En un ecosistema natural, por ejemplo, una selva primitiva, el balance del nitrógeno, normalmente, está equilibrado; la masa total de los com- puestos de nitrógeno llevada hacia los ríos, por medio de las aguas super- ficiales y subterráneas, es pequeña. Por lo general, las pérdidas registradas por este lavado, así como las debidas a la respiración de bacterias por ni- tratos, pueden quedar compensadas por la acción de los organismos fija- dores de nitrógeno y compuestos disueltos en las aguas de lluvia.
Cuando se abren claros en una selva, se intensifica extraordinariamente la masa de los compuestos de nitrógeno, así como la de otras sustancias de vital importancia, arrastradas hacia los ríos 167. Esto, por sí mismo, deter- mina un gradual empobrecimiento del suelo, pero las necesidades agríco- las exigen todavía más; tras la siega, los compuestos de nitrógeno, conte- nidos en las cosechas, quedan separados del ecosistema local. Cuando los productos agrícolas se utilizan como forraje, entonces, por lo menos en parte, tales compuestos son devueltos a los campos en forma de estiércol natural; sin embargo, por lo general, la mayor parte de las cosechas son transportadas a los mercados de las ciudades, e incluso exportadas, de modo que los productos humanos de desecho no van directamente a los
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suelos, sino que, a través de las aguas residuales, pasan a los ríos y de éstos a los océanos. Desde el punto de vista de la higiene, esta forma de eliminar los productos residuales tiene, indudablemente, sus ventajas; en las regio- nes en las que existe un eficiente sistema de alcantarillado, las infecciones producidas por solitaria, triquinas, gusanos parásitos nematodos y otros parásitos patógenos, captados a través de las heces, llegaron prácticamente a desaparecer; en cambio, para los suelos esto representa una gran pérdida de nutrientes que en alguna forma tiene que ser compensada.
Durante miles de años, el hombre, sin tener plena consciencia del me- canismo, vino utilizando técnicas agrícolas para contrarrestar la depreda- ción del suelo; además del abono natural, a base de estiércol, el barbecho para que el suelo se «recobre», la rotación de las cosechas con plantas le- guminosas, etc., constituyen varios de los recursos utilizados. Esta recupe- ración refleja fundamentalmente el hecho de que la acumulación de los compuestos de nitrógeno, que se ha producido gracias a los microorganis- mos, puede propagarse por el suelo durante el período en que el terreno quedó en barbecho; análogamente, el cultivo de plantas leguminosas, ca- paces de vivir en simbiosis con las bacterias fijadoras de nitrógeno, con- duce, incluso con mayor eficacia, al mismo resultado; la utilización de es- tiércol natural como fertilizante permite que casi todos los nutrientes pue- dan ser reciclados nuevamente hacia el suelo; el barbecho y la rotación de cosechas con plantas leguminosas únicamente logran incrementar el con- tenido de nitrógeno en los suelos, pero en cambio los restantes nutrientes esenciales (como fosfatos y potasio) no son repuestos, de modo que para poder obtener buen rendimiento en una cosecha de plantas leguminosas será preciso suministrar a los suelos las restantes sustancias de que carece 168.
Como se conoce bastante bien cuáles son las sustancias que los pro- ductos agrícolas toman, robándolas del suelo, resulta posible suministrár- selas de nuevo, mediante fertilizantes industrialmente obtenidos y de esta forma se logran obtener incluso mejores resultados que los que se consi- guen en buenas tierras naturales. Sin la masiva aplicación de fertilizantes, la situación alimentaria mundial sería incluso peor. Entre los partidarios de lo que se suele denominar «cultivo natural» se puso de moda rechazar
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el uso de fertilizantes, pero en realidad todo tipo de agricultura resulta «ar- tificial» y constituye una drástica interferencia con el sistema ecológico natural; viene a ser lo mismo que a una tierra de cultivo creada artificial- mente se le suministre nitrógeno, procedente del cultivo de plantas legu- minosas, o que se le apliquen fertilizantes de origen industrial, pues ambos casos no son más que meras facetas de un cierto grado de interferencia humana.
Para la mayor parte de los nutrientes, el flujo del ciclo geológico natu- ral resulta acelerado y canalizado por la aplicación de fertilizantes; al suelo se le agregan mayores cantidades de sales de potasio o fosfatos de las que podrían suministrársele a través de los procesos naturales, tales como la acción de los elementos del tiempo, erosión o depósitos fluviales; es tan sólo con el nitrógeno como el hombre imita industrialmente un proceso biológico; el amoníaco se produce a partir del nitrógeno atmosférico (pro- ceso Haber-Bosch), en la misma forma en que las propias condiciones lo- cales, los fertilizantes nitrogenados se agregan a los suelos, ya sea como sales de amoníaco o en forma de nitratos, y cada una de ambas tiene sus ventajas e inconvenientes. Las sales de amonio son con relativa facilidad absorbidas por los componentes del suelo, por lo que les cuesta llegar hasta las plantas; en cambio, en el caso de los nitratos no existe tal dificultad, aunque también es verdad que al ser solubles en agua pueden ser elimina- das muy fácilmente por lavado; por otra parte, tienen que convertirse, por ellos mismos, en el amoníaco necesario, y esto implica el consumo de hi- dratos de carbono, lo que resulta a expensas y en perjuicio del rendimiento de la cosecha.
