Rendimiento: La cantidad de un producto que se hace.

Poner tierra en la boca no es un pasatiempo muy popular. Sin embargo, todo lo que comes proviene de la tierra y del aire. Ya sea que comas arroz, tomates, huevos, vacas o dulces. Incluso podríamos argumentar que los humanos provienen de la tierra. Comemos plantas y algunos de nosotros también comemos otros animales, como pollos. Las gallinas comen plantas e insectos, y muchos insectos también comen plantas. Así que todo se reduce a las plantas.

Las plantas necesitan luz solar, agua, dióxido de carbono y nutrientes para crecer. Haga clic para más detalles.

Para crecer, las plantas necesitan luz solar, agua y dióxido de carbono del aire. Las plantas también necesitan nutrientes como nitrógeno y fósforo, que la mayoría de las plantas obtienen del suelo. Hay más de 7 billones de personas en la Tierra y ese número aumenta cada día. Es importante pensar en cómo vamos a alimentar a toda la población. Esto significa que, sin importar lo que comemos, debemos encontrar formas más eficientes de cultivar.

Tal vez pienses que ya lo hemos resuelto. Después de todo, aunque no todos en el mundo obtienen suficiente comida, la mayoría de nosotros sí. Muchos de nosotros incluso desperdiciamos mucha comida. Sin embargo, en poco más de 100 años, la población humana de la Tierra aumentó de 1.6 billones en 1900 a más de 7 billones de personas. Tal aumento en la población no hubiera sido posible sin comida. Entonces, ¿cómo lograron los humanos cultivar más alimentos?

Fertilizante que proviene del aire

A principios de la década de 1900, dos químicos alemanes, Fitz Haber y Carl Bosch, estudiaban los gases. Descubrieron cómo usar el nitrógeno del aire para producir amoníaco, un fertilizante para las plantas. El uso de fertilizantes de nitrógeno y fósforo nos permitió cultivar suficientes alimentos para sostener a billones de personas. Sin embargo, el uso de muchos fertilizantes tuvo un efecto inesperado.

Durante muchas generaciones, la fertilización puede hacer que las plantas tengan raíces pequeñas. Haga clic para más detalles.

Al haber muchos nutrientes disponibles para las plantas, no había ventaja para las raíces más grandes. Las plantas con raíces pequeñas, pero hojas grandes o más semillas, se reproducen más y transmiten sus genes. Esto llevó a que más y más de nuestros cultivos terminaran con pequeños sistemas radiculares. Descubrimos una manera de seguir produciendo mucho nitrógeno para usar en estas pequeñas plantas enraizadas. Pero la situación es diferente para otro nutriente, el fósforo.

Es posible que no hayas oído hablar del fósforo antes, pero es un elemento muy importante. Endurece nuestros huesos. Está en nuestro ADN en el trifosfato de adenosina (ATP), la molécula que proporciona la energía para casi todo lo que hacen tus células. Las plantas también lo necesitan para obtener energía del sol.

Las plantas obtienen fósforo del suelo en forma de fosfato. El fosfato es simplemente un átomo de fósforo unido a cuatro átomos de oxígeno. Utilizamos toneladas de fertilizantes de fosfato en nuestros cultivos para producir los rendimientos de los que dependemos. Sin embargo, a diferencia del nitrógeno, el fosfato no se obtiene del aire. La renovación del fosfato depende del movimiento de la Tierra. Las tierras y los continentes tienen que desplazarse y levantar nuevas rocas que contienen fosfato. Estos cambios tardan miles o millones de años.

El futuro del fosfato

El fosfato solía extraerse del guano de murciélago (caca), pero ahora el fosfato se extrae de la roca de fosfato. Haga clic para agranda.

Históricamente, el fosfato se extraía del guano de murciélago, pero los murciélagos solo pueden defecar tanto. Así que ahora la mayoría del fosfato proviene de la roca de fosfato. Sin embargo, al igual que el guano de murciélago, la cantidad de roca de fosfato es limitada. De hecho, se proyecta que a tasas actuales, nos quedaremos sin fosfato en los próximos 50 a 100 años.

Como si eso no fuera lo suficientemente malo, la mayor parte del fosfato en el fertilizante ni siquiera es utilizado por las plantas. Con sus pequeños sistemas radiculares, solo pueden usar una pequeña cantidad en un momento dado. Gran parte del fosfato se lava o se suspende en el aire. De esta forma, actúa como un contaminante. Si llega a lagos o arroyos, hace que las algas crezcan tan rápido que usan el oxígeno en el cuerpo de agua y matan a los peces. El fosfato que permanece en el suelo a veces puede unirse al suelo con tanta fuerza que hace que sea muy difícil para las plantas utilizarlo.

Buscando el fosfato

Entre la contaminación y el suministro limitado, debemos ser más cuidadosos con el fosfato. Hay dos formas principales en que podemos contrarrestar este problema. Podemos capturar fosfato adicional y reciclarlo, o podemos ayudar a las plantas a absorber y usar fosfato de manera más efectiva.

Se desperdicia mucho fósforo porque se lava con agua de escorrentía de tierras de cultivo. Haga clic para agrandar.

La primera forma, tendríamos que recoger el fósforo adicional de todas las granjas antes de que llegue a los cuerpos de agua. Entonces tendríamos que separarlo de la tierra y otros materiales que recogemos con él, y enviarlo de vuelta a las granjas. Este proceso nos permitiría seguir fertilizando los cultivos una y otra vez, pero sería muy costoso y requeriría mucho tiempo.

La segunda forma implica modificar las plantas, para que sean mejores en obtener y usar fosfato. Entonces podríamos usar menos fertilizante y aún así obtener la misma cantidad de alimentos.

Durante las últimas décadas, los investigadores han estado trabajando en el segundo enfoque utilizando la genética. Han modificado los genes de las plantas para que algunas plantas puedan crecer más raíces y que sean más largas. Estas plantas pueden absorber mejor el fosfato del suelo para que no tengamos que usar tanto fertilizante y producir tanto desperdicio. Expandir este trabajo a los cultivos principales, podría ser la respuesta a nuestro problema de fósforo.