A principios del siglo XX, los químicos alemanes Fritz Haber y Carl Bosch desarrollaron un método para tomar nitrógeno del aire y fusionarlo con hidrógeno. Sin embargo, no todos sus efectos han sido positivos. A principios del siglo XIX, prácticamente no existían compuestos nitrogenados artificiales en el medio ambiente. La escorrentía de nutrientes proveniente de las granjas, mezclada con fertilizantes sintéticos, ha afectado negativamente los ecosistemas terrestres, según la Plataforma Intergubernamental Científico-Normativa sobre Diversidad Biológica y Servicios de los Ecosistemas (IPBES).
La salud humana también está en riesgo. Las emisiones de amoníaco agrícola pueden combinarse con las emisiones de los vehículos y crear partículas peligrosas en el aire que exacerban las enfermedades respiratorias, incluida la COVID-19.
Fertilizantes: Tipos y Aplicaciones
Los fertilizantes son sustancias ricas en nutrientes que se utilizan para mejorar las características del suelo para un mayor desarrollo de los cultivos agrícolas. La industria química desarrolla nuevas soluciones que mejoren el rendimiento de los agroquímicos y faciliten su aplicación. La población mundial sigue aumentando y, consecuentemente, lo hace también la demanda de alimentos.
Fertilizantes Orgánicos
También se les conoce como abonos y son de origen animal o vegetal. Su principal beneficio es que el uso de fertilizantes orgánicos mejora el estado del suelo y favorece la retención de agua y nutrientes. Por este motivo, se utilizan sobre todo en la agricultura ecológica.
Fertilizantes Químicos
El mayor beneficio del uso de fertilizantes químicos en la agricultura es que se obtienen resultados muy rápidamente. De forma visible, mejoran el estado de salud de las plantas y aumentan la producción de las cosechas.
Biofertilizantes y Bioestimulantes
Los biofertilizantes son fertilizantes para plantas que contienen microorganismos vivos. Los bioestimulantes también incluyen microorganismos.
Métodos de Aplicación
Los diferentes tipos de fertilizantes se aplican de diversas maneras: en el suelo (radicular), al follaje (foliar) y al agua de riego (fertirriego).
Impactos Ambientales de los Fertilizantes
Los efectos de los fertilizantes químicos sobre el medio ambiente están ampliamente probados y son incuestionables, estando demostrado que su uso conlleva un riesgo elevado de daños ambientales, como son la contaminación de las aguas subterráneas, degradación de los suelos sobre los que se aplican, y quemaduras de sal.
Contaminación del Agua y Eutrofización
Los fertilizantes orgánicos contienen gran cantidad de compuestos ricos en nitrógeno, que es el principal nutriente para el desarrollo de las plantas. Entre estos compuestos se encuentran los nitratos. Son compuestos fácilmente absorbidos por las plantas, pero también fácilmente arrastrados por el agua. Así, a través del suelo pueden llegar a los acuíferos y otros ecosistemas acuáticos. Altas concentraciones de nitratos en el agua pueden causar sobrecrecimiento de algunos organismos, generando eutrofización y graves desequilibrios en los ecosistemas.
Degradación del Suelo
La escorrentía de nutrientes provenientes de las granjas, mezclada con fertilizantes sintéticos, ha afectado negativamente los ecosistemas terrestres.
Emisiones de Gases de Efecto Invernadero
Los fertilizantes químicos contribuyen a la emisión de gases de efecto invernadero.
Uso Sostenible y Alternativas
El uso adecuado de los fertilizantes en la agricultura es vital para minimizar los posibles impactos negativos en el medio ambiente. Desgraciadamente, en ocasiones la mala gestión de los fertilizantes (por exceso o mal momento de aplicación) han contribuido a la contaminación de las aguas.
Fertilizantes Orgánicos y Agricultura Ecológica
Los fertilizantes orgánicos, elaborados a partir de materiales de origen vegetal o animal, han ganado popularidad debido a sus beneficios ecológicos y su capacidad para mejorar la salud del suelo.
