Se espera que la población mundial aumente de dos a tres mil millones de personas para 2050, una proyección que plantea serias preocupaciones sobre el desarrollo sostenible, la biodiversidad y la seguridad alimentaria.
Hoy, más de la mitad de la población mundial se nutre de alimentos cultivados con fertilizantes que contienen nitrógeno sintético, que es necesario para producir altos rendimientos de las cosechas. Las plantas toman el nitrógeno que necesitan para crecer, y el exceso se deja en el suelo, el aguay aire. Esto da como resultado emisiones significativas de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero y de agotamiento del ozono, y otras formas de contaminación por nitrógeno, incluida la eutrofización de lagos y ríos y la contaminación del agua potable.
Dada la creciente demanda de alimentos en el mundo, es probable que aumente el uso de fertilizantes nitrogenados. Sin embargo, usar demasiado fertilizante conducirá a una mayor contaminación de las vías fluviales y el aire. Lo que se necesita es un uso más eficiente de fertilizantes, lo que beneficiará tanto a los alimentosproducción y medio ambiente, según un estudio publicado en Naturaleza .
Dirigido por la Universidad de Princeton, el documento se encuentra entre los primeros en analizar globalmente la "eficiencia en el uso de nitrógeno": una medida de la cantidad de nitrógeno que una planta absorbe para crecer frente a lo que queda como contaminación. Observando la cosecha de fertilizantes y cultivosdatos en regiones como los Estados Unidos, Europa occidental y África subsahariana, los investigadores examinaron cómo las políticas y las condiciones del mercado han influido en el uso de fertilizantes nitrogenados por los agricultores en las últimas cinco décadas.
Con base en sus hallazgos, los investigadores sugieren objetivos específicos de uso de nitrógeno basados en la región y el tipo de cultivo para cumplir con las proyecciones de demanda de alimentos globales 2050 y los objetivos de gestión ambiental. Actualmente, el promedio global para la eficiencia del uso de nitrógeno es aproximadamente .4, lo que significa 40 por cientodel nitrógeno total agregado a las tierras de cultivo va al cultivo cosechado, mientras que el 60 por ciento se pierde en el medio ambiente. Para reducir los impactos ambientales, los investigadores instan a un aumento en la eficiencia del uso de nitrógeno promedio global al 70 por ciento, por lo que solo se pierde el 30 por ciento del nitrógeno totalpara el medio ambiente. Para lograr este objetivo, los investigadores proporcionan ejemplos de objetivos específicos en 2050 para diversas regiones que tienen en cuenta las diferencias en las condiciones ecológicas y socioeconómicas.
Según los investigadores, estos objetivos podrían usarse en conjunto con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, que se publicaron en septiembre de 2015.
"La eficiencia del uso de nitrógeno ha sido propuesta por las Naciones Unidas como una forma de evaluar los enfoques que disminuyen las pérdidas de nitrógeno al tiempo que mantienen o aumentan los rendimientos de los cultivos. Nuestro trabajo refuerza su potencial", dijo la coautora del estudio Denise Mauzerall, profesora de ingeniería ambiental yasuntos internacionales en la Escuela de Asuntos Públicos e Internacionales de Princeton Woodrow Wilson y su Escuela de Ingeniería ". La forma en que alimentamos al planeta va a afectar el clima, la calidad del aire, la calidad del agua y la biodiversidad, por lo que es fundamental que lo hagamos de una maneraeficiente como sea posible, o habrá consecuencias ambientales indeseables sustanciales ".
"Si continuamos por el camino que llevamos, dará lugar a un problema de contaminación por nitrógeno aún más significativo que el que tenemos hoy", dijo Xin Zhang, coautor del estudio y asociado de investigación postdoctoral en Princeton's WoodrowWilson School of Public and International Affairs y el Princeton Environmental Institute. "Nuestro documento proporciona un marco que los agricultores y los países pueden usar para medir y registrar fácilmente el progreso relacionado con la seguridad alimentaria y la contaminación por nitrógeno".
El equipo de investigación, que incluía al coautor Eric Davidson, del Centro de Ciencias Ambientales de la Universidad de Maryland, Timothy Searchinger de Princeton, Patrice Dumas del Centro de Cooperación Internacional y Ye Shen de la Universidad de Georgia, analizaronEl excedente de nitrógeno y la eficiencia del uso de nitrógeno en 113 países a lo largo de 50 años a través de la hipótesis de la Curva de Kuznets Ambiental Esta teoría económica predice que a medida que un país se desarrolla, la degradación ambiental empeora hasta alcanzar un cierto ingreso promedio en el que los niveles de contaminación comienzan a disminuir.
En las primeras etapas del desarrollo agrícola en la mayoría de los países, la tecnología agrícola no conduce a un uso más eficiente de los fertilizantes nitrogenados, descubrieron los investigadores. Debido a que la mayoría de los agricultores maximizan sus ganancias, la forma en que usan fertilizantes está influenciada por el precio. Por lo tanto, el mercadoseñales como los precios de los fertilizantes y los cultivos, así como los subsidios del gobierno juegan un papel muy poderoso.
