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LA SOSTENIBILIDAD AGRÍCOLA
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1. Manzanas
Las manzanas son parte de la biosfera. El manzano creció a partir de una semilla, que requirió agua, dióxido de carbono, energía solar y ciertos nutrientes. El agua proviene
del entorno, el dióxido de carbono del aire, y la energía solar del sol. Lo que no es inmediatamente aparente es de dónde provienen los nutrientes.
Cada producto de la naturaleza, ya sean frutas, verduras o granos,
tiene un cierto requerimiento de nutrientes. Estos son los elementos
químicos que se necesitan, de un tipo y cantidad específicos, en la
construcción de los diversos productos de la biósfera. Se necesitan
macronutrientes en cantidades relativamente grandes, macrominerales
en cantidades menores y micronutrientes en cantidades muy menores.
Los macronutrientes son nitrógeno, fósforo y azufre; los macrominerales
son calcio, magnesio, potasio y sodio; los micronutrientes son boro,
cloro, cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno y zinc.
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Fig. 1 Manzanas rojas del tipo deliciosas.
La construcción de la biosfera no es posible sin cantidades suficientes de agua, dióxido de carbono, energía solar y nutrientes. El agua es limitante en ambientes áridos y semiáridos, por lo que los humanos han aprendido a transportarla a lugares donde escasea. El dióxido de carbono generalmente no es limitante, ya que es un componente de la atmósfera, con una concentración de 0.041%, o 410 partes por millón (ppm), desde donde todas las plantas pueden aprovecharlo a través de la fotosíntesis. La energía solar es principalmente una función de la latitud y estación; las latitudes tropicales, subtropicales e incluso templadas generalmente pueden contar con cantidades suficientes de energía solar para sostener el crecimiento de las plantas.
El misterio son los nutrientes. ¿Cuáles son necesarios, en qué cantidades y de dónde provienen? Las respuestas a estas preguntas pertenecen a la ciencia de la agronomía. En la práctica, los nutrientes son nativos o importados. Se dice que los suelos que naturalmente tienen una variedad de nutrientes disponibles en cantidades suficientes para sostener el crecimiento de las plantas son fértiles. Por el contrario, los suelos que no tienen un buen suministro de nutrientes generalmente necesitan ser mejorados, es decir, se vuelven más fértiles, mediante la adición de nutrientes importados (fertilizantes).
2. Nutrientes
Los nutrientes nativos se originan en el suelo y la roca madre.
Para utilizar los nutrientes, las plantas entablan relaciones
simbióticas con la propia fauna de su raíz, mediante un proceso denominado
"bioturbación". El objetivo es acelerar el proceso para que
estos nutrientes estén disponibles para su absorción.
La meteorización es una parte intrínseca de este proceso.
De esta manera, las plantas pueden extraer los nutrientes
nativos y usarlos en sus necesidades fisiológicas.
En la práctica, el suministro actual de nutrientes, en tipo y cantidad,
puede no coincidir con la demanda de la planta. Si la demanda de cada
nutriente excede la oferta, la planta no puede desarrollarse de manera
óptima; por el contrario, si la oferta excede la demanda,
se produce un desperdicio o excedente. Generalmente, las plantas
pueden usar la mayoría de los nutrientes
nativos que están disponibles a través del
intemperismo y la bioturbación. Hay dos excepciones
notables: sodio (Na+)
y cloruro (Cl-), o
la forma elemental común de este último, el
cloro (Cl2). Las plantas no necesitan sodio en las cantidades
que usualmente está disponible.
El cloro es un biocida general, lo que significa que matará toda la vida si se
aplica en suficiente concentración. Por lo tanto, los iones de sodio y cloruro,
que juntos constituyen el cloruro de sodio mineral
(Na+Cl-) [halita],
existen en la naturaleza en cantidades que exceden su necesidad.
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Fig. 2 Mineral de halita (cloruro de sodio).
El sodio, el cloruro y otros iones excedentes de calcio, sulfato y bicarbonato, entre otros, se mueven de la litósfera a la hidrósfera y son transportados por la escorrentía superficial, uniéndose finalmente a arroyos y ríos en su camino hacia los océanos. A lo largo de milenios, este sistema de eliminación de desechos naturales ha dado como resultado que los océanos sean salinos, con un 3.5% de sales por peso (35,000 ppm), de las cuales la mayoría, o 86%, son iones de sodio y cloruro. El porcentaje desproporcionadamente alto de sodio y cloruro en los océanos puede atribuirse al hecho de que la vida marina es responsable de la precipitación de calcio y otros iones, pero no de sodio y cloruro. No se conoce ningún proceso biológico que elimine el sodio de los océanos. Además, el cloruro de sodio tiene una alta solubilidad, en comparación con la mayoría de las otras sales.
El agua dulce tiene un nivel de salinidad de menos de 500 ppm. Este hecho ayuda a explicar la teoría de que los océanos constituyen el destino final del viaje de las sales. A lo largo del tiempo geológico, probablemente durante varios cientos de millones de años, los iones de sal han sido transportados desde la litósfera, donde se originan, hasta la hidrósfera, para constituir los sólidos disueltos del océano. Algunos de estos iones de sal logran transportarse al aire como componentes de aerosoles, ingresar a la atmósfera y reciclarse a la hidrósfera terrestre, pero estas cantidades son, con toda probabilidad, relativamente pequeñas.
