29 Nov 2013

Alternativas para incrementar la eficiencia de uso de nitrógeno en los cultivos de grano y mitigar las emisiones de óxido nitroso

Determinacion de GEI en un cultivo de trigo


El óxido nitroso (N2O) es uno de los principales gases de efecto invernadero (GEI) junto con el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4). Si bien las emisiones de N2O son mucho menores que las de CO2 a nivel global, representan el 7.9% de los GEI. El N2O presenta un efecto de calentamiento 296 veces superior al del CO2 y es el principal GEI emitido por la agricultura, representando el 21% del total de las emisiones GEI de la Argentina. Su liberación a la atmósfera es colateral a los procesos de desnitrificación y de nitrificación, por lo que depende de la cantidad de nitrógeno (N) que entra anualmente a los suelos agrícolas.

En este articulo se presenta un trabajo realizado por Fernando García (IPNI), Miguel Taboada (INTA), María Fernanda González Sanjuan (Fertilizar Asociación Civil) y Liliana Picone (UI FCA-INTA Balcarce) que aporta elementos para la discusión del manejo de N, buscando mejorar la eficiencia de uso de fertilizantes nitrogenados que resulte en la mitigación de las emisiones de N2O. Una mejor eficiencia en el uso del N impactará positivamente en los resultados productivos y económicos y, también, sobre otros efectos ambientales. Se presentan aspectos relacionados con: i) el consumo de N actual y proyectado al 2020 en Argentina; ii) la eficiencia de uso del N en la agricultura de granos actual y proyectada; iii) el rol de la agricultura y de los fertilizantes nitrogenados en emisiones de N2O; y iv) las posibilidades de mejorar la eficiencia de uso de fertilizantes nitrogenados y reducir las emisiones de N2O. Finalmente, se plantea una propuesta para la mitigación de emisiones de N2O, poniéndose énfasis en sistemas de producción de cultivos anuales de la región pampeana argentina.

El consumo de fertilizantes nitrogenados a nivel país se ha incrementado notablemente en los últimos años, pasando de 117 mil toneladas N en 1993 a 727 mil toneladas N en 2012, con un pico de 894 mil toneladas N en 2007. La tasa de crecimiento anual durante el período 1993-2012 fue de 34.3 mil toneladas N por año. La información disponible sobre consumo de fertilizantes, indica que el trigo, la cebada, el maíz y el sorgo están siendo fertilizados en un 67-94% del área, con dosis promedio de 43 a 76 kg N/ha. A pesar del incremento observado en el consumo de fertilizantes nitrogenados en los últimos años, la relación aplicación/remoción muestra un balance negativo, reponiéndose solamente un 36% del N extraído en grano por los principales cuatro cultivos (soja, maíz, trigo y girasol), promedio de las tres últimas campañas agrícolas (2010 a 2012).

A escala de país, la eficiencia de uso de los nutrientes aplicados vía fertilizantes puede evaluarse a través de indicadores como el balance parcial de nutrientes (BPN) y la productividad parcial del factor (PPF), N en este caso. El BPN es la relación entre los kg de nutriente extraído y los kg de nutriente aplicado, mientras que la PPF es la relación entre la producción de grano y la cantidad de nutriente aplicado. Las estimaciones de BPN muestran que, en el caso de los cereales, a través de los últimos años, los valores se han ido acercando al nivel de 1, considerado adecuado según las referencias bibliográficas. Los valores de PPF para trigo se encuentran dentro del rango de 40 a 80 kg de grano por kg N, considerado óptimo a nivel mundial para cereales. Para maíz, los valores de PPF son algo elevados, indicando que probablemente el cultivo aún se abastezca de N de la fracción orgánica de los suelos, acentuando la degradación de la fertilidad de los suelos.
Tomando en cuenta la línea de base 2010 y la proyección de área y producción de granos propuesta en el Plan Estratégico Agroalimentario y Agroindustrial (PEA2, Minagri) para el 2020, se pueden plantear distintos escenarios de consumo de N en los principales cultivos de grano, considerando distintas eficiencias de uso. Estos escenarios para 2020, resultan en necesidades de fertilizantes nitrogenados superiores en un 86% a 187% del consumo registrado en 2010.

