Mito 5.13: La ingeniería genética resolverá la crisis del nitrógeno

Mito: La ingeniería genética resolverá la crisis del nitrógeno

Realidad: La ingeniería genética no ha producido cultivos eficientes respecto al nitrógeno y existen mejores soluciones disponibles

El mito en unas líneas: 

La producción y utilización de abonos nitrogenados en la agricultura basada en el uso de productos químicos es muy costosa en energía, emite gases de efecto invernadero nocivos para el clima y contamina el agua.

El precio de los abonos nitrogenados está relacionado con el precio del gas natural, ya que su proceso de producción requiere cantidades enormes de este combustible fósil no renovable. Los precios han aumentado desde 2009 y es probable que esta tendencia se mantenga.

Durante años, se ha difundido la idea de que se podía modificar genéticamente las especies de uso agrícola para aumentar su eficiencia en el uso de nitrógeno (EUN), y que así requirieran menos abonos nitrogenados. Sin embargo, esto continúa siendo una falsa promesa.

Por el contrario, la mejora convencional ha obtenido mejoras significativas en la EUN de importantes especies agrícolas.

Los estudios demuestran que los métodos agrícolas ecológicos, sostenibles y con bajos insumos son la clave para la gestión del nitrógeno. Estos métodos podrían proveer suficiente nitrógeno para sustituir el que se obtiene actualmente de los combustibles fósiles, sin requerir ninguna superficie adicional. También se reduciría sustancialmente la contaminación del agua por nitrógeno.

Los abonos sintéticos nitrogenados se utilizan para el cultivo de variedades transgénicas, como en toda la agricultura basada en químicos. Existen distintos problemas asociados a su uso y producción. La producción de estos abonos requiere grandes cantidades de gas natural, un combustible fósil no renovable,[1] y es responsable de más del 50% de la energía total utilizada en la agricultura industrializada.[2]

Los abonos nitrogenados producen gases de efecto invernadero en el momento de su fabricación, y otra vez al ser utilizados en el campo, debido a que desprenden óxido nitroso, un gas de efecto invernadero 300 veces más potente que el dióxido de carbono.[3] La agricultura intensiva en abonos es de lejos la mayor fuente de emisiones de óxido nitroso de origen humano en Estados Unidos,[3] y es probable que así sea en cualquier país en el que se practique la agricultura basada en el uso de productos químicos.

La rentabilidad de la agricultura es altamente dependiente del precio de los abonos, y el precio de los fertilizantes nitrogenados está relacionado con el del gas natural.[1] En Canadá, un importante productor, el precio del fertilizante nitrógenado alcanzó una cifra record en 2008 y ha aumentado de forma persistente tras una breve caída en 2009.[4] Según algunos analistas se espera que el pico del gas, el punto en el que se alcanza la máxima tasa de extracción de gas y las reservas entran en declive terminal, tenga lugar hacia 2020,[5] forzando incluso más la subida de precios. El sector ya está apostando por la utilización de estrategias caras y perjudiciales para el medio ambiente, como el fracking, para aumentar la "eficiencia" de extracción del gas natural.

Por todas estas razones, la agricultura no puede seguir dependiendo del nitrógeno sintético. Deben encontrarse otras formas de gestionar el nitrógeno.

Algunas plantas, incluidas la mayoría de las leguminosas (familia a la que pertenecen las alubias, la soja o los cacahuetes), fijan nitrógeno directamente del aire con ayuda de bacterias fijadoras de nitrógeno, asociadas a las raíces de la planta. Sin embargo, otros cultivos como el trigo y la cebada no pueden hacer esto y necesitan alimentarse de nitrógeno procedente del suelo.

Durante años se ha difundido la idea de que se podía modificar genéticamente las especies de uso agrícola para aumentar su eficiencia en el uso de nitrógeno (EUN), y que así requirieran menos abonos nitrogenados.[6 7]

En cambio, las empresas desarrolladoras de semillas modificadas genéticamente no han comercializado ningún cultivo que aumente la EUN. Por el contrario, la mejora convencional ha obtenido mejoras significativas en la EUN en distintos cultivos.[6] Las estimaciones para el trigo en Francia muestran un aumento del 29% en la EUN en 35 años,[8] y Mexico aumentó la EUN del trigo en un 42% en 35 años.[9]

Existen estudios que demuestran que los métodos agrícolas ecológicos, sostenibles y con bajos insumos son la clave para la gestión del nitrógeno. Estos métodos incluyen la plantación de legumbres fijadoras de nitrógeno, bien en hileras como cultivos de cubierta (cultivos que se plantan para la gestión de la calidad y fertilidad del suelo), interplantadas con las hileras del cultivo principal o en una rotación de cultivos. Esto hace que el nitrógeno, promotor del crecimiento, pueda estar disponible para las plantas que crecen alrededor al mismo tiempo o que se cultivan en las siguientes temporadas. Un estudio calculó que estos métodos podrían aportar el nitrógeno suficiente para reemplazar el que se obtiene de los combustibles fósiles, sin necesitar ninguna superficie adicional de cultivo.[10]

Tambien se ha observado que:

