Do mesmo xeito que o ciclo do carbono, o ciclo do nitróxeno está moi ligado á biomasa vexetal. Nos ecosistemas terrestres, as follas e outros restos vexetais desprendidos da biomasa vexetal ao solo alimentan a reserva de nitróxeno orgánico do solo. Os seres do solo (fungos, bacterias, vermes, etc.) mineralizan este nitróxeno orgánico e as raíces das plantas que crecen suceden ese nitróxeno mineral. A esta parte principal do ciclo hai que engadir o consumo vexetal dos animais e o seu posterior posta a terra tras a dixestión ou tras a morte, as perdas de nitróxeno mineral que se producen no solo e a captura de nitróxeno desde a atmosfera mediante leguminosas que as compensa.

Pola contra, en comparación co ciclo do carbono, o ciclo do nitróxeno está moito máis conectado coa atmosfera: na maioría das situacións só o 5% provén da atmosfera con leguminosas, sendo a maior parte do ciclo en plantas e solos. En consecuencia, si aumentan as perdas locais e non son capaces de compensar as leguminosas, reducirase a fertilidade do solo. Estas perdas pódense producir facilmente xa que o amoníaco, o protóxido de nitróxeno e o nitrato son moi móbiles, os dous primeiros no aire e o último na auga.

O cultivo industrial transforma profundamente o ciclo

Nos sistemas de cultivo o ciclo do nitróxeno é aberto: en cada colleita unha parte do nitróxeno é retirado do sistema e engádese ao solo un abono compensatorio. A fertilización en Europa occidental realizábase principalmente a través da deyección gandeira. Nas zonas de especial capacidade de terra, como as campas, antes de plantar o gran piñeiral de hoxe, a primeira función dos animais era a produción de excrementos, con subproductos de carne ou la.

O uso de leguminosas en rotacións desenvolveuse a partir do século XVII, mellorando a fertilidade dos solos e reducindo as necesidades de superficie. A partir da década de 1820, as aves acuáticas das repoboacións peruanas comezan a exportarse a Europa, incrementando os rendementos do seu cultivo. Pero o maior cambio produciuse no século XX, cando o químico alemán Fritz Haber conseguiu que o nitróxeno do aire convertésese en abono.

Cinco anos despois, Carl Bosch, da empresa BASF, implementó o descubrimento de Haber ao nivel industrial. Con todo, a diferenza das leguminosas, Haber e Bosch necesitaban grandes cantidades de combustibles fósiles para esta reacción química, é dicir, para producir amoníaco a partir do nitróxeno do aire e do hidróxeno dos hidrocarburos. O amoníaco utilizábase para producir abonos e explosivos. Durante a Primeira Guerra Mundial, Alemaña desenvolveu rapidamente este sector: En 1913 a primeira unidade química produciu 11.000 toneladas, en 1917 construíuse unha segunda, producíronse 36.000 toneladas e no ano seguinte producíronse 160.000 toneladas. Despois da guerra, estes mesmos talleres, e outros similares construídos ao longo do mundo, comezaron a producir fertilizantes sintéticos de forma masiva. A partir de entón, os usos das policulturas e leguminosas vólvense obsoletos, iniciándose a industrialización e especialización do cultivo. Alfred James Lotka, teórico da dinámica poboacional, afirmou en 1924 que se abriu unha nova era na historia da humanidade. Aínda que naquela época non se utilizaba a palabra "antropozeno", percibiu a importancia do cambio.

Afogado polo nitróxeno do antropoceno

Un século despois do comentario de Lotka, os fertilizantes sintéticos penetran na biosfera máis que a cantidade de nitróxeno que o ciclo biolóxico do nitróxeno capta do aire. Este cambio xigantesco non se está producindo sen danos colaterais en canto ás perdas de nitróxeno mineral que se producen no solo. Estas perdas son masivas si utilízanse fertilizantes sintéticos.
Unha das razóns é que as perdas non son proporcionais ao uso de fertilizantes, senón que son proporcionalmente maiores si utilízanse maiores cantidades de fertilizantes. Doutra banda, a eficiencia do nitróxeno está a diminuír co aumento da cantidade de fertilizantes. Ademais, o nitrato non absorbido pola vexetación vértese a augas subterráneas, ríos e costas, degradando a potabilidade das augas e os ecosistemas. O amoníaco sobrante tamén se emite á atmosfera, prexudicando a nosa saúde.

Segundo o grupo que definiu os límites planetarios, este excedente de nitróxeno debería ser como máximo de 60 millóns de toneladas ao ano e hoxe en día é de 190 millóns de toneladas. Por iso, Nacións Unidas e a Unión Europea han anunciado o obxectivo de reducir as perdas de nitróxeno no medio para 2030. O problema é que, sen saír do cultivo industrial, a mellor maneira de mellorar a eficiencia dos fertilizantes e reducir as perdas de nitróxeno é a redución da produción, xa que outros axustes, como evitar a nitrificación nos solos, mellorar as variedades, realizar fertilizaciones máis precisas, só teñen efectos marxinais.
Pero quen está actualmente disposto a reducir a produción coas tensións no mercado global de cereais nos dous últimos anos? Como alimentar aos que proximamente seremos 10.000 millóns sen comprometer as condicións de vida das xeracións futuras? En resumo, segundo tres alevíns: máis leguminosas en rotacións (para aumentar así a reserva de nitróxeno orgánico do solo); reconectando os cultivos e o cultivo (alimentando aos animais só con forraxes locais e aproveitando os seus excrementos nos campos); reducindo considerablemente o consumo de carne e substituíndo as pontes por cultivos de consumo humano (co fin de facer máis eficiente o uso dos solos). Estas conclusións son as que achega o novo estudo Methodology for designing a European agro-ecological future (Metodoloxía para o deseño do futuro agroecológico europeo). Por tomar unha ilustración paradigmática: o millo forraxeiro producido con fertilizantes sintéticos en lugar de exportalo para forraxe de gando para cría industrial; a plantación de trigo, garavanzos, fabas, patacas e trevos; o pastoreo de matogueiras en terras próximas incultivables, o aproveitamento do seu excremento e a reorientación da carne só cara aos caprichos de fin de semana.
Lamentablemente, as posibilidades de reducir os excedentes de nitróxeno non son moitas, pero afortunadamente as vantaxes de polos en marcha son múltiples.