Fertilizantes Nitrogenados, Óxido Nitroso, Contaminación y Cambio Climático

Existe una creciente preocupación por los efectos sobre el calentamiento de la atmósfera y la contaminación ambiental ejercida por las emisiones de óxidos nitrosos a la atmósfera.  Ya os hemos comentado en post precedentes, que la revolución verde de los años 60 del siglo pasado deviene actualmente en serios ahora en problemas ambientales a nivel global. Son muchos los organismos internacionales que demandan una nueva revolución agropecuaria basada en el respeto al medio ambiente, lo cual implica bajos insumos de fertilizantes, emular más los procesos que espontáneamente acaecen en la naturaleza y/o el uso de tecnologías basadas en nuevos conocimientos científicos. José Olivares, de la EEZ (CSIC Granada), realizó una nota divulgativa que se me antoja magnífica por su claridad y precisión. Tuve el gusto de conocer a este investigador hace años, cuando formaba parte del Comité Científico Asesor del CSIC. Tal documento, al parecer, fue publicado también el Rotativo El País (9/05/07). Os dejo pues con la nota de prensa, como un ejemplo palmario de una excelente divulgación científica. Nada que añadir por mi parte, aunque tendremos que hablar sobre este espinoso tema en el futuro.  Tras esta os añado un par de noticias ofrecida por ARS, sobre algunas investigaciones (existen otros enfoques muy distintos) recientes con vistas a limitar el uso de fertilizantes nitrogenados y, como corolario, de reducir las emisiones gaseosas de este compuesto a la atmósfera.

capa-0zono es afectada negativamente por el oxido-nitroso. Fuente: Taringa

La capa de ozono terrestre (…) se ha ido reparando.

Sin embargo, la emisión de óxido nitroso, que no está

regulada por el Protocolo de Montreal, podría revertir

estos logros (…). Fuente: Taringa.

Juan José Ibáñez

Nitrógeno y cambio climático. José Olivares. El País, 09-05-07

Si bien se achaca al dióxido de carbono procedente de la combustión del petróleo, gas natural y carbón la máxima responsabilidad en tal cambio climático, no es despreciable la contribución de algunas especies reactivas de nitrógeno, especialmente el óxido nitroso, derivadas de la propia utilización de dichos combustibles y del uso masivo de los fertilizantes nitrogenados. Una cantidad significativa de este abonado termina como amonio y óxidos de nitrógeno en el aire donde, además de deteriorar la capa de ozono, contribuyen al incremento del efecto invernadero. Parte de los óxidos, además, disueltos en el vapor de agua producen ácido nítrico que cae al suelo como lluvia ácida. Pero el papel del nitrógeno es bastante más complejo y claroscuro.

Desde el comienzo de la revolución industrial, el hombre ha ido convirtiendo cada vez más el nitrógeno molecular, inactivo, de la atmósfera en sus formas reactivas, tales como amonio, principalmente para su uso como fertilizante, desequilibrando su ciclo biogeoquímico, perfectamente equilibrado cuando sólo había fijación biológica de nitrógeno y la práctica del abonado orgánico. El contenido en óxido nitroso en la atmósfera se ha incrementado un 8 por ciento desde que empezó la revolución industrial y aumenta de un 0,2 a 0,3 por ciento anualmente llegando en la actualidad a estar entre 0,5 y 1,2 por ciento. Aunque este porcentaje es bajo si se le compara con el CO2, contribuye con el 6 por ciento al efecto invernadero pues tiene un potencial global de calentamiento 200-300 veces superior el dióxido de carbono. Por otra parte, su conversión a óxido nítrico le lleva a alterar la capa de ozono al catalizar las reacciones de los compuestos clorados y bromados que destruyen el O3.
Se ha creído que la fuente de ese enriquecimiento del aire en óxido nitroso era la creciente utilización de los combustibles fósiles,  sin embargo, es ahora sentir general que, de forma principal, su origen está en la actividad microbiana del suelo y mares enriquecidos en nitrógeno por la aplicación masiva de los fertilizantes nitrogenados. Aunque esto ha supuesto un considerable incremento en la producción de alimentos ha llevado consigo efectos colaterales no deseables, tales como la mencionada contribución al cambio climático o a la creciente contaminación del medio, tercera amenaza para nuestro planeta después de dicho cambio climático y la pérdida de biodiversidad. Más de la mitad del fertilizante aplicado termina en ríos, lagos y mar contribuyendo a la eutroficación de aquellos y al descontrolado crecimiento de algas en las plataformas marinas. Pero el enriquecimiento en nitrógeno reactivo que presenta tan mala imagen, puede ser por otro lado, la base, aunque en esto hay todavía bastante controversia, del misterio de por qué la concentración de CO2 en el aire no crece paralelamente a la cantidad de gas liberado. Este nitrógeno está permitiendo incrementar la retención de más CO2 por los organismos fotosintéticos constituyendo un sumidero importante del gas liberado por la industria y el transporte.

