, las firmas en América del Sur y Europa del Este fueron más bajas, en torno al 40%. Finalmente, los países de África y Oceanía tuvieron firmas por debajo del 30%, lo que refleja históricamente su uso más limitado de fertilizantes minerales.
Hacia una gestión más equitativa y sostenible de los recursos mundiales de fosfato de roca
Este trabajo destaca que muchos países del mundo dependen en gran medida de los fertilizantes minerales de fósforo para garantizar niveles de productividad agrícola. Los resultados plantean preocupaciones de que los sistemas agrícolas pueden tener dificultades para terminar con su dependencia de este recurso no renovable. También subrayan profundas desigualdades en la distribución actual de la roca fosfórica. Los países que adoptaron sistemas agrícolas intensivos muy pronto, como los de Europa Occidental y América del Norte, aumentaron considerablemente sus niveles de fósforo disponible en el suelo mediante el uso generalizado de fertilizantes minerales de fósforo.
Estos países ahora deben mantener y mejorar esta fertilidad adquirida utilizando varias estrategias, incluido un mejor reciclaje de recursos. También deben acelerar su transición agroecológica mediante la implementación de una variedad de sistemas agrícolas mixtos de cultivos y ganadería, la reducción de la erosión del suelo y la utilización de los efluentes urbanos. Por el contrario, históricamente los países africanos han tenido poco acceso a los fertilizantes minerales de fósforo a pesar de que sus suelos suelen ser muy deficientes en fósforo, lo que limita la producción alimentaria y agrícola. Los recursos remanentes de fosfato de roca deben distribuirse de manera justa, priorizando a los países con mayor necesidad para promover la seguridad alimentaria mundial.
Alternativas a los fertilizantes minerales fosforados
Los fertilizantes de fósforo mineral han aumentado los rendimientos agrícolas y promovido la seguridad alimentaria en numerosos países. Desafortunadamente, se derivan de suministros no renovables de fosfato de roca. Además, la extracción y el procesamiento de fosfatos de roca causan daños ambientales. Ciertos países, como Francia, han acumulado grandes cantidades de fósforo disponible en el suelo. Ahora deben esforzarse por moderar en gran medida el uso de fertilizantes minerales de fósforo. La realidad es que los rendimientos no necesariamente se verán afectados por la ausencia de fertilizantes porque los cultivos pueden aprovechar las reservas de fósforo disponible en el suelo, según el tipo de suelo. En particular, dentro de las rotaciones de cultivos, especies como el lupino blanco o el trigo sarraceno pueden liberar fósforo que se une químicamente al suelo, lo que aumenta su disponibilidad para otros cultivos.
Además, estos países deben trabajar urgentemente para preservar la fertilidad del fósforo del suelo que han adquirido. En particular, pueden limitar la erosión del suelo mediante el uso de cultivos de cobertura o la reincorporación de setos en los paisajes agrícolas, y mejorar el reciclaje de la materia orgánica, incluidos los efluentes del ganado y los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Más información: Joséphine Demay et al, La mitad de la fertilidad mundial del fósforo en suelos agrícolas derivada de fuentes antropogénicas, Nature Geoscience (2023). DOI: 10.1038/s41561-022-01092-0