Sin embargo, en las etapas posteriores del desarrollo, la tecnología puede mejorar la eficiencia del uso de nitrógeno. En los Estados Unidos, por ejemplo, los rendimientos de los cultivos han aumentado en las últimas dos décadas sin aumentos sustanciales en el uso de fertilizantes. Esto solo fue posible mediante la adopción de tecnologías que aumentaronLos investigadores encontraron que estas tecnologías agrícolas mejoradas incluían un riego más estratégico, mejores fuentes de semillas, fertilizantes de liberación lenta y mejores herramientas de planificación en línea. Del mismo modo, el aumento de Estados Unidos en el crecimiento de la soja, una planta capaz de producir sunitrógeno propio, también juega un papel.
Las políticas han sido más efectivas para aumentar la eficiencia del uso de nitrógeno en Europa occidental que en los Estados Unidos. Por ejemplo, la Directiva sobre nitratos, que se implementó en la década de 1990, limitó el uso de estiércol por parte de los agricultores y la aplicación de fertilizantes cerca del agua o enpendientes para reducir la contaminación del agua. Esto aumentó significativamente la eficiencia del uso de nitrógeno al tiempo que mejoraba los rendimientos de los cultivos. El punto de inflexión para estos países comenzó a fines de la década de 1980 y principios de la década de 2000, coincidiendo directamente con los cambios en la Política Agrícola Común de la Unión Europea, que contiene variospolíticas monetarias y regulatorias diseñadas para reducir la aplicación de nitrógeno en las tierras de cultivo.
En el otro extremo, países como China e India han ido cuesta abajo en términos de eficiencia de uso de nitrógeno, debido a los fertilizantes fuertemente subsidiados, que alcanzaron los $ 18 mil millones por año en China en 2010. Debido a que el fertilizante es tan barato en relación con los productos agrícolas, los agricultorestienden a usar cantidades excesivas para asegurar un mayor rendimiento de los cultivos. China también produce cantidades crecientes de frutas y verduras, que generalmente conducen a más nitrógeno en el suelo y el aire que los cultivos de cereales, como el trigo o el centeno. Como resultado, la eficiencia del uso de nitrógeno en China haha estado disminuyendo constantemente, dejándolo ahora entre los más bajos del mundo con exceso de nitrógeno que conduce a una degradación ambiental sustancial.
"China ahora reconoce las consecuencias para la salud humana de la degradación ambiental, y están haciendo esfuerzos impresionantes para reducir las emisiones de contaminantes atmosféricos tradicionales", dijo Mauzerall. "Pero de manera similar, la aplicación excesiva de nitrógeno en los cultivos está contaminando el aire y las aguas subterráneas".y ríos en parte porque subsidian en exceso los fertilizantes "
África subsahariana es una historia completamente diferente. En Malawi, los rendimientos de los cultivos son bajos principalmente debido a la falta de acceso a fertilizantes nitrogenados, que a menudo es inaccesible y difícil de obtener para los agricultores. En este caso, los subsidios a los fertilizantes podrían realmenteayudar a aumentar la producción de cultivos sin conducir a una degradación ambiental significativa. Brindar a los países africanos acceso a mejores tecnologías agrícolas y fertilizantes podría ayudar a alimentar a sus poblaciones en crecimiento sin traer tierras adicionales para el cultivo y con un mínimo de otros efectos ambientales.
"Nuestra investigación realmente pregunta: ¿hay que ir hasta la degradación ambiental antes de ver la luz y darse la vuelta?", Dijo Davidson. "¿Es posible que algunos países en desarrollo, como los de África, sigan un desarrollo sostenible?vías de desarrollo que no contaminan mientras se desarrollan? "
Aunque ambicioso, los objetivos destacados por los investigadores son alcanzables, especialmente si se adoptan como un indicador de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU.
"Esto es un desafío, pero dependiendo del compromiso internacional para la educación agrícola y la transferencia de tecnología, es mucho más factible de lo que parece", dijo Mauzerall.
Los autores enfatizan que la solución no es completamente tecnológica.
"Mucho de esto se reduce a comprender la sociología y la economía detrás de la toma de decisiones de los agricultores", dijo Davidson. "Necesitamos descubrir cómo ayudar a los agricultores a adoptar tecnologías que reduzcan la contaminación y al mismo tiempo produzcan los resultados de ganancias necesarios".
Los autores anotaron que una forma de abordar las crecientes necesidades mundiales de alimentos es a través de colaboraciones e inversiones más fuertes en investigación y recursos humanos. Esto facilitará el intercambio de conocimientos, la creación de entornos políticos y de mercado que ayuden a incentivar el desarrollo y la implementación de tecnologías de gestión agrícola más eficientesEn el caso del África Subsahariana, esto será de gran ayuda para producir alimentos suficientes, preservando al mismo tiempo los ecosistemas nativos y la biodiversidad, mientras que en China será tremendamente valioso para reducir la contaminación de nitrógeno del agua y el aire, manteniendo los rendimientos de los cultivos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton, Escuela de Asuntos Públicos e Internacionales Woodrow Wilson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :