Agricultura y Contaminación

Los efectos de la agricultura en la contaminación

La agricultura es un tipo de uso de la tierra en el que se altera un ecosistema para mantener la vida vegetal o animal para la producción de alimentos. Esta alteración de la tierra altera intrínsecamente los procesos y ciclos naturales del ecosistema, pero el nivel de alteración depende de las prácticas de gestión utilizadas.

¿Qué es la contaminación agrícola?

La contaminación agrícola puede referirse a las muchas formas diferentes de contaminación que resultan de los usos de la tierra destinados a la producción de alimentos.

Desde los campos de monocultivo de maíz hasta los pastos de ganado criado orgánicamente, casi todos los tipos de agricultura producen alguna forma de contaminación en diversos grados.

Tipos de contaminación agrícola

La contaminación es un término amplio que abarca los efectos negativos sobre tres componentes principales del medio ambiente: el aire, el agua y el suelo. La atmósfera interactúa con los subproductos agrícolas de forma muy distinta que, por ejemplo, el agua, por lo que es importante comprender las diferencias entre los tres tipos de contaminación agrícola.

Para comprender mejor los múltiples efectos de la agricultura en la contaminación, vamos a sumergirnos en los distintos tipos de contaminación agrícola y los principales contaminantes agrícolas asociados a ellos.

La agricultura como causa de la contaminación atmosférica

Los gases de efecto invernadero son gases que atrapan el calor y son esenciales para mantener la vida aquí en la Tierra. Sin ellos, nos congelaríamos. Sin embargo, estos gases se han ido acumulando en exceso en nuestra atmósfera, en gran parte debido a actividades humanas como la quema de combustibles fósiles.

Los procesos naturales de respiración y descomposición de las plantas contribuyen a los flujos estacionales de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono (_CO2). Esto se debe a que las plantas y los suelos retienen mucho carbono encerrado en forma de materia orgánica. Sin embargo, algunas prácticas agrícolas pueden liberar un exceso de gases de efecto invernadero, que contribuyen a la contaminación atmosférica, ya que este carbono retenido se descompone y se respira como gas que atrapa el calor.

Los principales contaminantes agrícolas asociados a la contaminación atmosférica son_{el CO2}, el metano (_CH4) y el óxido nitroso(_N2O). Cada uno de estos contaminantes se crea mediante procesos diferentes en la agricultura, así que veamos más detenidamente cómo se produce cada uno de ellos.

Fig. 1 - Las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la agricultura han ido aumentando a medida que se incrementan las prácticas agrícolas industrializadas en todo el mundo.

Dióxido de carbono

El_CO2 se libera principalmente por dos prácticas agrícolas: el cambio de uso de la tierra y el laboreo. La deforestación suele producirse cuando se desbroza la tierra para uso agrícola, y es la principal causa agrícola de_{contaminación por} ^CO22. Al despejar la tierra de la biomasa que retiene carbono, se libera este carbono en forma de_CO2 gaseoso. Esta liberación también se produce cuando se queman los campos antes de plantarlos. Del mismo modo, la labranza, o roturación del suelo antes de plantar, expone la materia orgánica enterrada al aire, donde se descompone más rápidamente y se respira como_CO2.

Metano

Una molécula de _CH4, o metano, atrapa unas 25 veces más calor que una molécula de_CO2 cuando está en la atmósfera. Hay dos formas principales en que se libera metano en la agricultura: la producción de arroz y el ganado digestión y desechos de los animales rumiantes.

Los microbios implicados en la fermentación entérica, un tipo de digestión en animales rumiantes como las vacas, liberan _CH4 al descomponer los pastos. Sus excrementos siguen liberando _CH4 a la atmósfera al descomponerse.

Además, el arroz se cultiva a menudo en arrozales inundados, lo que crea condiciones anaeróbicas para los microbios del suelo. Con un acceso reducido al oxígeno en los arrozales, los microbios cambian sus vías metabólicas y liberan_CH4 como subproducto de la respiración.

Óxido nitroso

Si pensabas que_{el CO2} y el _CH4 eran gases de efecto invernadero potentes, deja paso al óxido nitroso, o _N2O. Tiene un potencial de calentamiento 250 veces superior al de una molécula de_CO2. Este potente gas es un importante contaminante agrícola que procede de la aplicación de fertilizantes agroquímicos que contienen nitrógeno y de la descomposición de residuos animales.

El _N2Oes un subproducto natural del ciclo del nitrógeno, en el que el _N2 atmosférico se convierte en formas de nitrógeno disponibles para las plantas. Cuando se aplican fertilizantes agroquímicos a un campo, a menudo en exceso, los microbios empiezan a descomponer el nitrógeno. Esto provoca la liberación de _N2Oen cantidades muy superiores a las que normalmente son posibles en los ecosistemas naturales.

Al igual que los fertilizantes agroquímicos, los residuos animales tienen un alto contenido en nitrógeno. Por eso el estiércol se aplica a menudo como fertilizante en las granjas ecológicas. Aunque el estiércol procede efectivamente de fuentes orgánicas, puede introducir un exceso de nitrógeno, y los microbios liberan _N2Oa la atmósfera al descomponer los residuos animales.

La agricultura como causa de la contaminación del agua

La escorrentía procedente de la agricultura contribuye a la contaminación de las aguas superficiales (por ejemplo, arroyos, ríos y lagos), así como de las aguas subterráneas. El agua que entra en las tierras agrícolas a través de la lluvia o el riego puede suspender los contaminantes y transportarlos en la escorrentía. Los principales contaminantes agrícolas del agua son los productos agroquímicos, los residuos animales y los sedimentos.

