Durante décadas, el pensamiento convencional ha sido que las aplicaciones de fertilizantes nitrogenados sintéticos ayudan a mejorar los niveles de carbono del suelo estimulando a los microbios del suelo a alimentarse de la materia orgánica de los residuos de los cultivos. Un grupo de científicos de la Universidad de Illinois afirma que las investigaciones realizadas en las Parcelas Morrow, las parcelas de investigación más antiguas del país, indican una disminución del carbono del suelo debido al uso de fertilizantes sintéticos con N.
Cómo funciona
Los residuos vegetales quedan tras la producción de cultivos, y varios métodos de labranza y gestión de residuos aprovechan esos residuos como medio de añadir materia orgánica al suelo. Lo que hemos entendido sobre el N sintético es que los microorganismos del suelo se ven estimulados por él como fuente adicional de alimento, lo que hace que estos microbios aumenten sus actividades de descomposición de los residuos vegetales y se sumen al contenido de humus/carbono del suelo. Sin embargo, lo que se está descubriendo ahora es alarmante.
Los microbios del suelo degradan los residuos vegetales y reducen su contenido en carbono y su contenido nutricional a formas disponibles para las plantas y a carbono totalmente degradado a largo plazo, que es la columna vertebral para formar el humus del suelo. El otro resultado de esta actividad microbiana es que, cuando los microbios se alimentan del carbono de los residuos vegetales y sus cuerpos mueren, liberan el carbono en forma de CO2. La volatilización de este carbono de ciclo rápido procedente de las plantas puede ser la mayor parte de lo que ocurre en este proceso, de modo que a medida que los aportes elevados de N estimulan a los microbios a alimentarse, finalmente la materia orgánica desaparece antes de que pueda humificarse. La vía de la humificación se interrumpe por la eliminación y volatilización del carbono antes de que alcance la forma de humus. «Con el tiempo, el impacto de este mayor apetito microbiano supera los beneficios de más residuos de cultivos», afirma Tom Philpott de Grist.org.
El último aspecto de esta pérdida de carbono se explica echando un vistazo a los ácidos orgánicos del suelo basados en el carbono: la humina, los ácidos húmicos y los ácidos fúlvicos. Debido a la aceleración de la oxidación microbiana de la humina por estimulación de N, estos ácidos se reducen de la humina rica en carbono, a los ácidos húmicos, menos ricos en carbono, y finalmente a los ácidos fúlvicos, que tienen muy poco contenido de carbono. Este proceso es natural y saludable, pero cuando se azota el suelo con cantidades excesivas de N, el proceso se acelera drásticamente, dejando menos tiempo para que se produzcan nuevas aportaciones de carbono (procedente de los residuos) y una humificación adecuada de la materia orgánica.
El efecto neto de esto es que los niveles de carbono del suelo disminuyen, lo que dificulta aún más que los suelos almacenen nitrógeno. A medida que disminuye la capacidad del suelo para almacenar nitrógeno, se necesitan más aportes de N. También se resienten el suelo, la capacidad de retención de agua y la retención de nutrientes, lo que provoca compactación y lixiviación de nutrientes. Nace el círculo vicioso.
Nueva información
Tres profesores de la Universidad de Illinois, Richard Mulvaney, Saaed Khan y TimEllsworth, han levantado algunas cejas con nuevos datos que así lo atestiguan. En dos artículos recientes, «The Myth of Nitrogen Fertilization for Soil Carbon Sequestration» (Khanet al 2007) y «Synthetic Nitrogen Fertilizers Deplete Soil Nitrogen: A Global Dilemma for Sustainable Cereal Production» (R.L. Mulvaney et al 2009) los investigadores demuestran que el efecto neto del uso de nitrógeno sintético es reducir los niveles de carbono del suelo. El mecanismo propuesto es la estimulación de los microbios del suelo por los fertilizantes nitrogenados, lo que hace que los microbios consuman cantidades excesivas de materia orgánica.
Para empeorar las cosas, los aportes de N sintético crean una dura competencia para las poblaciones de bacterias fijadoras de nitrógeno como Rhizobium y Azospirillum. Añadir N sintético es altamente estimulante para los microbios que se alimentan de él. Entonces, estos microbios superan a las bacterias fijadoras de nitrógeno, haciendo que el N de la atmósfera sea aún menos accesible para el cultivo.¿Qué importancia tienen las bacterias fijadoras de nitrógeno? Según el Manual de Agronomía de A&L, «se calcula que en un solo acre de tierra hay disponibles 35.000 lb de N». A cambio del suministro de alimentos y minerales que obtienen de la planta, estas bacterias (fijadoras de nitrógeno) suministran a la planta parte de sus necesidades de nitrógeno, generalmente no más del 50% al 75% del mismo».
Qué hacer
Sabemos que los aportes de nitrógeno son importantes en la producción de cultivos y césped, pero sugerimos que los aportes de nitrógeno se gestionen con mucho, mucho más cuidado y recomendamos el uso de humatos para restaurar el carbono del suelo en su forma más activa. Las aplicaciones de humatos no sólo aumentarán los niveles de carbono del suelo, sino que mejorarán la retención de agua, el drenaje, la estructura del suelo y la retención de nutrientes. Los humatos también proporcionan un sustrato saludable para los microbios beneficiosos del suelo.
Las investigaciones han demostrado que los suelos con menos de un 3% de materia orgánica pueden perder entre un 15% y un 40% de N en una temporada de crecimiento. El anclaje del nitrógeno en el suelo forma parte de la importante labor del carbono/humus del suelo, ya que el N se une fácilmente a los ácidos basados en el carbono, como el húmico y el fúlvico, lo que reduce la necesidad de aportes pesados y caros de fertilizantes con N. Además, la estimulación de las bacterias simbióticas y de vida libre fijadoras de nitrógeno por las sustancias húmicas se suma a la disponibilidad de N de la atmósfera, suministrando, en muchos casos, hasta el 75% de las necesidades de un cultivo.
Aplicando humatos a los suelos en los que se utilizan N sintético y otros fertilizantes, podemos restaurar los niveles de carbono del suelo, equilibrar la relación entre carbono y nitrógeno y romper el círculo vicioso que hemos creado en la mayoría de los suelos de producción convencionales. Los humatos son un aporte directo de materia orgánica del suelo, que proporciona el aspecto más importante de un suelo sano y productivo.
Joel C. Reid
Recursos de Mesa Verde
S. A. Khan*, R. L. Mulvaney, T. R. Ellsworth y C. W. Boast, 2007, «The Myth of Nitrogen Fertilizationfor Soil Carbon Sequestration» Publicado en J Environ Qual 36:1821-1832 (2007).
R. L. Mulvaney*, S. A. Khan y T. R. Ellsworth, 2009, «Synthetic Nitrogen Fertilizers Deplete SoilNitrogen: A Global Dilemma for Sustainable Cereal Production» Publicado en J Environ Qual 38:2295-2314 (2009).
Tom Philpott, 2010, «Nueva investigación: El nitrógeno sintético destruye el carbono del suelo y socava su salud «www.grist.org 2010.
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