3. Hidráulica
Para alimentar a las poblaciones en aumento, el ser humano ha desarrollado
sistemas hidráulicos para mover el agua a donde escasea. La idea,
practicada por varias civilizaciones, tanto antiguas como
contemporáneas, es mover el agua y ponerla a disposición de la sociedad
donde sea necesaria. El transporte de agua se conoce como
"sistema hidráulico" y su entrega a las tierras de cultivo,
"riego". El riego difiere de la agricultura de secano en que
es antropogénico, es decir, artificial. Recientemente
nos hemos dado cuenta de que al mover el agua de un lugar
a otro, también estamos moviendo las sales contenidas en
el agua. Son pequeñas cantidades, típicamente alrededor
de 300 ppm, lo que justifica la referencia al agua de riego como agua dulce.
Sin embargo, a través de la evapotranspiración, el riego usa solo el agua,
dejando atrás las sales, y por lo que eventualmente requiere el manejo y la eliminación
de las sales mismas. Invariablemente, el riego conduce a un aumento de la
salinidad en el sitio. Cuando esto se combina con un drenaje
deficiente, se produce el escenario para un desastre ambiental:
el exceso de sal en los ecosistemas,
y finalmente, ecosistemas salinos especializados,
que están dominados por depósitos de sal y, en consecuencia, solo sobreviven
flora y fauna tolerantes a la sal.
Para eliminar las sales acumuladas por el riego,
es necesario aplicar agua en exceso del uso consuntivo.
El exceso de agua aplicada se denomina "fracción de lixiviación".
Esta práctica produce el lavado de las sales de la zona radicular y
crea un flujo de retorno o agua de drenaje, que debe
manejarse con cuidado debido a su mayor salinidad.
4. Fuentes de sales
Las fuentes de sales en el agua de drenaje son variadas. Las sales pueden ser
antiguas o nuevas, y ser naturales o artificiales. Las sales naturales
antiguas son aquéllas que ya estaban presentes y potencialmente móviles en el
perfil del suelo y la roca madre antes del riego. Suelen ser
de origen geológico, típicamente marino.
Las sales naturales nuevas son aquellos iones o compuestos que están
originalmente presentes dentro de la estructura del suelo. Se hacen
disponibles para las plantas a través del intemperismo y la bioturbación
y posteriormente se liberan como desechos, porque la planta no los necesita
en las cantidades en que se presentan.
Las sales artificiales antiguas son las que vienen con el agua de riego. El
agua de riego es típicamente fresca, con concentraciones de salinidad
inferiores a 500 ppm. Sin embargo, en casos de reutilización del agua
de drenaje, el agua de riego puede tener concentraciones superiores a
1000 ppm y, en ciertos casos extremos, más de 5000 ppm. Por lo tanto,
la calidad del agua de riego determina la medida en que la salinidad
puede convertirse en un grave problema de manejo.
Las sales artificiales nuevas son las que se agregan al suelo con el fin
de mejorar su fertilidad. Cuando las cantidades aplicadas exceden el
requerimiento real, una cierta cantidad de estas sales se lixiviarán
y transportarán fuera del sitio, dependiendo de las prácticas de riego.
Esto también
se conoce como contaminación agrícola de "fuente no puntual".
5. El precio a pagar
El precio a pagar por una manzana, sandía o cualquier otro producto alimenticio
debe incluir el costo de la eliminación adecuada de la iota de sal (pequeña cantidad)
que se desperdició durante la producción. El ignorar el problema por completo
invariablemente conduce a la insostenibilidad. Si la sal producida por una
manzana o sandía permanece en el suelo y no se elimina física o
mecánicamente, el suelo eventualmente se salinizará y esto hará
imposible la continuación de la agricultura. El proceso es lento y puede
llevar años, décadas o incluso siglos, pero es implacable.
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Fig. 3 Sandía.
¿Quién debe pagar el costo de una eliminación adecuada de las sales? Obviamente debería ser la persona que come la fruta. Los que no están de acuerdo con esto deben recordar que la alternativa, es decir, no pagar y no lograr la eliminación adecuada, es insostenible. Tarde o temprano, alguien tendrá que pagar por la eliminación, ya sea en dinero o en especie, o bien renunciando a algún uso.
La solución al dilema de riego vs salinidad es la eliminación de las sales mediante su llegada al océano, con o sin pretratamiento de los flujos de drenaje, por muy costosas que puedan ser estas actividades. Una posible alternativa, sería la de recolectar las sales en estanques de evaporación; no obstante, dejarlas en el ambiente circundante no sería sostenible porque crearía áreas de sal donde antes no existían. La falta de eliminación o eliminación adecuada eventualmente multiplicará las áreas afectadas por la salinidad sin límite. La eliminación al océano es la única solución sostenible si el objetivo es conservar áreas donde se puedan cultivar alimentos y granos de manera productiva.