Mejora de la Salud del Suelo
Los fertilizantes orgánicos ayudan a mantener y mejorar la estructura del suelo. Aportan materia orgánica que mejora la capacidad del suelo para retener agua y nutrientes, promueve la actividad microbiana beneficiosa y previene la erosión.
Liberación Controlada de Nutrientes
A diferencia de los fertilizantes sintéticos, que liberan nutrientes rápidamente, los fertilizantes orgánicos liberan nutrientes de forma más gradual.
Fomento de la Biodiversidad del Suelo
La materia orgánica presente en los fertilizantes orgánicos proporciona un entorno adecuado para que prosperen organismos beneficiosos del suelo, como lombrices y bacterias fijadoras de nitrógeno.
Agricultura de Precisión
La agricultura de precisión ha revolucionado la manera en que cultivamos y gestionamos los recursos agrícolas. A través de la integración de tecnología, datos y prácticas sostenibles, este enfoque permite maximizar los rendimientos, minimizar el uso de recursos y reducir el impacto ambiental.
Monitoreo de la Fertilidad del Suelo
Los sensores de suelo y los análisis de laboratorio pueden proporcionar información detallada sobre la salud y la fertilidad del suelo. Uso de Datos en Tiempo Real: Mediante el uso de drones y satélites, se pueden monitorear en tiempo real las condiciones de los cultivos y del suelo.
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Sistema Integrado de Nutrición de las Plantas (SINP)
La combinación de abono orgánico / materia orgánica y fertilizantes minerales (Sistema Integrado de Nutrición de las Plantas, SINP) ofrece las condiciones ambientales ideales para el cultivo, cuando el abono orgánico / la materia orgánica mejora las propiedades del suelo y el suministro de los fertilizantes minerales provee los nutrientes que las plantas necesitan. No obstante, el abono orgánico / la materia orgánica por sí solo no es suficiente (y a menudo no es disponible en grandes cantidades) para lograr el nivel de producción que el agricultor desea. Los fertilizantes minerales tienen que ser aplicados adicionalmente.
Optimización del Uso de Nitrógeno
Antes de pensar en la aplicación de los fertilizantes, todas las fuentes disponibles de los nutrientes deberían ser utilizadas, por ejemplo, excrementos de vaca, de cerdos, de pollos, desperdicios vegetales, paja, estiba de maíz y otros materiales orgánicos. Sin embargo, éstos deberían ser convertidos en abono y ser descompuestos antes de su aplicación en el suelo. Con la descomposición del material orgánico fresco, por ejemplo, paja de maíz, los nutrientes del suelo, particularmente el nitrógeno, serán fijados provisionalmente; de este modo no son disponibles para el cultivo posterior. Aun cuando el contenido de nutriente del material orgánico sea bajo y variable, el abono orgánico es muy valioso porque mejora las condiciones del suelo en general.
El maíz es un cultivo altamente productivo, por lo que es muy importante optimizar su fertilización. Siguiendo la normativa, aquellos agricultores que deseen superar las dosis máximas de fertilización nitrogenada deben cumplir una serie de condiciones. Entre ellas, se incluye la realización de análisis anuales de nitratos en los tallos en el momento de la cosecha. Esta información permite ajustar la fertilización lo máximo posible a las necesidades del cultivo y reducir los riesgos de contaminación.
Para facilitar el cumplimiento de la legislación son necesarias herramientas que permitan analizar los niveles de nitratos de forma rápida y fiable. El “test de nitratos en la base de los tallos de maíz” (CSNT, por sus siglas en inglés) fue desarrollado en 2016 en la Universidad de Cornell (Estados Unidos). En el caso del maíz, al llegar a la madurez fisiológica la planta deja de movilizar los nutrientes en el grano. Si ha habido un exceso de fertilización nitrogenada esta se acumula en la parte baja del tallo en forma de nitratos. Mediante el test se puede medir la concentración de nitratos en los tallos de maíz y comprobar el estado nutricional de las plantas. Así se determina si el nitrógeno ha sido aplicado en exceso durante el ciclo de cultivo.
