Interação entre urbanização e modernização agrícola molda o uso de nitrogênio nas terras cultivadas globais

Por que cidades e fazendas contam a mesma história

À medida que mais pessoas se mudam para as cidades, é fácil esquecer que sua alimentação continua vindo de campos distantes. Este estudo examina como o crescimento silencioso das cidades altera a maneira como agricultores no mundo todo usam fertilizantes nitrogenados, um ingrediente chave que aumenta os rendimentos das culturas, mas que também pode poluir o ar e a água. Ao acompanhar seis décadas de dados de 139 países, os autores mostram que não existe um único caminho para alimentar a população e proteger o meio ambiente ao mesmo tempo. Em vez disso, o impacto do crescimento urbano sobre a agricultura depende de quão modernas as fazendas já são e do nível de riqueza do país.

Como o nitrogênio se tornou ajudante e risco

A agricultura moderna depende de fertilizantes nitrogenados para extrair mais alimento por hectare. Desde 1961, a quantidade de fertilizante nitrogenado usada nas terras cultivadas globais aumentou mais de sete vezes, e o nitrogênio colhido por hectare nas culturas triplicou em média. Esse boom ajudou a garantir o abastecimento de alimentos em muitas regiões, especialmente na China, Índia, Europa e América do Norte, onde variedades de culturas melhoradas e manejo aprimorado sustentaram os rendimentos crescentes. Mas o uso de fertilizantes frequentemente cresceu mais rápido que as colheitas, de modo que uma parcela menor do nitrogênio aplicado acabou nas plantas. A eficiência do uso de nitrogênio global caiu de cerca de 45% na década de 1960 para aproximadamente 35% na década de 1990, antes de voltar a cerca de 45% na década de 2020, em grande parte devido a melhores práticas em países mais ricos.

Progresso desigual pelo mundo

Por trás dessas médias globais existem histórias regionais muito diferentes. Em partes da Ásia Central, os rendimentos de nitrogênio das culturas estagnaram ou até caíram após o colapso dos sistemas agrícolas da era soviética, quando subsídios desapareceram e as redes de irrigação se deterioraram. Em contraste, países como Dinamarca e Holanda conseguiram aumentar os rendimentos de nitrogênio das culturas enquanto reduziram o uso de fertilizantes ao adotar agricultura de precisão. Países em industrialização rápida, como China e Índia, viram o uso de fertilizantes disparar mais rápido que os rendimentos por longos períodos, o que reduziu a eficiência e aumentou as perdas de nitrogênio. Esses padrões destacam como o crescimento urbano, as transições econômicas e as políticas locais podem fortalecer ou enfraquecer o vínculo entre insumos de fertilizantes e colheitas úteis.

Quando o crescimento urbano ajuda ou prejudica o desempenho agrícola

Os autores vão além de médias simples para perguntar como os efeitos da urbanização mudam à medida que os países ficam mais ricos e as fazendas se modernizam. Usando uma estrutura estatística dinâmica, eles separam a influência direta do aumento da população urbana dos papéis indiretos do tamanho das fazendas, do uso de máquinas e da irrigação. Em países mais pobres, cada etapa de crescimento urbano tende a aumentar o uso de fertilizantes sem melhorar claramente os rendimentos ou a eficiência. À medida que as pessoas saem do campo e os lotes se fragmentam, pequenas propriedades têm dificuldade em arcar com máquinas e outras tecnologias, de modo que mais fertilizante traz ganhos apenas modestos. Tamanhos de propriedade maiores podem atenuar essas perdas iniciais ao tornar a mecanização viável, mas esse benefício é limitado quando crédito, infraestrutura e mercados são fracos.

Ferramentas modernas mudam as regras

Em países que alcançam níveis de renda média, o quadro muda. Nesse contexto, melhor irrigação e mecanização começam a reduzir a necessidade de fertilizantes e podem melhorar a eficiência do uso de nitrogênio, mas surgem compensações. Investimentos em irrigação frequentemente ajudam os agricultores a usar nitrogênio de forma mais eficaz e reduzir a demanda por fertilizantes, porém podem também desacelerar o crescimento dos rendimentos se não forem acompanhados pela maquinaria e manejo adequados. Em nações já ricas, onde as fazendas são geralmente grandes e bem equipadas, a expansão adicional do tamanho das propriedades oferece pouco benefício extra e pode até prejudicar os rendimentos e a eficiência. Em vez disso, tecnologias ajustadas, como máquinas avançadas e irrigação eficiente, tornam-se as ferramentas principais que permitem a sociedades altamente urbanizadas controlar as perdas de nitrogênio enquanto mantêm a produção.

Não há receita única para agricultura sustentável

A mensagem central do estudo é que a urbanização não ajuda nem prejudica automaticamente a agricultura; seus efeitos dependem do momento, do nível de renda e de como a modernização se desenrola. Em países pobres, políticas que combinam consolidação modesta de terras com acesso a máquinas e insumos apropriados podem evitar que o crescimento urbano inicial comprometa as colheitas. Países de renda média precisam de estratégias equilibradas que usem irrigação e mecanização para reduzir o desperdício de fertilizantes sem sacrificar os rendimentos. Nações ricas devem focar menos em aumentar o tamanho das propriedades e mais em tecnologias de precisão e reciclagem de nutrientes. Em todos os casos, combinações inteligentes de manejo da terra, máquinas e controle da água podem transformar o crescimento das cidades em uma força que apoie tanto a segurança alimentar quanto ambientes mais limpos.

Citação: Wang, S., Zhang, X., Deng, O. et al. Interplay of urbanization and agricultural modernization shapes nitrogen use in global croplands. Nat Commun 17, 4524 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71251-z

Palavras-chave: urbanização, fertilizante nitrogenado, rendimentos das culturas, modernização agrícola, sistemas alimentares