El fósforo, el nitrógeno y el potasio son los tres fertilizantes más comunes que utiliza el sector agrícola para que las plantas crezcan más y más rápido. Un estudio publicado en Nature Communications, ha analizado su uso durante las últimas seis décadas en los cuatro principales cultivos del mundo –soja, arroz, maíz y trigo- y constata que en muchos lugares se han empleado de manera ineficiente, es decir, una parte importante no la absorben los cultivos y pueden generar un impacto en el medioambiente, como la contaminación del agua y del suelo.
Los motivos detrás de este desperdicio dependen de la región, el tipo de cultivo o el clima. Por ejemplo, en el caso de las más ricas como Europa o Estados Unidos, desde hace unos años los fertilizantes se gestionan mejor gracias a una regulación ambiental más estricta, aunque los investigadores alertan que todavía se aplica en exceso. En cambio, en algunas regiones de Asia, el uso puede ser descontrolado y excesivo, con menor eficiencia debido al acceso limitado a avances tecnológicos y políticas ambientales menos restrictivas. El desafío en África es diferente: allí el problema principal no es el exceso sino la falta de acceso a fertilizantes fosfatados, más caros, lo que limita la productividad agrícola y la seguridad alimentaria.
Este problema tiene raíces históricas. Durante la Revolución Verde, entre 1960 y 1980, se aumentó la producción agrícola gracias al uso intensivo de fertilizantes químicos, y provocó una paradoja: inicialmente aumentó la producción, pero el suelo se acidificó y redujo la capacidad de las plantas para absorber nutrientes, así que como solución se aplicaban más
Ji Liu, investigador Marie Curie en el CREAF
Según el investigador, a raíz de los impactos ambientales que se empezaron a detectar en el agua y en el suelo, en la Segunda Revolución Verde, Europa empezó a limitar su uso. Aunque, en general, en el mundo, la eficiencia sigue siendo inferior del 50%.
Para llevar a cabo el estudio, el equipo ha recopilado una base de datos global que abarca 3360 observaciones entre 1961 y 2018. Estos datos incluyen información sobre el tipo de cultivo, cuánto fertilizante se aplicó y cuánta producción se obtuvo, en producciones agrícolas de 205 países. Los cultivos que se han analizado principalmente son el arroz, el trigo, la soja y el maíz, “escogimos estos cuatro porque representan más de la mitad de la producción agrícola mundial y el 49% de la superficie cultivada. Además, consumen más de la mitad de los fertilizantes que se emplean y cada vez van a más”, explica Jordi Sardans, también investigador del CREAF y coautor del estudio.
Todo depende del contexto
Los resultados también varían según el tipo de cultivo y el clima. Por ejemplo, el arroz presenta un mejor aprovechamiento de los fertilizantes en regiones tropicales, donde el calor, la humedad y los sistemas de cultivo inundados hacen que los nutrientes se absorban mejor. Sin embargo, en regiones no tropicales o más secas, su eficiencia es menor.
Otro ejemplo que contrasta según la región son el cultivo de trigo y soja. Este tipo de cosechas absorbe menos los fertilizantes en zonas secas. En cambio, los aprovecha mejor en climas templados, como algunos países de Europa, gracias a la temperatura más suave y las precipitaciones.
En el caso del maíz, es donde se ha detectado más desperdicio, especialmente en las principales regiones productoras.
Como el maíz necesita muchos nutrientes, en general se aplican fertilizantes en exceso creyendo que mejora el cultivo, pero no es así, porque buena parte se pierde. Además, esta sobreaplicación acaba contaminando el medio ambiente
Jordi Sardans
Rotación de cultivos, biofertilizantes y ayudas económicas
Para mejorar la eficiencia, el equipo propone algunas soluciones. Entre ellas, señalan la agricultura de precisión - utilizar tecnología como sensores y satélites para aplicar fertilizantes de forma más exacta-, la rotación de cultivos, la edición genética, o aplicar biofertilizantes que contengan microorganismos que se asocien con las plantas y las ayuden a aprovechar mejor los nutrientes. El objetivo es avanzar hacia sistemas agrícolas que integren la interacción entre genotipo, ambiente y gestión.
“Además, es fundamental adaptar las estrategias a cada contexto regional. Por ejemplo, impulsar el acceso a tecnología y formación en países con menos recursos o fomentar prácticas sostenibles con incentivos económico”, explica Josep Peñuelas, investigador del CSIC en el CREAF y coautor del estudio. Según los autores, en esta ecuación, también se debe incluir el cambio climático. Por ejemplo, bajo escenarios de altas emisiones, se espera que eficiencia del nitrógeno en cultivos de arroz disminuya, porque las temperaturas más elevadas reducen la capacidad de las raíces para absorber este nutriente.
Más allá de esto, reducir la dependencia de fertilizantes también es importante por motivos estratégicos.
Josep Peñuelas
"En el caso de Europa dependemos de importaciones de fertilizantes, y, como se ha evidenciado con las recientes crisis de suministros vinculadas a conflictos geopolíticos, esto puede poner en riesgo la seguridad del sistema agroalimentario", concluye Peñuelas.
En el estudio también ha participado el investigador del CREAF, Fernando Coello, y el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS), entre otras entidades internacionales.
Artículo de referencia: Liu, J., Wang, H., Penuelas, J. et al. Global-scale prevalence of low nutrient use efficiency across major crops. Nat Commun 16, 11036 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-66019-w
