¿Por qué las plantas no usan el nitrógeno del aire?

Cómo funciona

La página abre con nitrógeno y fósforo, esenciales para plantas y animales, y con el aviso de que el exceso en el agua tiene efectos ecológicos adversos. Esta lectura se queda en el nitrógeno. Cerca del 78 por ciento del aire es nitrógeno gaseoso, y plantas y animales no pueden usarlo. Necesitan nitrógeno fijado: nitrato, nitrito, amonio o nitrógeno orgánico, este en moléculas como aminoácidos y proteínas. La forma depende de cada especie.

En el campo, el nitrógeno se usa para favorecer el crecimiento de los cultivos. En muchas granjas el paisaje se ha nivelado y modificado para drenar el agua de más, la de la precipitación o la del riego. La suerte del nitrógeno en un campo depende de la forma que se aplica y del drenaje. Las formas que el texto nombra ahí son amoniaco, nitrato y nitrógeno orgánico en forma de estiércol. Se diferencian en lo que la planta pide y en lo solubles que son en agua. La página escribe «amonio» en la lista de formas fijadas y «amoniaco» cuando habla de lo que se echa al campo. Los dos nombres se quedan como están.

Sugar Creek, en Indiana, cruza tierras abonadas. El texto dice que se ha enderezado, profundizado y dotado de drenes enterrados, los tile drains, para sacar deprisa el agua. Si hay nitrógeno de más, el drenaje puede llevarlo a arroyos así, luego a ríos mayores, y puede acabar en el agua que el texto llama Gulf of America, con condiciones hipóxicas: falta de oxígeno. Ese es el nombre impreso.

El nitrógeno abunda de forma natural y también entra por aguas residuales y por fertilizantes. Fertilizantes químicos o estiércol se aplican a los cultivos para añadir nutrientes. Retener en la finca todo el nitrógeno que llega, sea pienso, fertilizante o estiércol, puede ser difícil o caro. Si no hay estructuras hechas a propósito, las lluvias fuertes generan escorrentía hacia arroyos y lagos cercanos. Las depuradoras que no retiran el nitrógeno de forma específica también pueden elevar el nivel en aguas superficiales o subterráneas.

El nitrato es la forma fija más común en el agua. Entra por la escorrentía de fertilizantes que ya lo contienen y por la atmósfera: compuestos de automóviles y de otras fuentes, disueltos en la lluvia. Más de 5 millones de toneladas de nitrógeno se depositan cada año en Estados Unidos desde el aire, por reacciones naturales o por quemar carbón y gasolina. También puede formarse en el agua por oxidación de nitrito, amoniaco y compuestos orgánicos como los aminoácidos. La página dice oxidación.

El amoniaco anhidro se aplica de forma habitual como fertilizante al maíz y a otros cultivos del medio oeste de Estados Unidos. El amoniaco y el nitrógeno orgánico pueden entrar al agua por el efluente de aguas residuales y por la escorrentía de tierras donde se ha aplicado o almacenado estiércol. Pese a tantas entradas, la mayor parte suele venir, dice el texto, de la escorrentía agrícola.

Identificar las fuentes hacia esa agua lejana es, para la página, una tarea complicada. La cuenca del Misisipi tiene más de 1,2 millones de millas cuadradas. Es la cuarta cuenca del mundo y la mayor que drena hacia el Gulf of America. Cubre cerca del 40 por ciento de los 48 estados contiguos. Hay 31 estados que drenan, por esa cuenca, hacia esa agua, y las fuentes de nutrientes están repartidas por toda ella. Fertilizantes de cultivo, contaminación del aire y estiércol son algunas de las fuentes mayores de nitrógeno que la cuenca transporta.

El exceso estimula de más el crecimiento de plantas acuáticas y de algas. Ese crecimiento puede atascar tomas de agua, consumir el oxígeno disuelto cuando los organismos se descomponen y tapar la luz a las aguas más hondas. En lagos y embalses puede haber eutrofización: natas de algas en la superficie, a veces muerte de peces, y la página escribe que incluso se puede «matar» un lago al privarlo de oxígeno. Una foto muestra una floración en el lago Le-Auqa-Na, Illinois, sin dar el nitrato de ese lago.

La concentración de nitrato varía mucho por Estados Unidos. La deciden procesos naturales y humanos. El National Atmospheric Deposition Program tiene mapas de ese patrón. El que la página enseña es el de sitios de muestreo de 2023. Las isolíneas salen de interpolar entre puntos medidos. La página pide no usar el mapa para documentar el nitrato de una masa de agua en un punto concreto del dibujo, y sí usarlo como indicador general del país. La cita impresa es del programa NADP, oficina en Champaign, Illinois, con año 2024.

Otro mapa, de un estudio del propio servicio y tomado de la Circular 1225, marca el riesgo en agua subterránea somera. En sitios como el sur de Georgia hay acuíferos cerca de la superficie, y la contaminación por nitrógeno es más un problema de esos acuíferos. La vulnerabilidad se dibuja por el drenaje del suelo y por cuánto se mezclan bosques y cultivo. El mapa no sirve, dice la página, para priorizar a escala fina: el uso del suelo, el riego, el tipo de acuífero y la lluvia locales pueden apartarse del dibujo.