Las buenas prácticas en la fertilización nitrogenada aportan beneficios tanto económicos y ambientales

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El nitrógeno es un elemento vital en los ecosistemas terrestres y acuáticos y en la mayoría de los cultivos, ya que es un elemento limitante desde el punto de vista biológico. Por eso, en la agricultura tiene mucha importancia relacionándose directamente con el incremento del crecimiento vegetal, y por consiguiente, de la producción agrícola. Esto ha motivado que desde los últimos 50 años, y favorecido por el avance en la industria química sintética, se haya aplicado (en muchos casos de forma masiva y desproporcionada) en los campos de los principales cultivos como el arroz, el trigo, la cebada o el maíz, cultivos básicos en la nuestra dieta, en forma de producto fertilizante químico nitrogenado. El abuso en su aplicación ha deparado como efectos secundarios, graves problemas medioambientales. Y es que existe una falta de asimilación del 100% del nitrógeno aplicado por las plantas (algunos datos hablan de que los cereales solo asimilan entre el 30 y el 50% del nitrógeno aplicado), dejando un gran exceso de nitrógeno en los ecosistemas contaminando aguas subterráneas y superficiales, provocando eutrofización e incluso, generando “zonas muertas” biológicamente hablando.
Todo esto ha motivado que hoy en día exista una discusión acerca del papel de este tipo de fertilizantes generando algunas preguntas tales como ¿cuál es el gasto económico de esta contaminación?, ¿es económicamente viable este modelo productivo agrícola?
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Lo curioso es que a pesar de las evidencias científicas que motivan estas actuaciones (el abuso en la fertilización nitrogenada), la estimación del consumo de estos productos fertilizantes es de incrementarse notablemente en los próximos años. Pero, ¿es esta demanda equitativa? Por lo que parece no lo es, y depende en gran medida del grado de desarrollo económico de los países en cuestión.
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Desde hace bastantes años, los cultivos agrícolas en los países desarrollados han llegado a su máximo de rendimiento biológico, motivando que la regla del incremento de fertilización química nitrogenada no se cumpla, no correspondiéndose con un incremento en el rendimiento productivo de los cultivos agrícolas de interés. Ejemplos como la Unión Europea nos muestran que tras sufrir graves problemas medioambientales en el pasado por estos motivos (también en la actualidad aunque en menor medida) y la consiguiente concienciación social, se hayan aplicado políticas legislativas restrictivas conducentes a reducir notablemente la aportación nitrogenada, concretamente un 56% en el consumo de productos fertilizantes entre 1987 y 2007. Sin embargo, países en desarrollo (como África subsahariana carente de nitrógeno en los suelos agrícolas) o con una alta tasa de crecimiento como es el caso de China, la situación es la contraria. La demanda de estos productos se incrementará en el futuro propiciada por unas iniciativas públicas y políticas basadas en crecimiento económico desmedido para hacer frente a la demanda interna de alimentos.
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¿Es la fertilización nitrogenada un sistema sostenible? La respuesta es afirmativa y existen numerosas iniciativas que lo avalan, aunque no como se ha estado haciendo hasta hoy en día. Existen también alternativas para reducir el aporte nitrogenado que se basan en el uso de variedades de plantas más eficientes en el asimilación del nitrógeno, en mejorar los manejos agrarios como la rotación de cultivos, la utilización de abonos nitrogenados que consigan una aportación lenta de este nutriente, de la aplicación de biofertilizantes que favorezcan la fijación biológica de nitrógeno, entre otras muchas. De hecho, existen numerosas investigaciones que confirman que los suelos de determinados cultivos retienen una cantidad importante de nitrógeno en forma orgánica preferentemente tras sucesivas fertilizaciones, siendo un remanente del nutriente en siguientes cosechas. En definitiva, un uso más eficiente del abonado nitrogenado acorde con el cultivo y las condiciones medioambientales de cada zona en cuestión.
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Todo esto da lugar a un claro beneficio medioambiental que lleva asociado uno económico, ya que se reduce el consumo de producto fertilizante cuyo coste no ha dejado de incrementarse en los últimos años. Además de esto, también hay que tener en cuenta el coste económico que implica la contaminación medioambiental y programas de actuación para paliarlas (depuración de aguas, regeneración de masas de agua superficiales, reintroducción de especies en lugares degradados, emisión de gases de efecto invernader, etc.). Relacionado con esto último, están las conocidas como “tasas verdes”, unos impuestos que se incluyen en el precio de venta al público de este tipo de fertilizantes y que están pensados precisamente para afrontar cualquier tipo de gasto económico motivado de la contaminación. Esta tasa es igual a la que pagamos con cualquier envase (de plástico o de metal) de comida que compramos en el supermercado.
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Y es que este problema se debe remediar de un punto de vista multidisplinar, siendo necesaria más coordinación entre los agricultores, científicos e incluso los agentes económicos para conseguir producir mejor y con el mínimo coste económico y sobre todo, ecológico.
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La Fuente:
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ResearchBlogging.orgGood AG, & Beatty PH (2011). Fertilizing nature: a tragedy of excess in the commons. PLoS biology, 9 (8) PMID: 21857803
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La abundancia de genes bacterianos como indicador de la emisión de GEIs

