Îngrășământ pentru planetă

Ca să obțină recolte bogate, fermele au nevoie de mai mult azot decât se găsește în mod natural în sol. Scurgerea de îngrășământ e redusă la minimum la această fermă din Wisconsin, prin plantarea de fâșii de lucernă între porumb și soia. Foto: Peter Essick

Dacă nu suntem atenți, agricultura ne-ar putea distruge planeta. Iată cum putem cultiva toate alimentele necesare cu mai puține chimicale.

Text: Dan Charles

N. Azot. Număr atomic: șapte. E insesizabil și insipid, dar, cu toate acestea,  ne umple stomacurile. E motorul agriculturii, cheia abundenței în lumea noastră aglomerată și înfometată.

Fără acest element cu personalitate independentă, nedispus să se asocieze cu alte gaze, mecanismul fotosintezei n-ar funcționa – nu s-ar forma nicio proteină, nu ar crește nicio plantă. Porumbul, grâul și orezul, culturile cu creștere rapidă de care depinde supraviețuirea omenirii, sunt printre plantele cele mai însetate de azot. De fapt, cer mai mult decât le poate da natura singură.

Aici intră în scenă chimia modernă. Fabricile uriașe captează azotul, sub formă de gaz inert, din rezervele vaste ale atmosferei noastre și îl forțează să reacționeze cu hidrogenul din gazele naturale, producând compușii reactivi de care au nevoie plantele. Îngrășământul pe bază de azot – peste o sută de milioane de tone aplicate anual pe glob – asigură recolte bogate. Fără el, civilizația umană n-ar putea exista în forma sa actuală. Solul n-ar putea produce destulă hrană cât să asigure dieta obișnuită a șapte miliarde de oameni. De fapt, aproape jumătate din azotul din mușchii și țesutul organic al corpurilor  noastre provine dintr-o fabrică de îngrășăminte.

Dar miracolul acesta modern costă. Azotul eliberat sufocă fauna din lacuri și estuare, contaminează pânza freatică și chiar încălzește clima. Într-o lume înfometată căreia i se vor adăuga alte miliarde de guri ce vor avea nevoie de proteine bogate în azot, cât de curate vor rămâne apa și aerul în fața cererii noastre de câmpuri fertile? Dilema azotului e foarte vizibilă în China, țară care iubește mâncarea și se teme de epuizarea proviziilor. Această neliniște i-ar putea părea nejustificată vizitatorului ocazional. Pare că pe fiecare stradă are loc câte un banchet. În restaurantul San Geng Bi Feng Gang, de la periferia Nanjingului, privesc mirat parada de bucate: pește la abur, friptură de oaie, supă de frunze de crizantemă cu ou, tăiței din batate, broccoli prăjit, igname chinezești, boluri cu orez aburind.

„Dintotdeauna s-a mâncat așa de bine?“ – îl întreb pe agronomul Liu Tianlong, care-mi prezintă fermierii din împrejurimi.

Zâmbetul ștrengăresc îi dispare și, pentru o clipă, se întunecă la față. „Nu – spune el. Când eram tânăr, aveai noroc dacă primeai trei boluri cu orez.“

Liu a copilărit în anii de după marea foamete din China, care a durat din 1959 până în 1961 și a ucis circa 30 de milioane de oameni. Seceta a avut și ea un rol, dar catastrofa a fost provocată de toanele secretarului general Mao. Marele Salt Înainte, inițiat de liderul chinez, a colectivizat fermele și i-a forțat pe țărani să-și cedeze recoltele birocrației centralizate.

Foametea a trecut, dar lipsurile au continuat până la sfârșitul anilor ’70, când țăranii și-au primit terenurile înapoi. „În doi ani, aproape peste noapte, ne-am pomenit cu un surplus de hrană“ – își amintește Deli Chen, care a trăit reformele pe când era copil, într-un sătuc care cultiva orez din provincia Jiangsu. În prezent, Chen este pedolog la Universitatea din Melbourne, în Australia.

Dar noii fermieri întreprinzători ai Chinei s-au lovit de o altă piedică: limitele solului. Între 1970 și 1990, populația țării a crescut uluitor, cu 300 de milioane de oameni, iar agricultura tradițională chineză s-a zbătut să țină pasul.

