Equilibrio entre la sostenibilidad económica y ambiental

Investigadores de la UPM participan en un trabajo internacional que analiza por primera vez la información global existente en diversos ensayos de fertilización a largo plazo, encontrando relaciones genéricas relevantes para un manejo sostenible de la fertilización.

Comprender cómo afecta al rendimiento de los cultivos de cereales el uso de fertilizantes nitrogenados es clave para mejorar la gestión de los nutrientes. Permite diseñar políticas para mantener la producción de alimentos y la rentabilidad de la producción, buscando al mismo tiempo la sostenibilidad medioambiental de los cultivos mediante la reducción de las emisiones de compuestos nitrogenados al agua y al aire.

Sin embargo, hacer estimaciones a largo plazo sobre cómo el uso de fertilizantes nitrogenados afecta a la calidad de los cereales resulta complicado y costoso. La mayoría de las estimaciones en las que se basan muchas de las recomendaciones y cimientan la literatura científica derivan de ensayos de uno o dos años de duración. Estos estudios son esenciales para comprender la dinámica de los nutrientes en los sistemas de cultivo, pero todavía era necesario profundizar en el estudio de la evolución de los sistemas a largo plazo.

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han participado en un trabajo internacional, liderado por Hans van Grinsven de la Agencia Holandesa del Medioambiente (PBL) publicado en Nature Food esta semana, que ha desarrollado una función genérica novedosa que estima la respuesta de los cereales a la fertilización nitrogenada así como la contaminación potencial basada en ensayos de larga duración.

Esta función podrá arrojar nuevas estimaciones y permitirá evaluar las cantidades de fertilizantes nitrogenados que deberían utilizarse en las distintas regiones globales para lograr un rendimiento de los cultivos que responda tanto a las exigencias de la rentabilidad económica como a la necesidad que los sistemas de producción resulten sostenibles.

“En los ensayos a corto plazo, que toman uno o dos años como periodo de referencia, el nitrógeno del suelo habitualmente no está en equilibrio, y las funciones de respuesta del rendimiento no son adecuadas para proyectar el efecto a largo plazo de los cambios en los regímenes de fertilización sobre el rendimiento y las pérdidas para el medio ambiente”, explica Miguel Quemada, catedrático de Producción agraria e investigador del CEIGRAM (Centro de Estudios e Investigación para la Gestión de Riesgos Agrarios y Medioambientales) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), y coautor del trabajo.

Si bien el uso actual de fertilizantes nitrogenados sintéticos permite mejorar el rendimiento de los cultivos y se estima que alimentan a la mitad de la población mundial, también se sabe que es la causa principal de la profunda alteración del ciclo natural global del nitrógeno y del aumento de las pérdidas para el medio ambiente.

Por ello, encontrar un equilibrio entre los beneficios del uso de fertilizantes nitrogenados para la producción de alimentos y los impactos de la contaminación agrícola por nitrógeno en la salud humana y los ecosistemas, es un desafío desde la escala regional hasta la global.

“Los ensayos a largo plazo (>10 años) son costosos y escasos, especialmente en las regiones en desarrollo. Nuestra función de respuesta a largo plazo se derivó por primera vez del experimento de trigo único de 150 años de antigüedad en Rothamsted Research (RU). Esta función se comparó con una función derivada de 25 experimentos de campo a largo plazo con maíz, trigo y cebada en Europa, Asia y Estados Unidos con rendimientos que oscilaron entre 2 y 16 t/ha en una amplia gama de suelos y climas”, añade.

La función desarrollada por los investigadores se combinó con datos económicos para cuantificar los costos y beneficios de los cambios en el uso de fertilizantes y los efectos sobre el rendimiento y la contaminación por nitrógeno. Así, se pudo estimar el aporte óptimo de nitrógeno desde la perspectiva de la agricultura y la sociedad.

“La búsqueda de una función de respuesta de los rendimientos a la fertilización está en el centro de muchas de nuestras investigaciones. El análisis en profundidad de estos datos nos ha permitido encontrar respuestas interesantes y genéricas adaptadas a la potencialidad local”, explica Luis Lassaletta, investigador Ramón y Cajal del CEIGRAM (Universidad Politécnica de Madrid) y coautor del trabajo.

En general, las dosis de fertilización sostenible social, económica y ambientalmente son más bajas que las tasas actuales de empleo de fertilizantes nitrogenados para las regiones del mundo con altos PIB, mientras que son más altas que las tasas de uso actuales para las regiones con bajo PIB. O lo que es lo mismo, mientras en el mundo desarrollado usamos más fertilizantes nitrogenados de lo que correspondería para tener cultivos sostenibles, en las regiones más desfavorecidas aún podrían aumentar más el aporte de nitrógeno sin comprometer la sostenibilidad de los cultivos.

Para los investigadores, la importancia de este trabajo, radica en su capacidad para mejorar la sostenibilidad de los cultivos a largo plazo, tanto desde el punto de vista de la salud, como desde la perspectiva económica y de provisionamiento de alimentos.

“La adopción de las dosis sostenibles considerando el largo plazo puede tener implicaciones importantes para las políticas sobre fertilización sostenible y, en última instancia, la distribución y producción mundial de cereales”, concluye.

El trabajo forma parte del proyecto “Sistema Internacional de Gestión de Nitrógeno (INMS 2017-2022, http://www.inms.international/) financiado por el Fondo para el Medio Ambiente Mundial (GEF) a través del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). La colaboración entre el PBL (Países Bajos) y la Universidad Politécnica de Madrid se desarrolla en el marco del proyecto del Plan Estatal de Ciencia español Agroscena-UP (PID2019-107972RB-I00) co-dirigido por Luis Lassaletta y Alberto Sanz-Cobeña y del que Hans van Grinsven forma parte como miembro equipo de trabajo.