De acuerdo con la Segunda Comunicación Nacional del Gobierno Argentino a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático, en el año 2000 (último año informado) las emisiones de GEI de la Argentina fueron 238.702,9 Gg CO2- equivalente (una medida que estima todos los GEIs en conjunto en base a su poder de calentamiento). La agricultura argentina (i.e. agricultura y ganadería) ha sido responsable, en ese año, del 43% del total de emisiones del país. De este 43%, la producción agrícola emitió un 21% (mayormente N2O), mientras que la ganadería un 22% (mayormente CH4). El uso de fertilizantes nitrogenados contribuyó en un 12% de la emisión de N2O, según estimaciones considerando las directrices del Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC). Este porcentaje se mantendría estable hacia 2012 dadas las compensaciones de aumento de uso de fertilizantes nitrogenados y los cambios en las directrices del IPCC.

Los GEI generados por la agricultura son producidos por mecanismos complejos y heterogéneos y las emisiones presentan una alta variabilidad. Las numerosas evaluaciones, actualmente en curso en el país, de emisiones de N2O y otros GEI bajo diversos sistemas de producción y condiciones de manejo, permitirán determinar con mayor certeza los valores reales a campo y las condiciones que los afectan. Sin embargo, la necesidad de plantear alternativas inmediatas para la mitigación de emisiones requiere que se planteen distintas opciones a partir de la información y conocimiento existentes.

La Argentina no podría plantear una reducción en el uso de fertilizantes nitrogenados considerando las metas de producción del Plan Estratégico Agroalimentario y Agroindustrial (PEA2). Por el contrario, deberá incrementar el uso de los mismos para alcanzar esas metas de producción. Obviamente, sí debería plantearse un uso eficiente del N bajo condiciones actuales y a futuro. Las condiciones futuras implican una mayor emisión absoluta de N2O pero una menor emisión de N2O por unidad de producto. Por ejemplo, menor emisión por tonelada de grano cosechado. No debiéramos repetir experiencias del siglo pasado, en que la muy baja reposición de nutrientes vía fertilizantes condujo a un importante empobrecimiento de los suelos.

Podrían aplicarse muchas de las tecnologías conocidas actualmente para reducir la emisión de GEI: manejo de tierras y suelos, manejo del pastoreo, restauración de suelos degradados, gestión de biosólidos y producción de bioenergía. La adopción de mejores prácticas de manejo (MPM) de nutrientes y fertilizantes siguiendo el Manejo Responsable de los 4Rs (los cuatro requisitos) permite generar mayores eficiencias de uso de los nutrientes disponibles y/o aplicados. La adopción de la dosis correcta aplicada con la fuente correcta, en el momento correcto y la ubicación correcta permite maximizar la producción y la eficiencia de uso de otros recursos e insumos, mantener y/o mejorar la fertilidad de los suelos y evitar problemas de contaminación de aguas, suelos y aire.

Poniendo como objetivo una intensificación sustentable de la agricultura que reduzca el impacto ambiental y social y maximice la productividad del sistema agrícola, es que los autores proponemos mejorar la eficiencia de uso del N aplicado como fertilizante para mitigar las emisiones de N2O. Entre las MPM de suelos y cultivos que contribuyen a este propósito, según la condición especifica de sitio a nivel de predio, cuenca o región, podemos indicar: rotaciones con mayor intensidad de cultivo, prácticas de manejo de suelos que reduzcan la erosión hídrica y eólica y la desertificación, integración de agricultura con ganadería en pastoreo, siembra directa con adecuadas rotaciones de cultivos, nutrición de suelos y cultivos, y muchas otras. Estas prácticas deben resultar en una menor emisión de GEI, mayor captura de carbono en los suelos, mayor eficiencia de uso del agua, mayor diversidad y actividad biológica en los suelos, uso adecuado y responsable de agroquímicos. La Argentina, sus instituciones, profesionales y productores, deben seguir trabajando en mejorar la eficiencia de uso del N aplicado, así como también del N del suelo y del N proveniente de fijación biológica. Considerando las metas 2020 del PEA2, puede plantearse un escenario de mejoras de eficiencia de uso de N del orden del 5-10% que deberían lograrse utilizando las MPM.

Finalmente debe enfatizarse la necesidad de que las investigaciones actuales y futuras sobre el ciclo del N integren los procesos, y cuantifiquen las transformaciones del N en los agroecosistemas a escala de lote y cuenca. De esta manera, se podrá contar con información básica no solo a los efectos de alcanzar una mayor producción y eficiencia de uso del nutriente, sino también para conocer con mayor detalle los impactos ambientales en el uso del N. En estos casos, y teniendo en cuenta las frecuentes limitaciones de orden metodológico y/o económico para investigar en este tema. El sector productivo y el país deberían considerar prioritario el apoyo financiero a estas investigaciones. Los resultados que surjan de ellas servirán de base para generar una estrategia de defensa ante posibles medidas para-arancelarias por parte de los países compradores de nuestras exportaciones.