Además de esta fertilización intencionadamente realizada existe tam- bién otra que se lleva a cabo sin intención de hacerlo, por los óxidos de nitrógeno producidos a través de los procesos de combustión. Según dice JÜRGEN HAHN,que se ocupa de los problemas relacionados con el ciclo
del nitrógeno en el Max-Planck Institut für Chemie, en Maguncia: «Tan sólo una pequeña fracción se origina a partir de la oxidación del nitrógeno contenido en el combustible; los óxidos de nitrógeno están primordial- mente originados por oxidación del nitrógeno atmosférico que penetra en el motor de un coche, el sistema-hogar de calor de una estación de energía, de una planta industrial o de una vivienda, conjuntamente con el oxígeno necesario para la combustión.» Por medio de esta última pueden produ-
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cirse dióxido de nitrógeno (NO2) y óxido nítrico (NO), a partir de los cua- les se forman ácidos fuertes con el agua de lluvia, con lo cual se acentúan los corrosivos efectos de la precipitación. La lluvia ácida, que es el terror de muchos países industrializados, se debe en parte a los óxidos de nitró- geno mencionados, aunque en mayor proporción se origina a partir del an- hídrido sulfuroso que es desprendido en el seno de la atmósfera 169. Tanto para el hombre como para los animales, los ácidos producidos a partir de los óxidos de nitrógeno resultan venenosos; en cambio, para los suelos constituyen una considerable cantidad adicional de fertilización nitroge- nada.
Además de los óxidos de nitrógeno antes citados, en el proceso de com- bustión también se origina un gas menos oxidado, el gas hilarante (N2O), que en las capas atmosféricas próximas al suelo es prácticamente inerte, «algo parecido a un gas noble», en opinión de J. HAHN,pero que si logra penetrar en la estratosfera, no obstante, contribuye a descomponer al ozono; por otra parte el mismo gas también colabora en la formación del efecto invernadero, antes mencionado (pág. 129) y por tanto contribuye asimismo al calentamiento de la Tierra. Un aumento en la abundancia de tal gas hilarante en la atmósfera podría constituir un serio riesgo para el medio ambiente, tal como discutiremos más adelante.
Cuanto más alta sea la temperatura a que tiene lugar el proceso de com- bustión, mayor será la cantidad de óxidos de nitrógeno que se formen; por otra parte, tales temperaturas altas implican, a su vez, una mayor eficiencia de la combustión y con ello una disminución de la carga de dióxido de carbono y otros productos originados en la combustión, en el ambiente, para una misma potencia producida; así pues, con vistas a la protección ambiental, hay que tener en cuenta dos efectos antagónicos, de los cuales tan sólo uno de ellos puede reducirse pero a expensas del otro; normal- mente, y por razones de economía, se opta por temperaturas altas en la combustión, lo que significa tener que hacer frente a mayores cargas de óxidos de nitrógeno en la atmósfera.
En relación a las proporciones relativas entre la fijación de nitrógeno por vía natural y debidas a las actividades humanas, no se conocen todavía
169 Véase C. C. DELWICHE y G. E. LIKENS en: W. STUMM (ed.), Global Chemical Cycles
and their Alterations by Man, Berlín, 1977, página 78; véase también T. W. ASHENDEN y T. A.MANSFIELD,Nature, 273, 143, 1978.
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datos exactos; en 1975, unos cuarenta millones de toneladas de nitrógeno eran fijadas a través de la producción de fertilizantes, pero se estima que para fines del presente siglo el ritmo anual de tal fijación superará con creces al centenar de millones de toneladas 170. Actualmente, de veinte a cuarenta millones de toneladas de nitrógeno son, probablemente, oxidadas cada año, en los procesos de combustión, y estas cifras se espera que vayan aumentando también en el futuro. Además, la intensificación de los culti- vos de plantas leguminosas está determinando un incremento de las canti- dades de nitrógeno en la biosfera; en la Conferencia de Dahlem, C. DEL- WICHE nos dijo que, considerando todos estos procesos en conjunto, en la actualidad se está agregando mayor cantidad de nitrógeno a los suelos, por el propio hombre, del que pasa a los mismos a través de los ciclos natura- les; otros científicos son de la opinión de que DELWICHE subestima el ritmo
natural de la fijación del nitrógeno; de acuerdo con las estimaciones de los mismos, del orden de 200 a 300 millones de toneladas de nitrógeno son fijadas anualmente por microorganismos 171 (véase la tabla 5).
Pero incluso de acuerdo con las evaluaciones más conservadoras, el hombre, actualmente, está incrementando la cuantía en que tiene lugar la incorporación a los suelos en un 20 a un 30 por 100, y este ritmo es proba- ble que resulte duplicado, por lo menos, hacia fines de siglo; esto debe tener un notable impacto sobre el ciclo natural, sin que resulte posible se- guir pensando que los efectos debidos a la acción de las bacterias desnitri- ficantes podrán siempre contrarrestar el ritmo a que tiene lugar tal desa- rrollo; en tal caso hay que esperar que se produzca un aumento en la con- centración de los nitratos en las aguas del subsuelo, como ya ha sido de- tectado en diferentes partes del mundo, y pueden alcanzarse concentracio- nes de tales compuestos, en las aguas potables, que resulten ser venenosas 172; sin embargo, si realmente se intensificara la acción de las bacterias al
170 Véase DELWICHE;HARDY y HAVELKA,que trabajan para el laboratorio de investigación
y desarrollo de la corporación americana DuPont de Nemours, incluso consideran 200 millo- nes de toneladas hasta el año 2000.
171 Véase C. C. DELWICHE,Ambio, 6, 106, 1977, y en particular página 110; véase también
BURNS y HARDY,pág. 43.
172 Vase H. J. SIMPSON y cols. (informe del grupo), en: STUMM (ed.), pág. 253, y en parti-
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aumentar la respiración por nitratos se produciría un incremento de la con- centración de gas hilarante en la atmósfera, con las consiguientes conse- cuencias para nuestro medio ambiente.