Coraz mniej fosforu w glebach. Co ze światowymi uprawami?

- Nie wiem, czy byłoby możliwe, aby cały świat był pozbawiony jakichkolwiek mineralnych nawozów fosforowych - mówi Joséphine Demay, doktorantka z INRAE, francuskiego Narodowego Instytutu Badawczego Rolnictwa, Żywności i Środowiska.

Od co najmniej 200 lat rolnicy wiedzieli, że fosfor pierwiastkowy jest kluczowym nawozem. Szybko zaczęto wydobywać fosforyty, czyli minerały bogate w ten pierwiastek. W połowie XX wieku firmy uprzemysłowiły procesy chemiczne, aby przekształcić fosfor w formę lepiej nadającą się do użyźniania upraw, ich ochrony przed chorobami i uczynienia ich zdolnymi do utrzymania większej liczby ludzi i zwierząt gospodarskich. To podejście sprawdziło się nadzwyczaj dobrze: zielona rewolucja po II wojnie światowej nakarmiła niezliczoną liczbę ludzi dzięki nawozom i pestycydom. Ale czasem można niestety przesadzić.

Uwolniliśmy ziemskie magazyny fosforu tak szybko, że pierwiastek ten zanieczyszcza teraz ekosystemy słodkowodne, gdzie jego nadmiar powoduje szkodliwe zakwity glonów, przenika przez pokrywę śnieżną i obniża poziom rozpuszczonego tlenu w jeziorach i rzekach. Badania sugerują, że ludzkość zbytnio uzależniła się od niego w kwestii wyżywienia planety - i kończy nam się ten nieodnawialny zasób, który pochodzi ze złóż geologicznych. Kiedy wypłukuje się z gleby do wód, w zasadzie znika na zawsze. Zbliżający się moment "szczytu fosforu" grozi wzrostem cen i napięć politycznych, jeśli popyt zaćmi podaż, ponieważ znaczna większość rezerw istnieje tylko w jednym zakątku Afryki Północnej.

W pracy opublikowanej w tym miesiącu w Nature Geoscience, Demay pokazała, ile fosforu wykorzystało 176 krajów w latach 1950-2017, i oszacowała, jak bardzo stosowanie nawozów mineralnych przyczynia się do żyzności gleby w każdym kraju. Co godne uwagi, skały fosforytowe odpowiadają za około 50 procent produktywności gleby na świecie. - Nigdy nie było to tak skwantyfikowane. Praca podkreśla lukę, która istnieje między różnymi regionami świata. Bogate kraje w Europie Zachodniej, Ameryce Północnej i Azji wykorzystują znacznie więcej światowych fosforanów niż Afryka, mimo że afrykańskie gleby są w nie stosunkowo ubogie. Istnieje potrzeba bardziej równomiernej dystrybucji pozostałych rezerw - mówi Demay.

- A jeśli pozostała podaż spadnie, wówczas ceny pójdą w górę, pogłębiając różnice w dostępie między bogatymi i biednymi krajami - zauważa Dana Cordell, profesor nadzwyczajny i dyrektor badań nad zrównoważonym rozwojem systemów żywnościowych na University of Technology Sydney. W 2008 roku ceny fosforanów wzrosły o 800 proc. z powodu problemów z podażą i popytem, a w zeszłym roku ponownie o 400 proc. z powodu zakłóceń związanych z Covid. Nowe badanie pokazuje, jak bardzo nasz globalny system żywnościowy stał się obecnie uzależniony od nieodnawialnej skały fosforanowej, do której dostęp może okazać się nieopłacalny.

To rodzi obawy o to, kto będzie kontrolował przyszłość nawozów. Prawie 75 proc. światowych złóż fosforu znajduje się w kopalniach Maroka i Sahary Zachodniej. Ekonomiści niepokoją się, gdy towar jest skonsolidowany w rękach kilku potężnych ludzi (OPEC kontroluje mniej więcej taki sam ułamek światowej ropy, ale ma 13 państw członkowskich).

Demay ma nadzieję, że jej badania zachęcą do bardziej ostrożnych praktyk rolniczych: łączenia pól uprawnych i obszarów hodowlanych w celu łatwiejszego recyklingu fosforu z nawozu, lub sadzenia drzew lub roślin okrywowych, takich jak gorczyca lub jęczmień, które zapobiegają erozji gleby w gospodarstwie poza sezonem - oszczędzając drogi wodne przed zanieczyszczeniem nawozami. Lepsze programy recyklingu mogą również pomóc odzwyczaić świat od fosforanów. Obecnie recykling oznacza głównie stosowanie obornika lub osadów z systemów ściekowych na polach uprawnych, co służy przede wszystkim zapobieganiu zanieczyszczeniu wody, a nie nawożeniu roślin. - Dzieje się to w tak nieefektywny, nieskuteczny sposób - mówi Cordell.

Jednak inne technologie zyskują na popularności. Toalety odprowadzające mocz mogą odzyskiwać fosfor z płynów. Dodanie magnezu do ścieków może stworzyć kryształy tzw. struwitu, alternatywnego nawozu. Inną metodą jest produkcja granulatu nawozowego z wysuszonego osadu z obornika po fermentacji beztlenowej (w wyniku której powstaje również paliwo biogazowe).

Również biotechnologia może zmniejszyć zapotrzebowanie na nawozy, choć te koncepcje są na wczesnym etapie. Teoretycznie biolodzy mogliby wyhodować lub zmodyfikować uprawy tak, aby skuteczniej pobierały fosfor. Dzięki lepszemu recyklingowi fosforu w całym systemie żywnościowym, światowy nawóz mógłby łatwiej docierać do miejsc, które go potrzebują.

Krzysztof Maciejewski