Escorrentía agroquímica

Los pesticidas y herbicidas agroquímicos se aplican a los campos para disuadir plagas como insectos y malas hierbas. Como estos productos agroquímicos están formulados para matar ciertas formas de vida, son un contaminante importante cuando son arrastrados por la escorrentía. Al depositarse en lagos y ríos, pueden acumularse y volverse tóxicos para la vida acuática.

Los fertilizantes agroquímicos se utilizan para aumentar el crecimiento de las plantas, pero a menudo se aplican en exceso. Los fertilizantes nitrogenados y fosforados pueden ser arrastrados fuera del suelo con la escorrentía y depositarse río abajo. La eutrofización puede producirse cuando el nitrógeno o el fósforo de los productos agroquímicos enriquecen una masa de agua por encima de los niveles naturales.

El fitoplancton del agua utiliza rápidamente los nutrientes y prolifera en forma de algas. Su crecimiento incontrolado agota el oxígeno del agua, provocando la muerte de peces y otros organismos acuáticos. Además, estas proliferaciones de algas pueden liberar subproductos tóxicos para el ser humano.

Fig. 2 - Signos de eutrofización en el mar Caspio. Observa la coloración verde y turquesa de las floraciones de algas que se producen en el Norte, donde un río lleva al mar escorrentías agrícolas contaminadas.

Desechos animales

De forma similar al enriquecimiento en nutrientes que se produce con los fertilizantes agroquímicos, los desechos animales pueden contener altas concentraciones de nitrógeno. A medida que el agua de escorrentía arrastra el estiércol hacia las aguas superficiales o el sistema de aguas subterráneas, el nitrógeno se libera del estiércol y se deja acumular. Una vez más, se producirá la eutrofización. Los residuos animales también pueden contener otros contaminantes y agentes patógenos.

La agricultura como causa de la contaminación del suelo

El suelo es un recurso natural indispensable para la agricultura. Esto es cierto tanto para la producción de cultivos como para la cría de ganado, ya que la alimentación animal se verá afectada por la salud del suelo en el que se cultiva. La agricultura puede contaminar el suelo mediante dos procesos principales: la acumulación de contaminantes en el suelo y la pérdida de suelo por erosión.

Contaminación

Los contaminantes del suelo, como las sales y los metales pesados, pueden acumularse por el uso de productos agroquímicos y el riego. La salinización del suelo puede producirse cuando las aguas utilizadas en el riego tienen un alto contenido en sales disueltas. Estas sales se acumulan cuando el agua se evapora. Los metales pesados pueden entrar en el suelo mediante la aplicación de productos agroquímicos. A medida que los metales y las sales se acumulan hasta alcanzar niveles tóxicos, los microbios del suelo y el crecimiento de las plantas pueden verse afectados negativamente.

Erosión

La erosión o pérdida de suelo se inicia con prácticas agrícolas que alteran físicamente la estructura del suelo, como el laboreo. Romper los agregados del suelo hace que las partículas del suelo sean más susceptibles de perderse por la erosión del viento o del agua. Algunas formas de contaminación por productos agroquímicos también pueden contribuir a debilitar los agregados del suelo.

La tierra transportada por la escorrentía puede acumularse alrededor de las fuentes de agua y contribuir a su contaminación. El exceso de sedimentos queda suspendido en el agua y puede bloquear la luz solar, limitando el crecimiento de las plantas acuáticas.

Fig. 3 - Los depósitos de sedimentos procedentes de la erosión y la escorrentía de los campos agrícolas cercanos están constriñendo un arroyo en Tennessee.

Principales contaminantes agrícolas

He aquí un resumen de los tipos de contaminación agrícola y sus principales contaminantes agrícolas asociados.

Formas de reducir la contaminación agrícola del agua

Aunque la contaminación agrícola ha ido en aumento, hay muchos esfuerzos en marcha para reducir estos impactos. La contaminación agrícola del agua es especialmente preocupante porque las fuentes de agua contaminadas pueden afectar gravemente a la salud de las poblaciones humana, animal y acuática.

Menos agroquímicos

Una solución es reducir el uso de productos agroquímicos, que sólo deben aplicarse en cantidades apropiadas y en la época adecuada del año. Esto puede disminuir la escorrentía de agroquímicos y evitar la eutrofización aguas abajo. Del mismo modo, los desechos animales pueden compostarse antes de su aplicación en el campo para controlar mejor la aportación de nutrientes al suelo. El uso de pesticidas también puede reducirse con la gestión integrada de plagas, en la que las plantas que disuaden naturalmente a las plagas se plantan junto a los cultivos ^comerciales3.

Zonas de amortiguación ribereñas

Los amortiguadores ribereños son zonas de vegetación plantadas alrededor de las fuentes de agua para amortiguar de forma natural la contaminación agrícola. Reducen el flujo de escorrentía de productos agroquímicos que entran en una fuente de agua desde los campos agrícolas, y proporcionan hábitats para plantas y animales autóctonos. Las raíces de los árboles y arbustos absorben parte del exceso de nutrientes antes de que puedan contaminar el agua.

Fig. 4 - Una barrera ribereña alrededor de un arroyo en Iowa frena el flujo de escorrentía de los campos agrícolas circundantes.