Agricultura Fertilización y Riego

Reducir, reutilizar, reciclar: el futuro del fósforo


Cuando Hennig Brandt descubrió el elemento fósforo en 1669, fue un error. Realmente estaba buscando oro. Pero su error fue un descubrimiento científico muy importante. De lo que Brandt no podía haberse dado cuenta era de la importancia del fósforo para el futuro de la agricultura.



El fósforo es uno de los ingredientes necesarios para un crecimiento y rendimiento saludables de los cultivos. Cuando las granjas eran más pequeñas y autosuficientes, los granjeros cosechaban sus cultivos , y los nutrientes rara vez abandonaban la granja. La familia o los animales consumieron la comida, y el agricultor podía esparcir el estiércol de sus animales en el suelo para reconstruir los nutrientes. Este fue un ciclo de fósforo de ciclo bastante cerrado.

Pero, a medida que aumentaba la población mundial, también aumentaban las necesidades alimentarias y nutricionales. Más de la cosecha de un agricultor, y por lo tanto nutrientes, se vendió fuera de la granja. Agricultura adaptada mediante el desarrollo de muchos nuevos métodos de cultivo, así como fertilizantes. La mayoría de los fertilizantes de fósforo utilizan el suministro mundial de roca de fosfato como ingrediente principal. Esa fuente moderna principal es un recurso finito y se está agotando. La roca de fosfato también es difícil de extraer y procesar.

«Existe una necesidad urgente de aumentar la eficiencia del uso de fósforo en los agroecosistemas», dice Kimberley Schneider, científica investigadora de Agriculture and Agri-Food Canada. «Hay muchos procesos químicos, físicos y biológicos que afectan la disponibilidad de fósforo para los cultivos». Esta es la razón por la cual los agricultores le dan gran importancia a tener suficiente fósforo para sus cultivos.

Mejoramiento de cultivos y selección de cultivares

Diferentes plantas pueden usar el fósforo de manera más eficiente que otras. «La eficiencia en el uso de fósforo es la capacidad de producir más cultivos por unidad de fósforo absorbida por la planta», explica Schneider. «Existe la posibilidad de que los mejoradores de cultivos desarrollen nuevas variedades que usan fósforo de formas aún más eficientes. También pueden criar cultivos que trabajan con hongos micorrícicos en el suelo para ayudar a aumentar su absorción de fósforo. Centrarse en las plantas reproductoras que funcionan bien con bajo contenido de fósforo los suelos adoptarán un enfoque interdisciplinario «.

Diseño del sistema de cultivo y eficiencia de uso de fósforo.

Dado que algunos cultivos pueden aumentar la disponibilidad de fósforo del suelo para futuros cultivos, los productores podrían centrarse en las rotaciones de cultivos que se aprovechan de esto. Los cultivos de cobertura y los abonos verdes también pueden contribuir a la disponibilidad de fósforo en muchas condiciones. Por ejemplo, un estudio encontró que el sorgo funcionó bien con el uso de fósforo después de la alfalfa o el trébol rojo, pero no después del trébol dulce. Obtener las combinaciones correctas para los cultivos y campos correctos será importante.

Reducir, reutilizar, reciclar: el futuro del fósforo
El suelo sano contiene redes fúngicas (material similar a un hilo blanco) que ayudan con el transporte de nutrientes a las raíces de las plantas. La investigación futura puede encontrar más formas de mejorar el papel del hongo en la captura de fósforo para los cultivos. Crédito: Susan V Fisk

El papel de la materia orgánica del suelo en la mineralización del fósforo.

Se sabe que la materia orgánica del suelo indica la salud del suelo. Puede mejorar la disponibilidad de fósforo de la planta al permitir un mayor acceso de la raíz al fósforo y al liberar el fósforo disponible de la planta. Actualmente, la materia orgánica del suelo no forma parte de las mediciones de fertilidad del suelo en las granjas, por lo que esta es un área de potencial de investigación futura.

Hongos del suelo naturales al rescate

Muchos suelos contienen uno o más tipos de hongos amigables llamados hongos micorrícicos arbusculares. Trabajan con raíces de plantas para intercambiar «tareas de la vida». Los hongos ayudan a liberar fósforo y otros nutrientes, mientras que las plantas producen compuestos de azúcar que los hongos usan para el crecimiento. Por supuesto, los hongos y las raíces deben poder estar cerca uno del otro para que este intercambio ocurra. Los investigadores están analizando la promesa de construir y utilizar mejor las poblaciones de hongos micorrícicos en los suelos.

Reciclando y recuperando fósforo

El fósforo es el sexto elemento más común en la tierra. Sin embargo, es un factor limitante en los rendimientos de los cultivos. El exceso de fósforo en el lugar equivocado (arroyos, lagos y otros cuerpos de agua) causa contaminación. ¿Cómo llegó a ser esto?

Tracemos el «ciclo de vida» de una molécula de fósforo. La mayoría de las rocas de fosfato se extraen en los continentes de Europa y África, aunque algunos depósitos están disponibles en otros lugares. Después de convertirlo en fertilizante, este fósforo se traslada a las granjas. A partir de ahí, el fósforo es utilizado por una planta para hacer un producto, tal vez una soja. La soja se retira de la granja y se fabrica en tofu. Luego se transporta a su supermercado local, donde lo compra y lo lleva a casa. Si vives en una ciudad, después de disfrutar de tu comida de tofu frito, los desechos que produce tu cuerpo se tiran por el inodoro. Si vives en una zona rural, entra en el sistema séptico.

Por lo tanto, el ciclo de vida de esta molécula ilustrativa de fósforo muestra un ciclo roto. La molécula se origina muy lejos de su lugar de descanso final. Debido a la vida moderna, el ciclo del fósforo que solía existir en las granjas está roto. Cuanto más se vuelve la sociedad urbana, más se rompe el ciclo del fósforo, a menos que los científicos encuentren respuestas para cerrar los circuitos nuevamente.

Reducir, reutilizar, reciclar: el futuro del fósforo
Todos los cultivos necesitan fósforo para un crecimiento saludable. El fósforo es un componente básico de la proteína vegetal. Trabajar para reducir, reutilizar y reciclar el fósforo hará un sistema alimentario más sostenible. Crédito: Incluido en la foto

Los científicos agrícolas están trabajando con los administradores de aguas residuales para desarrollar formas de volver a poner en funcionamiento en la granja a las moléculas de fósforo que merecen. «Si bien la mayoría de las tecnologías de recuperación de fósforo disponibles actualmente pueden no parecer económicamente viables, los beneficios ambientales y sociales son importantes», dice Schneider. «También hay otros productos valiosos de recuperación de fósforo, como la materia orgánica , otros nutrientes e incluso agua».

«El aumento de la eficiencia del uso de fósforo en los agroecosistemas debe ser una prioridad para reducir la dependencia del fertilizante y minimizar los efectos sobre el medio ambiente», dice Schneider. «Hay muchas posibilidades para que el sistema agrícola mejore el uso de fósforo . El resultado será un agroecosistema que todavía alimenta al mundo, al tiempo que protege los recursos naturales que nos ayudan a cultivar nuestros alimentos y vivir vidas saludables».

Este artículo se publicó recientemente en una sección especial del Journal of Environmental Quality llamada Celebrando el 350 aniversario de descubrir el fósforo, para bien o para mal.


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