El sistema global tiende a estar en equilibrio, pero por mucha resistencia que oponga al cambio, la mano del hombre puede llevar al desequilibrio irreversible, por lo que es necesario no sólo controlar el uso de las fuentes de CO2, sino también la producción y aplicación de los fertilizantes nitrogenados. En este sentido los esfuerzos que se están haciendo para conseguir ampliar el campo de la fijación biológica de nitrógeno contribuirán, sin duda, a paliar los efectos indeseables de la utilización indiscriminada de este nutriente de las plantas.

José Olivares Pascual es Profesor de Investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en la Estación Experimental del Zaidín. Granada

Oxido-nitroso-grida

Emisiones de óxido nitroso en Latinoamérica y

otros países. Fuente: Grida

Estudiando los fertilizantes para reducir los gases de invernadero / 17 de noviembre 2009 / Noticias del Servicio de Investigación Agrícola, USDA

Científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) han descubierto que usar tipos alternativos de fertilizantes puede reducir las emisiones de los gases de invernadero, por lo menos en una parte de EE.UU. Ahora están examinando si los alterativos ofrecen beneficios similares por todo el país.

Los fertilizantes de nitrógeno a menudo se necesitan para asegurar la producción de rendimientos adecuados de cultivos, pero su utilización lleva a la emisión del óxido nitroso, el cual es un principal gas de invernadero, en la atmósfera. El uso de fertilizantes es una razón por que un estimado 78 por ciento de las emisiones del óxido nitroso de EE.UU. vienen de la agricultura, según Ardell Halvorson, quien es científico del suelo en el Laboratorio de Investigación de Nutrientes del Suelo y las Plantas mantenido por el ARS en Fort Collins, Colorado.

Halvorson comparó las emisiones del óxido nitroso de campos de maíz tratados con o un fertilizante convencional de nitrógeno (urea) o uno de dos fertilizantes de urea especialmente formulados–uno con bolitas cubiertas de polímero para un lanzamiento controlado del fertilizante, y otro con sustancias agregadas para estabilizar la urea para mantenerla en el suelo en forma del amonio por un período más largo.
En un experimento de dos años en Fort Collins, Halvorson capturó las emisiones usando cámaras con respiraderos colocadas encima de la superficie del suelo. Él usó el sistema de la cero labranza porque se sabe que este sistema reduce las emisiones del dióxido de carbono. Descubrió que el fertilizante de lanzamiento controlado redujo por aproximadamente el 33 por ciento las emisiones del óxido nitroso, y el fertilizante estabilizado las redujo por casi la mitad.
Los resultados de Halvorson hasta la fecha han sido limitados a los campos regados y las condiciones frescas y semiáridas en y cerca de Fort Collins. Pero las emisiones del óxido nitroso resultan de una interacción compleja de condiciones que varían de un área a otra, tales como la cantidad de agua en el suelo, la temperatura del suelo, los tipos de suelo, la actividad microbiana, las condiciones climáticas y los patrones de lluvia. Así que Halvorson está ampliando el estudio, con el apoyo del sector de fertilizantes y la colaboración de científicos en otros laboratorios del ARS, para ver cómo los fertilizantes reaccionan en siete sitios alrededor de EE.UU.

Este estudio apoya la prioridad del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés) de desarrollar estrategias para responder al cambio climático global. Lea más sobre las investigaciones del ARS relacionadas con el cambio climático global en la revista ‘Agricultural Research’ de noviembre-diciembre del 2009.

http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/nov09/nitrous1109.htm

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del USDA;  (…) del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés) Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés); Dennis O’Brien, (301) 504-1624, dennis.obrien@ars.usda.gov. 17 de noviembre 2009; –Vea esta historia en Internet, junto con fotos y otros artículos relacionados, en www.ars.usda.gov/is/espanol/pr; Servicio Noticiero, Oficina de Información, Servicio de Investigación Agrícola. Noticias@ars.usda.gov | www.ars.usda.gov/noticias