Marco Normativo y Tendencias Futuras
Para controlar la aplicación de compuestos nitrogenados en los cultivos se han elaborado diferentes medidas legislativas a nivel europeo y nacional (como la declaración de zonas vulnerables por nitratos y el decreto 153/2019 de acuerdo con la Directiva 91/676/CE).
El Mercado Europeo de Fertilizantes Orgánicos
En Europa, el uso de materias orgánicas procedentes de ganadería y agricultura e industria relacionada tiene, en general, una profunda tradición. Estas materias agrícolas compostadas y procesadas son la base de las enmiendas orgánicas, fertilizantes orgánicos y fertilizantes organominerales, en muchos casos enriquecidos en nutrientes con otros materiales orgánicos y/o fertilizantes minerales. En los últimos años, diversos motivos han revalorizado su papel y seguirán influyendo en el gran crecimiento de su consumo: el impulso normativo hacia sistemas más sostenibles, junto con la necesidad de regenerar suelos, optimizar los insumos tradicionales, mejorar la rentabilidad del agricultor y adaptarse a las nuevas exigencias de sostenibilidad del mercado.
De esta forma, el mercado europeo (EU28) de fertilizantes orgánicos crecerá significativamente en los próximos años: de los aproximadamente 1,7 millones de toneladas registrados en 2022, podría superar los 2,5 millones de toneladas en 2030, con un incremento cercano al 60%. Basados en los precios históricos medios, una proyección del valor del mercado europeo de fertilizantes orgánicos podría situarse en 2030 entre 650 y 850 millones de euros.
Economía Circular y Nuevas Materias Primas
Históricamente, la producción de fertilizantes orgánicos tiene en su esencia la valorización y recirculación de desechos agrícolas, ganaderos y de sus industrias asociadas, integrándose de forma natural en esquemas de economía circular orientados a devolver nutrientes al suelo y cerrar ciclos de materia y energía. El Reglamento (UE) 2019/1009 ha sido un hito clave, estableciendo requisitos de calidad y seguridad para fertilizantes orgánicos a nivel comunitario y facilitando su circulación en el mercado único europeo.
De cara a un futuro inminente se perfilan nuevas materias primas emergentes y con alto potencial, procedentes de sectores como producción de biogás, que tiene como subproducto fundamental el digestato de segunda generación, con procesos mejorados de deshidratación y fraccionamiento de nutrientes; el Frass, o residuo sólido procedente de la cría de insectos, rico en nitrógeno y quitina, con beneficios adicionales para la microbiota del suelo o el Biochar enriquecido, obtenido por pirólisis de residuos vegetales, que mejora la retención de agua y carbono en el suelo, entre otros.
Fertilizantes Orgánicos como Vector de Nuevas Tecnologías Biológicas
Hoy en día, los fertilizantes orgánicos presentan también el potencial de ser un vehículo eficiente para la incorporación de innovaciones biológicas, como son: Bioestimulantes, Microorganismos beneficiosos, y Micorrizas.
Bioestimulantes
Sustancias como extractos de algas o ácidos húmicos que mejoran la eficiencia de uso de nutrientes y aumentan la resistencia a estreses ambientales.
Microorganismos Beneficiosos
Bacterias fijadoras de nitrógeno, solubilizadoras de fósforo o productoras de fitohormonas que mejoran el desarrollo radicular y promueven un crecimiento sano del cultivo (Azospirillum, Bacillus subtilis, Rhizobium).
Micorrizas
Hongos simbióticos que amplían la superficie radicular efectiva de las plantas, mejorando la captación de fósforo y agua, y aumentando la tolerancia al estrés hídrico.
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