Song Linyuan, un fermier în vârstă, dar agil, dintr-un sat la nord-vest de Nanjing, își amintește cum își fertiliza cât mai mult jumătatea de hectar de teren făcând compost din gunoi menajer și împrăștiind bălegar de la porcii și găinile lui. În total, eforturile lui au adăugat anual circa 110 kg de azot la hectar. A recoltat între 2.950 și 3.750 kg de orez la hectarul de teren.

E o cantitate considerabilă – un randament mai mare decât în multe alte părți ale lumii. Dar acum obține de peste două ori mai mult: 8.170 kg la hectar. Mulți agricultori doar visează la o asemenea recoltă.

Diferența? „Îngrășământ mai bun“ – spune el. Suntem într-un magazin, printre fermieri. Răspunsul lui Song provoacă o discuție aprinsă. Unii sunt de acord că îngrășământul e esențial; alții spun că mai importante sunt semințele de calitate. În realitate, cele două tehnologii se întrepătrund. Varietățile de orez și grâu cu productivitate mare, pe care amelioratorii de semințe le-au creat în anii ’50 și ’60, nu-și ating întregul potențial decât cu o doză sporită de azot.

Guvernul chinez s-a asigurat că recoltele sunt bine fertilizate. Între 1975 și 1995, a construit sute de fabrici de azot, sporind de patru ori producția de fertilizator a țării și transformând China în cel mai mare producător mondial. Acum, Song împrăștie cam de cinci ori mai mult azot decât pe vremuri; saturează câmpul cu uree – formă uscată a azotului – aruncând pumni din granulele albe ca zăpada printre lăstarii verzi. Asta înseamnă 600 kg de azot la hectar. Cultivatorii de legume folosesc și mai mult: unii împrăștie una sau chiar două tone de azot pe un hectar. Puțini cred că fac vreun rău. „Nu, nicio poluare“ – spune Song când îl întreb de efectele îngrășământului asupra mediului.

Oamenii de știință sunt de altă părere. „Excesul de îngrășământ pe bază de azot e între 30% și 60%“ pe terenurile cu exploatare intensivă – spune Xiaotang Ju, de la Universitatea Chineză de Agricultură din Beijing. „E greșit!“ Odată împrăștiați pe câmpuri, compușii azotului se răspândesc în mediu și ne schimbă lumea, adesea negativ. O parte din azotul din sol e spălat în cursurile de apă sau ajunge în aer. O parte e mâncat, sub formă de boabe, de către oameni sau animale domestice, și eliberat apoi din nou în mediu sub formă de apă uzată sau bălegar din tot mai numeroasele ferme de porci și găini din lume.

Deli Chen își amintește cum prindea pește în copilărie. „Râul era foarte curat. Puteai vedea fundul apei“ – spune el. În 1980, deja „nu mai vedeai peștii“. În parte, turbiditatea era cauzată de înmulțirea fitoplanctonului, semn că apa e eutrofică – supraîncărcată cu nutrienți. Un studiu recent pe 40 de lacuri din China a arătat că peste o jumătate dintre ele conțin prea mult azot sau fosfor. (Îngrășământul pe bază de fosfor cauzează adesea înmulțirea algelor în lacuri.) Cel mai cunoscut caz este Lacul Tai, al treilea lac cu apă dulce din China ca mărime, în care algele verzi-albastre toxice explodează cu regularitate. Eflorescența larg răspândită din 2007 a contaminat sursa de apă a două milioane de oameni din Wuxi, un oraș apropiat. Nutrienții în exces afectează populațiile piscicole din zonele de  coastă ale Chinei, așa cum scurgerile de îngrășământ purtate în aval de Fluviul Mississippi le-au distrus pe cele din Golful Mexic: au creat zone moarte, în care algele și fitoplanctonul se înmulțesc, mor și se descompun, consumând oxigenul și sufocând peștii.

În mod sigur, nevoia noastră de hrană nu e singurul vinovat. Combustia care ne pune în mișcare mașinile și generatoarele electrice eliberează în atmosferă oxizi de azot, compuși care, odată reveniți pe sol în picăturile de ploaie, acționează și ei ca îngrășământ. (Astfel se explică aproximativ un sfert din cantitatea de azot din Lacul Tai.) Dar, la nivel global, până la 70% din azotul produs anual de activitățile umane provine din îngrășământul comercial.