Como ya comentamos en un artículo anterior, la comunidad microbiana del suelo juega un papel fundamental en la transformación de muchos nutrientes, en sus correspondientes ciclos biogeoquímicos y en la emisión de gases de efecto invernadero (GEIs). Esto es especialmente importante en el caso del ciclo del nitrógeno, uno de los elementos más importantes y limitantes desde el punto de vista biológico y agrícola. De los tres GEIs más abundantes de origen biogénico, el óxido nitroso (N2O) está relacionado directamente con los microorganismos (como por ejemplo las bacterias). En un suelo agrícola, son dos los procesos más importantes que emiten N2O, la nitrificación y la desnitrificación, y ambos tienen de protagonistas principales a los microorganismos. Estos procesos están gobernados por una componente imprescindible del metabolismo microbiano, las enzimas, las cuales son las encargadas de llevar a cabo dichas transformaciones químicas. En el ciclo del nitrógeno hay varias muy importantes como la nitrogenasa (que se encarga de fijar nitrógeno gaseoso a amonio), la nitrito reductasa (que transforma el nitrito a óxido nítrico) y la óxido nitroso reductasa (la que convierte el N2O en N2), siendo las dos últimas enzimas clave en el proceso de desnitrificación.

Las modernas técnicas de Biología Molecular permiten extraer y analizar el material genético de las bacterias del suelo para cuantificar los genes implicados en la síntesis de estas enzimas (nifH para la nitrogenasa, nirS para la nitrito reductasa y nosZ para la óxido nitroso reductasa respectivamente), siendo una herramienta muy interesante que nos permite correlacionar la comunidad bacteriana con diversos procesos que afectan a un suelo agrícola (su uso, su régimen de fertilización, rotación de cultivo, condiciones climáticas, etc.) y con la emisión de GEIs.


Para esto, los autores de este artículo han cuantificado la abundancia de los genes nifH, nirS y nosZ entre otras cosas, en la Kellog Biological Station Long-Term Ecological Research (KBS-LTER) para confirmar la hipótesis de que existen una importante relación entre la comunidad microbiana de un suelo relacionada con la emisión de GEIs y las distintas prácticas agrícolas. De hecho, una de las conclusiones más interesantes que han obtenido es que el efecto de las prácticas agrícolas o el uso del suelo puede perdurar en el tiempo (llegando incluso a décadas) en la comunidad y estructura microbiana del suelo, siendo una interesante herramienta para evaluar no solamente efectos a corto plazo, sino también a largo plazo, permitiendo mejorar los modelos predictivos de emisión de GEIs en fenómenos como el calentamiento global y el cambio climático.

Germán Tortosa (www.compostandociencia.com)

La fuente:

ResearchBlogging.org
Morales SE, Cosart T, & Holben WE (2010). Bacterial gene abundances as indicators of greenhouse gas emission in soils. The ISME journal, 4 (6), 799-808 PMID: 20182521

Vacante-investigador sobre mitigación de N2O en Nueva Zelanda

La información completa la puedes ver en este link

Un resumen en inglés:

This position will focus on agricultural greenhouse gas sources and sinks, particularly the measurement and mitigation of gaseous emissions of nitrogen from pastoral soils at a range of spatial and temporal scales.

The applicant’s primary role would be to study the processes regulating gaseous emission of nitrogen and its mitigation through nitrogen transformation inhibitors and other management technologies. The applicant will play a lead role in conducting field and laboratory experiments of greenhouse gaseous fluxes, and related soil analysis to improve the robustness of emissions estimates and to develop and improve mitigation technologies.

To be successful in this position you will need a PhD in soil and/or environmental science, with a strong background in chemistry or physics, and in biochemistry or microbiology. Ideally, you will be familiar with nutrient transformations and greenhouse gas emissions and sinks. You should be familiar with a range of techniques, including some of the following: static chambers, automated chambers, micrometerology, gas chromatography and statistics. You will be expected to contribute to communication with stakeholders of this research through contract reports, seminars, publications in peer-reviewed national and international journals, and interactions with clients.

This role is full-time and will be based at our Palmerston North site. The term of employment is fixed-term for 3 years.

To find out more about our organisation, to view the Position Description, or to apply for this position please go to our website www.landcareresearch.co.nz/jobs

The closing date for applications is 1 April 2013.