El nitrógeno presente en el agua de riego podría reducir la dependencia de fertilizantes sintéticos

El agua de riego no solo abastece de recursos hídricos a los cultivos, sino que también aporta cantidades significativas de nitrógeno, un nutriente esencial para la producción agrícola. Un estudio internacional con participación de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y del Centro de Estudios e Investigación para la Gestión de Riesgos Agrarios y Medioambientales (CEIGRAM) ha cuantificado por primera vez este flujo a escala global, estimando que alcanza los 13,8 millones de toneladas anuales, una cantidad equivalente al 13% del nitrógeno procedente de fertilizantes sintéticos utilizado en todo el mundo.

La investigación, publicada en la revista Nature Sustainability, pone cifras a una fuente de fertilización que hasta ahora permanecía prácticamente invisible y que, en muchos casos, no se consideraba al calcular las necesidades reales de fertilización de los cultivos.

El agua de riego aporta 13,8 millones de toneladas de nitrógeno al año, una cantidad equivalente al 13% del fertilizante sintético utilizado a escala mundial.

Un flujo de nitrógeno hasta ahora no contabilizado

El nitrógeno desempeña un papel esencial en el crecimiento de los cultivos. Sin embargo, la producción de fertilizantes nitrogenados supone aproximadamente el 2% del consumo energético global y su aplicación excesiva constituye una fuente importante de contaminación de las aguas y de la atmósfera.

Según explica Luis Lassaleta, investigador de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas de la UPM y del CEIGRAM, el agua procedente de acuíferos, ríos y otras fuentes puede contener nitratos derivados, entre otros procesos, de la lixiviación de fertilizantes y estiércoles. Cuando esa agua se emplea para el riego, el nitrógeno pasa a incorporarse al sistema agrícola.

Para estimar este aporte, el equipo recopiló 1.325 observaciones procedentes de 104 estudios de campo y desarrolló un modelo basado en técnicas de aprendizaje automático, con el que pudo extrapolar los resultados a escala mundial.

Asia concentra la mayor parte del nitrógeno aportado por el riego

El análisis muestra que la aportación media alcanza 19 kilogramos de nitrógeno por hectárea y año, aunque existen diferencias significativas entre regiones y cultivos.

Las mayores contribuciones se registran en Asia oriental, Asia meridional y el Sudeste Asiático, que concentran más de las tres cuartas partes del nitrógeno aportado globalmente por el agua de riego.

China lidera la clasificación con 4,2 millones de toneladas anuales, seguida de India, con 2,2 millones, y Pakistán, con 1,1 millones. Estados Unidos aporta alrededor de 0,8 millones de toneladas al año.

En cuanto a los cultivos, arroz, trigo y maíz concentran conjuntamente cerca del 70% del nitrógeno transportado por el agua de riego. Las hortalizas también presentan aportaciones elevadas, con una media de 38 kg de nitrógeno por hectárea, que en algunos casos puede alcanzar los 100 kg.

China, India y Pakistán concentran gran parte del nitrógeno aportado por el agua de riego, mientras que arroz, trigo y maíz reciben cerca del 70% del total mundial.

Una oportunidad para optimizar la fertilización y avanzar en economía circular

Los investigadores consideran que incorporar este aporte de nitrógeno a la planificación de la fertilización permitiría ajustar mejor las dosis de fertilizantes sintéticos y mejorar la eficiencia en el uso de este nutriente.

Según las estimaciones del estudio, tener en cuenta esta fuente podría reducir la dependencia global de fertilizantes sintéticos del 75% al 67%, aunque el efecto dependerá del cultivo, la región y las prácticas de riego.

Luis Lassaleta señala que cuantificar este flujo, que en gran medida representa una reutilización del nitrógeno ya presente en el territorio, constituye "un paso significativo hacia la economía circular y la reducción de la dependencia de nuevas entradas", además de incorporar por primera vez este proceso al ciclo global del nitrógeno.

El trabajo también pone de manifiesto que la presencia de nitrógeno en el agua de riego es consecuencia, en muchos casos, de una contaminación previa asociada a actividades agroganaderas. Conocer la magnitud de este fenómeno puede contribuir a mejorar la gestión conjunta del agua y los nutrientes, favoreciendo sistemas agrícolas más eficientes.

La investigación se enmarca, además, en los trabajos desarrollados dentro del proyecto europeo Horizonte Europe RAINS, en el que la UPM aplica metodologías para escalar los flujos de nitrógeno desde el cultivo al conjunto del sistema agroalimentario, con el objetivo de desarrollar soluciones para una gestión más resiliente del agua y los nutrientes en las regiones mediterráneas.