Bacteriile din sol care se hrănesc cu nitrați pot reconverti formele dăunătoare de azot în elementul original, inofensiv pentru mediu, din care se compune aproape 80% din atmosferă. Dar chiar și procesul acesta e o binecuvântare cu două fețe: aceleași bacterii eliberează cantități mici de protoxid de azot, un gaz de seră puternic. „E visul meu să rezolv problema excesului de azot“ – spune Xiaotang Ju, membru al „Familiei Azot“ din China, o rețea de oameni de știință fără organizare strictă, dedicată acestei sarcini herculeene. Patriarhul cauzei, Zhu Zhaoliang, a stârnit îngrijorarea la o conferință de partid, în 1998, cu prelegerea lui despre pericolele poluării agricole. Președintele de atunci al Chinei, Jiang Zemin, a răspuns că nu știuse că agricultura poate polua atât de grav.

Acești oameni de știință au început să lucreze cu grupuri mici de agricultori, cărora le arată că o cantitate mai mică de îngrășământ nu le reduce recoltele, ba chiar le poate umfla portofelele. Ei promovează folosirea compostului și îi învață să aplice îngrășământ sintetic doar unde și când plantele au de fapt nevoie de el. Totuși recunosc că n-au făcut mari progrese. Cel mai mare obstacol e faptul că majoritatea agricultorilor chinezi lucrează pământul doar cu o jumătate de normă. Nu-i interesează să salveze câțiva yuani reducând cantitatea de îngrășământ. Mai important pentru ei e să câștige timp și să-și păstreze locurile de muncă de la oraș, așa că aplică îngrășământul rapid, dar ineficient.

În plus, teama de foamete bântuie și azi imaginația chinezilor, mai puternică decât grija pentru mediu. Huang Jikun, directorul Centrului pentru Politica Agricolă a Chinei, încearcă adesea să convingă oficialitățile că astfel de temeri sunt nefondate. „Le spun: China n-a mai avut rezerve de alimente atât de sigure de 5.000 de ani!“ – spune el. Dar pentru oficiali, ca și pentru agricultori, dacă folosești mai puțin îngrășământ pare că te joci cu soarta, riscând o penurie dezastruoasă.

E probabil ca în anii următori China, ca și restul lumii, să folosească și mai mult azot, nu mai puțin. Populația crește în continuare, iar carnea e tot mai căutată. Hrănirea porcilor sau a vitelor cere recolte de câteva ori mai mari decât dacă s-ar folosi acele recolte pentru hrănirea directă a oamenilor. „Dacă chinezii adoptă regimul vostru ≤al occidentalilor≥, presiunea asupra mediului va fi enormă – spune, sumbru, Xiaotang Ju. Trebuie să rezolvăm problema. Altfel, va deveni într-adevăr gravă.“

O soluție se întrevede la o fermă aproape de orășelul Harlan, din partea de vest a statului Iowa. Aici, 90 de vite pasc pe o pășune verde și câteva sute de porci scurmă în straturile de paie, între câmpuri de lucernă, porumb, soia, ovăz și orz.

Ron și Maria Rosmann nu împrăștie deloc azot pe aceste loturi – cel puțin nu din cel produs în fabrică. Îl adaugă în mod natural, prin bacteriile fixatoare de azot care trăiesc în nodulii de pe rădăcinile leguminoaselor, ca soia și lucerna, și printr-un strat protector de trifoi plantat de Ron Rosmann toamna și introdus înapoi în sol la arăturile de primăvară, înainte de plantarea porumbului. O parte din acel azot e absorbit de porumb, cu care hrănește porcii. Cea mai mare parte din el ajunge apoi în bălegar, care e împrăștiat din nou pe loturile lui, iar ciclul se reia. Spre deosebire de mulți alți agricultori cu metode organice, Rosmann nu cumpără bălegar de la vecini.

„Unul dintre scopurile noastre a fost păstrarea unui sistem închis – spune el. Suntem un model pentru ceea ce ar trebui să fie agricultura organică.“

Înaintăm cu greu printr-un lan de porumb. Tulpinile ni se ridică mult deasupra capului. „Uite ce porumb – exultă Rosmann. Se poate să obținem cinci tone de-aici. Mulți critici spun: «Voi, organicii, nu sunteți în stare să hrăniți planeta.» Eu le spun: «Nu-i adevărat! Uitați-vă la recolta asta!»“

Dar metodele lui Rosmann au și ele prețul lor. De pildă, acest tip de agricultură cere mai multă muncă. Iar biologia funcționează mai lent decât fabricile de azot. Culturile care, ca lucerna, formează rezerve de azot în sol nu se vând la fel de bine și nici nu hrănesc atâți oameni ca porumbul cel însetat de azot.

