Los costes ambientales y sociales de la producción de maíz disminuyen al abordar la incertidumbre en las recomendaciones de la dosis de nitrógeno

Por qué el exceso de fertilizante importa para todos

La agricultura moderna del maíz depende en gran medida del fertilizante nitrogenado para producir el grano que alimenta a personas y ganado y abastece biocombustibles. Pero gran parte de ese nitrógeno nunca llega al cultivo. En su lugar, se escapa al aire y al agua, impulsando el cambio climático, contaminando el agua potable y dañando los ecosistemas. Este estudio plantea una pregunta aparentemente simple con enormes consecuencias: ¿cuánto nitrógeno podrían reducir de forma segura los agricultores de maíz de EE. UU., una vez que contabilizamos honestamente la incertidumbre en las recomendaciones de fertilizante?

El problema del nitrógeno desperdiciado

El maíz es sorprendentemente ineficiente en el uso del nitrógeno. En el Cinturón del Maíz de EE. UU., los agricultores aplican grandes cantidades de fertilizante, y aun así se pierde entre el 50 y el 70 por ciento de ese nitrógeno del campo. Parte se filtra como nitrato hacia ríos y aguas subterráneas, alimentando floraciones de algas, zonas muertas y la contaminación del agua potable vinculada a cánceres y malformaciones en el nacimiento. Otra parte se escapa como óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero que también daña la capa de ozono, o como otros gases nitrogenados que empeoran el smog y la contaminación por partículas finas. La fabricación del propio fertilizante consume mucha energía y suele depender de combustibles fósiles. Al mismo tiempo, muchos campos no reciben exactamente la cantidad correcta de nitrógeno en el momento adecuado, por lo que los cultivos pueden estar tanto sobre-fertilizados como desnutridos.

Repensar el consejo "óptimo" de fertilización

Las pautas de fertilización suelen ofrecer una única dosis “mejor” de nitrógeno que maximiza la producción (el óptimo agronómico) o el beneficio económico (el óptimo económico). En la práctica, estos valores son inciertos porque las condiciones del suelo, el clima y el crecimiento del cultivo varían de año en año y de un lugar a otro. Los agricultores lo saben y a menudo añaden nitrógeno adicional como seguro contra la mala fortuna, superando las recomendaciones oficiales. Los autores usaron ensayos de campo detallados en 49 ubicaciones de ocho estados del Cinturón del Maíz para construir modelos estadísticos de cómo responde el rendimiento del maíz a dosis crecientes de nitrógeno. En lugar de tratar la tasa óptima como un valor fijo, la consideraron como una distribución de probabilidad, capturando cuán probables son las distintas tasas “mejores” en cada sitio.

Dos pasos hacia un uso más seguro del nitrógeno

Con estas distribuciones de probabilidad en mano, el equipo exploró qué sucedería si los agricultores redujeran el fertilizante en dos fases. En la Fase I, las dosis de nitrógeno bajan desde el nivel medio que maximiza el rendimiento hasta el nivel medio que maximiza el beneficio. Ese cambio por sí solo ahorra dinero a los agricultores y reduce el uso de fertilizante en aproximadamente un 8 por ciento, mientras que la pérdida de rendimiento esperada es inferior a medio punto porcentual—demasiado pequeña para tener importancia económica. En la Fase II, avanzan un poco más, reduciendo las dosis hasta un punto conservador en la curva de beneficios donde la probabilidad de pérdida de rendimiento sigue siendo baja y el tamaño de cualquier pérdida permanece por debajo de aproximadamente el 1 por ciento. En todos los sitios, la combinación de ambas fases conduce a una reducción total de fertilizante de alrededor del 12–16 por ciento, con solo una caída del rendimiento del 0,48–1,43 por ciento, y esa pequeña pérdida ni siquiera está garantizada en un año concreto.

Aire más limpio, agua más segura, dinero real

Para conectar estas modestas reducciones de dosis con resultados reales, los autores tradujeron la disminución del uso de nitrógeno en cambios en la lixiviación de nitratos, las emisiones de óxido nitroso y el dióxido de carbono liberado en la fabricación y el transporte del fertilizante. En promedio, una reducción del 12–16 por ciento en fertilizante disminuyó las emisiones de óxido nitroso en alrededor de un 10 por ciento, las pérdidas de nitrato en aproximadamente un 13 por ciento y el dióxido de carbono relacionado con el fertilizante hasta en un 16 por ciento en los escenarios del estudio. Escalando estos cambios a lo largo del Cinturón del Maíz y usando estimaciones publicadas de los costes sociales de la contaminación, estiman beneficios sociales de aproximadamente 230 a 530 millones de dólares por año solo por aire y agua más limpios. Estas cifras probablemente subestiman los beneficios totales porque no incluyen todos los contaminantes relacionados con el nitrógeno ni todos los impactos sobre los ecosistemas.

Compartir riesgos y recompensas a lo largo de la cadena alimentaria

Si bien recortes adicionales de nitrógeno más allá del rango del 12–16 por ciento aportarían ganancias ambientales mayores, el riesgo de pérdidas de rendimiento apreciables aumenta bruscamente, lo que hace que tales reducciones sean poco atractivas para los agricultores que ya asumen la mayor parte del riesgo de producción. Los autores sostienen que una política realista sobre clima y calidad del agua debe reconocer este desequilibrio. Herramientas como mercados de créditos de nitrógeno, incentivos grupales o seguros de nitrógeno podrían emplear parte de los grandes beneficios públicos para compensar a los agricultores cuando ocurran pérdidas raras de rendimiento. Tratando las recomendaciones de fertilizante como rangos inciertos en lugar de números mágicos, y compartiendo tanto riesgos como beneficios a lo largo del sistema alimentario, la sociedad puede reducir significativamente la contaminación por nitrógeno sin sacrificar la seguridad alimentaria.

Cita: Palmero, F., Davidson, E.A., Guan, K. et al. Environmental and societal costs of maize production decrease by addressing the uncertainty in nitrogen rate recommendations. Nat Commun 17, 2375 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68988-y

Palabras clave: fertilizante nitrogenado, producción de maíz, Cinturón del Maíz, calidad del agua, gases de efecto invernadero