Un estudio emblemático de 60 años que abarca 205 países y regiones de todo el mundo ha descubierto sistemáticamente los patrones evolutivos de la eficiencia en el uso del nitrógeno y el fósforo (EUN y EPU) en los cuatro principales cultivos básicos: arroz, trigo, maíz y soja.
Dirigida por la Academia China de Ciencias (ACC), la investigación concluye que, a pesar del continuo crecimiento del uso global de fertilizantes, la eficiencia del uso de nutrientes en los principales cultivos no ha mejorado proporcionalmente y, en general, sigue siendo baja. Esto subraya que la «alta inversión y baja eficiencia» sigue siendo un desafío sistémico que enfrenta la agricultura mundial.
Los investigadores observaron disparidades significativas en la eficiencia entre cultivos y regiones. El arroz cultivado en regiones tropicales y el trigo en zonas templadas presentan sistemáticamente una EUN relativamente mayor. En contraste, la producción de maíz en las principales regiones productoras, como China y Estados Unidos, sigue un patrón distintivo de «altos insumos y baja utilización», lo que la identifica como un área clave para la optimización.
En particular, la eficiencia del uso de fósforo para los cuatro cultivos es generalmente inferior al 50%, lo que indica que la nutrición de fósforo de los cultivos sigue dependiendo en gran medida de las reservas de fósforo del suelo nativo en lugar de los fertilizantes aplicados en la temporada de crecimiento actual.
El estudio señala que el principal obstáculo para la transformación de la agricultura ecológica no es la falta de tecnología, sino los desajustes espacio-temporales entre las demandas fisiológicas de los cultivos, las condiciones ambientales de nutrientes y las prácticas de gestión humana. Por lo tanto, la optimización agrícola futura debería centrarse en cómo fertilizar y cómo reestructurar sistemáticamente, rediseñando la arquitectura subyacente de los agroecosistemas mediante la adaptación inteligente de los cultivos, el clima y las condiciones del suelo.
Con base en estos hallazgos, la investigación propone una vía de optimización sistémica paralela de tres niveles: «cultivo-región-tecnología». A nivel de cultivo, se debe implementar una fertilización de precisión dirigida a las combinaciones ineficientes de cultivo y zona climática. A nivel regional, se deben priorizar los recursos de gestión para las zonas de «sumidero de eficiencia» con base en distribuciones de eficiencia espacialmente explícitas. A nivel tecnológico, medidas como variedades de alto uso de nutrientes, labranza de conservación, retorno de paja y aplicación de microorganismos funcionales deben integrarse en paquetes tecnológicos integrales para aumentar la eficiencia y reducir las emisiones.
La investigación fue dirigida por el Instituto de Medio Ambiente de la Tierra de la Academia de Ciencias de China y apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Programa Marco Horizonte Europa de la Unión Europea y otras fuentes. Ha sido publicada en Nature Communications.
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