Găinile asigură îngrășământul pentru această fermă din Pennsylvania. Cotețele mobile sunt mutate zilnic, pentru ca găinațul să fie distribuit uniform și să nu se scurgă în Golful Chesapeake. Foto: Peter Essick

Asta nu-i neapărat o problemă în America de Nord. Având de șase ori mai mult teren arabil pe cap de locuitor decât China, S.U.A. își permit luxul să planteze culturi mai puțin productive, care protejează mediul, dacă oamenii sunt dispuși să plătească pentru ele. Pentru Rosmann, sistemul funcționează: primește sume mici de la guvern, ca parte dintr-un program de subvenții de mediu, și-și vinde recoltele organice la prețuri premium.

Dar câți vor fi dispuși să le plătească? Ar putea metodele lui să hrănească țara cea mai populată din lume? Zhu Zhaoliang râde în hohote la auzul întrebării, în biroul lui de la Institutul Pedologic din Nanjing. „Agricultura organică nu e o soluție pentru China“ – spune el sec.

Ar putea însă să existe o cale de mijloc – recolte excelente cu mai puțină poluare cu azot –, și unele dintre cele mai intens studiate terenuri din lume ne-o indică. Loturile, de un hectar fiecare, fac parte din Stațiunea Biologică Kellogg, a Universității de Stat din Michigan, aproape de Kalamazoo. Timp de 20 de ani, s-au cultivat pe ele porumb, soia și grâu în exact același ritm; alăturarea lor a permis comparația a patru metode agricole diferite, de la cea convențională la cea organică. Tot ce intră sau iese de aici e măsurat atent: ploaia, îngrășământul, protoxidul de azot eliberat de sol, apa care se scurge în pânza freatică și, în cele din urmă, recolta.

Phil Robertson, de la Universitatea de Stat din Michigan, unul dintre inițiatorii acestui experiment de lungă durată, mă invită într-un tur al loturilor. E nerăbdător să-mi arate unele date noi, „absolut uimitoare“. Fiecare lot, cultivat conform recomandărilor standard privind aratul și fertilizarea, a eliberat, în ultimii 11 ani, 680 kg de azot pe hectar în pânza freatică puțin adâncă din Michigan. „Pierdem deci cam jumătate din îngrășământul aplicat“ – spune Robertson. E mult mai puțin decât în China. Dar, dacă înmulțim pierderea cu milioanele de hectare arabile din S.U.A., e suficientă să polueze pânza freatică, să încarce Fluviul Mississippi cu nutrienți și să creeze o enormă zonă moartă în Golful Mexic.

Loturile organice din experimentul lui Robertson, care n-au primit îngrășământ comercial și nici bălegar, au pierdut doar o treime din cantitatea de azot de mai sus – dar au produs cu 20% mai puțin. În mod interesant, câmpurile cu „input redus“, care au primit cantități mici de îngrășământ, dar au avut, peste iarnă, și o cultură de protecție, au dat rezultate bune la ambele capitole: recoltele medii au fost la fel de mari ca acelea obținute convențional, dar scurgerea de azot a fost redusă mult, aproape de nivelul loturilor organice. Robertson crede că, dacă fermierii americani și-ar putea reduce pierderile de azot la un nivel asemănător, zonele mlăștinoase regenerate și pâraiele purificate ar putea curăța ce rămâne. Dar, ca și în China, multor fermieri le e greu să se schimbe. Când la mijloc e pâinea familiei, pare mai sigur să aplici prea mult îngrășământ decât prea puțin. „În prezent, buna gospodărire a solului are consecințe economice nedrepte“ – spune Robertson.

Din perspectiva Africii, folosirea  excesivă a îngrășământului comercial pare un lux. Agricultorii africani folosesc cantități infime de îngrășământ – în medie, doar șapte kilograme la hectar. Sursele alternative, ca bălegarul sau culturile de leguminoase, sunt și ele puține.

În Africa, multe localități rurale au căzut într-o serie de cercuri vicioase. De teama foametei, localnicii se concentrează pe culturi ca orezul sau porumbul, care furnizează un maxim de calorii, dar tind să absoarbă toți nutrienții din sol. Solul sărăcit produce recolte tot mai slabe, iar agricultorii devin prea strâmtorați ca să-și mai permită orice fel de îngrășământ. În plus, cum cererea de fertilizator comercial e prea mică, nimeni nu-l produce pe plan local, așa că e importat și scump.

