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Reducir, reusar y reciclar: el futuro del fósforo

El fósforo es uno de los ingredientes necesarios para el crecimiento y rendimiento de los cultivos.
EEUU - 18/09/2019
Nutrientes del suelo
La estruvita, obtenida de aguas residuales, se puede usar como fertilizante./J.T.Martens


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. Lo que Brandt no pudo haber logrado es la importancia del fósforo para el futuro de la agricultura.

El fósforo es uno de los ingredientes necesarios para el crecimiento y rendimiento de los cultivos. Cuando las granjas eran más pequeñas y autosuficientes, los granjeros cosechaban 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 al suelo para reponer los nutrientes. Era un ciclo cerrado de fósforo.

Pero a medida que la población mundial creció, también aumentó la necesidad de alimentos y nutrición. Una porción más grande de la cosecha de un agricultor, y por lo tanto nutrientes, se vendió fuera de la granja. Agricultura adaptada mediante el desarrollo de muchos métodos de cultivo nuevos, así como fertilizantes. La mayoría de los fertilizantes de fósforo utilizan el suministro mundial de fosfatos naturales como ingrediente principal. Esta fuente moderna principal es un recurso finito y se agota. La roca de fosfato también es difícil de extraer y tratar.

"Existe una necesidad urgente de aumentar la eficiencia del uso de fósforo en los agroecosistemas", dijo Kimberley Schneider, investigadora científica de Agriculture and Agri-Food Canada. "Muchos procesos químicos, físicos y biológicos afectan la disponibilidad de fósforo en los cultivos". Es por eso que los agricultores otorgan gran importancia a tener suficiente fósforo para sus cultivos.

Selección de cultivos y selección de cultivares

Diferentes plantas pueden usar el fósforo más efectivamente que otras. "La eficiencia del uso de fósforo es la capacidad de producir más cultivos por unidad de fósforo absorbida por la planta", explica Schneider. "Los mejoradores de cultivos podrían desarrollar nuevas variedades utilizando fósforo aún más eficientemente. También pueden replicar cultivos que trabajan con hongos micorrícicos en el suelo para aumentar su absorción de fósforo. Centrarse en las plantas reproductoras que funcionan bien en suelos pobres en fósforo adoptará un enfoque interdisciplinario".

Diseño del sistema de cultivo y eficiencia del 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 ellos. Los cultivos de cobertura y los abonos verdes también pueden contribuir a la disponibilidad de fósforo en muchas condiciones. Por ejemplo, un estudio mostró que el sorgo usaba fósforo después de la alfalfa o el trébol rojo, pero no después de la trébol dulce. Obtener las combinaciones correctas para los cultivos correctos y los campos correctos será importante.

Papel de la materia orgánica del suelo en la mineralización de 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 mejor acceso de la raíz al fósforo y liberar el fósforo disponible. En la actualidad, la materia orgánica del suelo no está incluida en las medidas de fertilidad del suelo en las granjas. Por lo tanto, es un futuro potencial de investigación.

Hongos silvestres al rescate

Muchos suelos contienen uno o más tipos de hongos amigables llamados hongos micorrícicos arbusculares. Trabajan con las raíces de las 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 su crecimiento. Por supuesto, los hongos y las raíces deben estar cerca uno del otro para que se produzca este intercambio. Los investigadores están investigando la posibilidad de construir y hacer un mejor uso de las poblaciones de hongos micorrícicos en los suelos.

Reciclar y recuperar fósforo

El fósforo es el sexto elemento más común en el planeta. 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 sucedió esto?

Sigamos el "ciclo de vida" de una molécula de fósforo. La mayoría de los fosfatos naturales se extraen en los continentes europeo y africano, aunque algunos depósitos están disponibles en otros lugares. Una vez transformado en fertilizante, este fósforo se transfiere 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 convierte en tofu. Luego se transporta a su supermercado local, donde lo compra y lo lleva a casa. Si vives en una ciudad, después de tomar tu comida de tofu frito, los desechos que tu cuerpo produce brotan del inodoro. Si vives en una zona rural, sucede 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 lejos de su lugar de descanso final. Debido a la vida moderna, se rompe el ciclo de fósforo que existía en las granjas. Cuanto más se rompe la sociedad urbana, más se rompe el ciclo del fósforo, a menos que los científicos ofrezcan respuestas para cerrar los circuitos.

Los agrólogos están trabajando con los administradores de aguas residuales para desarrollar formas de devolver estas moléculas de fósforo merecedoras al trabajo en la granja. De hecho, la estruvita es una sustancia obtenida refinando las aguas residuales y recuperando el fósforo. Se puede utilizar como fertilizante y recicla este importante nutriente. "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", dijo Schneider. "También hay otros productos valiosos para la 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 de los fertilizantes y minimizar los efectos sobre el medio ambiente", dice Schneider. "El sistema agrícola tiene muchas oportunidades para mejorar el uso de fósforo. El resultado será un agroecosistema que siempre alimentará al mundo, mientras protege los recursos naturales que nos ayudan a cultivar nuestros alimentos y llevar una vida saludable".

Este artículo fue publicado recientemente en una sección especial de Journal of Environmental Quality llamado Celebrating the 350th Anniversary of Discovering Phosphorus—For Better or Worse.

La American Society of Agronomy and Soil Science of the Americas celebra la Semana del Fósforo del 15 al 21 de septiembre de 2019 para crear conciencia sobre los problemas del fósforo y su importancia en nuestros sistemas alimentarios y urbanos.

Fuente: ASA/SSSA



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