La Agricultura y el Óxido Nitroso

Científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) tienen un papel principal en descubrir cómo la agricultura afecta las emisiones del óxido nitroso (N2O), el cual es un gas de invernadero.
Los expertos ya saben que las emisiones de N2O aumentan con aumentos en las aplicaciones de fertilizantes a base de nitrógeno. El microbiólogo Tim Parkins, quien trabaja en el Laboratorio Nacional de Agricultura y el Medio Ambiente mantenido por el ARS en Ames, Iowa, es un miembro de un grupo que está estudiando cómo los suelos diferentes y los fertilizantes diferentes afectan las emisiones de N2O.
Los investigadores evaluaron variaciones en las emisiones del N2O, el dióxido de carbono y el metano de dos tipos diferentes de suelo–un suelo franco arenoso y un suelo arcilloso. Los fertilizantes usados en el estudio fueron una combinación de la urea y el nitrato de amonio (UAN por sus siglas en inglés), y una lechada del estiércol líquido de cerdo.
Los científicos descubrieron que las emisiones totales de N2O fueron las más altas en los suelos que recibieron la lechada del estiércol líquido. También observaron niveles altos de emisiones de N2O en los suelos francos arenosos que recibieron o la UAN o la lechada del estiércol. Pero en los suelos arcillosos, solamente aquellos que recibieron la lechada del estiércol–pero no la UAN–tuvieron emisiones elevadas de N2O.
Científico del suelo Rod Venterea, quien trabaja en la Unidad de Investigación del Manejo de Suelo y Agua mantenida por el ARS en Saint Paul, Minnesota, también está estudiando la dinámica de las emisiones de N2O. Él descubrió que la cantidad de N2O emitida por los campos fertilizados con el amoníaco anhidro fue por termino medio dos veces más que las emisiones de los campos fertilizados con la urea. Es probable que las emisiones más altas del amoníaco anhidro vengan de la conversión del amoníaco al nitrato.
Sus hallazgos también sugieren que los granjeros que utilizan la labranza de conservación pueden minimizar las emisiones de N2O colocando los fertilizantes dos o tres pulgadas debajo de la superficie del suelo. Esto es porque en un sistema de labranza reducida, los microorganismos que tienen un papel en producir las emisiones del N2O viven más cerca de la superficie del suelo.
Los hallazgos de la investigación por Parkin fueron publicados en la revista ‘Journal of Environmental Quality’ (Revista de Calidad Ambiental) en el 2008. Los hallazgos de los estudios por Venterea fueron publicados en la revista ‘Global Change Biology’ (Biología del Cambio Climático Global) en el 2007 y en la revista ‘Journal of Environmenta Quality’ en el 2005 y el 2008.

Lea más sobre estas investigaciones en la revista ‘Agricultural Research’ de noviembre-diciembre 2009.http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/nov09/nitrous1109.htm. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés). Estas investigaciones apoyan la prioridad del USDA de desarrollar estrategias para responder al cambio climático global.

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Comentarios

Excelente post.

Es curioso como la base de la teoría del cambio climático establece que el CO2 es el malo malísimo de la pelicula. Y aunque es cierto que el resto de GEI poseen su forzamiento radiativo correspondiente, las medidas políticas encaminadas a la reducción del efecto del calentamiento global van dirigidas a la disminución del CO2. Derechos de emisión, planes de almacenamiento y captación, medidas estandarizadas equivalentes a la emisión de kg de CO2…, es decir, el protagonista principal es el ahora calificado como agente peligroso. El resto de componentes no son malignos para el medio?? No lo entiendo

Saludos
Fernando Gómez

nos podes pasar pdf sobr este tema?

mmuy interesante este articulo,,,, muestra la realidad de la contaminacion ambiental en el planeta… son los articulos que merece la pena leer—-

[...] Fertilizantes Nitrogenados, Óxido Nitroso, Contaminación y Cambio Climático [...]

Hola Juan Jose saludos desde Peru.
Podrias ilustrar mejor el tema: el N2O es 300 veces mas termogenico que el CO2? y como son las posibles reacciones quimicas que se dan en el sueloagricola y en el aire?, muchas gracias por tu a aporte pues creo que nosotros los agricultores debemos ser muy responsablas con nuestro medio ambiente, pero primero debemos conocer muy bien el tema

Vidal, poder podría (…), ahora bien la química no es mi punto fuerte. Con añadir al motor de bísqueda los términos, te aparecen centenares de páginas en donde viene bien explicado.
Un cordial saludo

Juanjo Ibáñez

[...] el uso de fertilizantes de síntetis, conseguiríamos un ahorro tanto económico como ambiental (por ejemplo menos contaminación por nitratos) para la agricultura. Otra características del biochar que se ha constatado en algunas [...]

Muy buen artículo me entere de cosas que no sabía sobre los fertilizantes en guatemala, esperemos sea de ayuda este tipo de información para las empresas que se dedican a esto, por si les sirve. http://nutrivesa.com

[...] menos transporte hasta tu plato, prefiriendo los alimentos de temporada y los producidos con menor cantidad de fertilizantes nitrogenados, y, sobre todo, reduciendo el consumo de productos de origen animal. Y es que la ganadería genera [...]

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