Conform multor experți, solurile africane sunt secătuite. Rezervoarele naturale de fertilitate – nutrienții din materia organică a rădăcinilor și frunzelor în descompunere din secolele precedente – se micșorează pe măsură ce agricultura consumă anual mai mult azot, fosfor și potasiu decât pune la loc. Astfel, solul e tot mai puțin capabil să hrănească oamenii care depind de el – „un scenariu dezastruos pe termen lung“, conform Băncii Mondiale.

Producția medie de cereale în Africa Subsahariană e de circa 1.000 kg la hectar, doar o cincime din media Chinei. Aproape toți cei care au studiat situația sunt de acord: ca să-și îmbunătățească recoltele și viețile, agricultorii africani au nevoie de mai mult azot. Dar există o dezbatere aprinsă, înverșunată cu privire la sursa din care ar trebui obținut.

Unii, ca Jeffrey Sachs, de la Institutul pentru Pământ al Universității  Columbia, cred că pentru recolte mai bogate e nevoie de mai mult îngrășământ comercial și că, dacă agricultorii africani săraci nu și-l permit, trebuie să li-l asigure națiunile mai bogate. Prin proiectul lui Sachs, Millennium Villages, se împart saci de semințe îmbunătățite și îngrășământ în 80 de sate din zece țări africane. Rezultatele arată că proiectul are un impact profund. În „satele millennium“ din Tanzania, Kenya și Malawi, producția de cereale s-a dublat aproape imediat.

În 2006, guvernul din Malawi a început să distribuie îngrășământ ieftin pentru circa jumătate dintre agricultorii țării. Producția de porumb s-a dublat – dar o mare parte din merit îl au ploile abundente. Astfel de programe sunt însă umbrite de grija viitorului. În anii ’70 și ’80, în multe state africane s-a încercat subvenționarea îngrășământului, abandonată mai târziu fiindcă era costisitoare și subminată de corupția galopantă. Programul actual de subvenții din Malawi are deja probleme: guvernul nu mai are bani să-l susțină.

„Africa nu-și permite cantități mari de îngrășământ“ – spune Sieglinde Snapp, agronom la Universitatea de Stat Michigan. Ea spune că o abordare mai durabilă este reorientarea către plantele fixatoare de azot. Mii de familii de agricultori din Malawi au început să cultive pe terenurile lor mazărea-porumbelului și alune, înlocuind parțial porumbul. Măsura face parte dintr-un experiment pe zece ani demarat de spitalele, agricultorii și agronomii locali.

Deoarece mazărea a făcut solul mai fertil, următoarea recoltă de porumb a fost mai mare, compensând din plin micșorarea suprafeței cu porumb. „Mai puțin porumb egal mai mult porumb“ – spune Snapp. În plus, cultura suplimentară de mazăre-a-porumbelului a asigurat mese mai hrănitoare, bogate în proteine. „Dar nu s-a întâmplat peste noapte – spune Snapp. A fost nevoie să educăm oamenii cum să folosească leguminoasele. Ne-au trebuit 20 de ani de muncă, în colaborare cu un spital. Oamenii și-au schimbat rețetele culinare.“

Mulți dintre cei angajați în această misiune mondială împărtășesc opinia lui Snapp – în viitor, obținerea și conservarea azotului vor cere multe cunoștințe și răbdare. Întrebat de ce are nevoie cel mai mult agricultura chineză, pedologul Zhu Zhaoliang răspunde repede: „Să fie făcută la o scară mai mare“ – adică ferme mai mari și mai bine administrate. Ron Rosmann, din Iowa, spune că agricultura fără suplimente de azot „cere mai multă administrare, mai multă mână de lucru, mai multă atenție pentru detalii. Suntem un fel de fanatici.“

Cu un secol în urmă, când chimistul Fritz Haber a descoperit un mod de captare a azotului din aer, îngrășământul sintetic părea o soluție rapidă și ușoară contra foametei, oferind o sursă inepuizabilă din cel mai important nutrient pentru  agricultură. Dar apar noi limite ale azotului. De data aceasta, s-ar putea ca inovațiile care ne vor salva – pe noi și planeta – să nu fie inventate în laboratoarele chimiei, ci să vină de la agricultorii și câmpurile din toate colțurile lumii.



Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*