  • La plantación de leguminosas en tierras gravemente degradadas en Brasil permitía fijar nitrógeno en el suelo, restaurando a la vez el suelo y la biodiversidad del ecosistema.[11]

  • En distintos experimentos llevados a cabo en China, el policultivo (cultivar dos o más especies en el mismo lugar) de maíz y cacahuete aumentaba la concentración en el suelo de nitrógeno y otros nutrientes, e incrementaba el crecimiento de bacterias beneficiosas del suelo; esto sugería que esta práctica podría promover el crecimiento vegetal, en comparación con el monocultivo.[12]

Los métodos agroecológicos de gestión del nitrógeno resuelven otro problema fundamental asociado a la aplicación de abonos nitrogenados sintéticos - la pérdida de nitrógeno del suelo por lixiviación. En el proceso de lixiviación, el nitrógeno se filtra a través del suelo en forma de nitratos, que contaminan las aguas subterráneas. Puede llegar a contaminar los suministros de agua potable, amenazando la salud humana y de los animales domésticos.

Las prácticas agrícolas ecológicas, sostenibles y con bajos insumos, han demostrado ser capaces de reducir las pérdidas de nitrógeno del suelo en forma de nitratos entre un 59 y un 62% en comparación con las prácticas agrícolas convencionales,[13] lo que supone una reducción de la contaminación por nitratos y una mejor conservación del nitrógeno en el suelo.

Conclusión: 

Durante años, se ha difundido la idea de que se podía modificar genéticamente las especies de uso agrícola para aumentar su eficiencia en el uso de nitrógeno (EUN), y que así requirieran menos abonos nitrogenados. Sin embargo, esto continúa siendo una falsa promesa.

Por el contrario, la mejora convencional ha obtenido mejoras significativas en la EUN de importantes especies agrícolas.

Los estudios demuestran que los métodos agrícolas ecológicos, sostenibles y con bajos insumos son la clave para la gestión del nitrógeno. Estos métodos podrían proveer suficiente nitrógeno para sustituir el que se obtiene actualmente de los combustibles fósiles, sin requerir ninguna superficie adicional. También se reduciría sustancialmente la contaminación del agua por nitrógeno.

Referencias: 

1. Funderburg E. Why are nitrogen prices so high? Ag News Views. 2001. Disponible en: http://www.noble.org/ag/soils/nitrogenprices/.

2. Woods J, Williams A, Hughes JK, Black M, Murphy R. Energy and the food system. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2010;365:2991–3006. doi:10.1098/rstb.2010.0172.

3. Agencia de Protección Medioambiental estadounidense (EPA). Nitrous oxide. 2014. Disponible en: http://www.epa.gov/nitrousoxide/scientific.html.

4. Agriculture and Agri-Food Canada. Canadian farm fuel and fertilizer: Prices and expenses (March 2012). Mark Outlook Rep. 2012;4(1). Disponible en: http://bit.ly/1h2pqD0.

5 Mobbs P. In: Energy Beyond Oil. Trowbridge, Wiltshire, UK: Cromwell Press; 2005:54.

6. Gurian-Sherman D, Gurwick N. No sure fix: Prospects for reducing nitrogen fertilizer pollution through genetic engineering. Cambridge, MA; 2009. Disponible en: http://www.ucsusa.org/assets/documents/food_and_agriculture/no-sure-fix.pdf.

7. McAllister CH, Beatty PH, Good AG. Engineering nitrogen use efficient crop plants: the current status. Plant Biotechnol J. 2012;10(9):1011-1025. doi:10.1111/j.1467-7652.2012.00700.x.

8. Brancourt-Hulmel M, Doussinault G, Lecomte C, Bérard P, Le Buanec B, Trottet M. Genetic improvement of agronomic traits of winter wheat cultivars released in France from 1946 to 1992. Crop Sci. 2003;43(1):37–45. doi:10.2135/cropsci2003.3700.

9. Ortiz-Monasterio I, Sayre KD, Rajaram S, McMahon MA. Genetic progress in wheat yield and nitrogen use efficiency under four nitrogen rates. 1997. Disponible en: http://repository.cimmyt.org/xmlui/handle/10883/2316.

10. Badgley C, Moghtader J, Quintero E, et al. Organic agriculture and the global food supply. Renew Agric Food Syst. 2007;22:86–108.

11. Chaer GM, Resende AS, Campello EF, de Faria SM, Boddey RM, Schmidt S. Nitrogen-fixing legume tree species for the reclamation of severely degraded lands in Brazil. Tree Physiol. 2011;31(2):139-49. doi:10.1093/treephys/tpq116.

12. Zhang JE, Gao AX, Xu HQ, Luo MZ. [Efectos de la asociación de maíz y cacahuete sobre los microorganismos de la rizosfera y el contenido en nutrientes del suelo]. Ying Yong Sheng Tai Xue Bao. 2009;20(7):1597-602.

13. Oquist KA, Strock JS, Mulla DJ. Influence of alternative and conventional farming practices on subsurface drainage and water quality. J Env Qual. 2007;36(4):1194-204. doi:10.2134/jeq2006.0274.

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