Quando Hennig Brandt scoprì l'elemento fosforo nel 1669, è stato un errore. Stava davvero cercando l'oro. Ma il suo errore è stata una scoperta scientifica molto importante. Quello che Brandt non avrebbe potuto realizzare era l'importanza del fosforo per il futuro dell'agricoltura.

Il fosforo è uno degli ingredienti necessari per una crescita e una resa sane delle colture. Quando le aziende agricole erano più piccole e autosufficienti, i contadini mietevano i loro raccolti, e le sostanze nutritive raramente lasciavano la fattoria. La famiglia o gli animali hanno consumato il cibo, e l'agricoltore potrebbe spargere il letame dei suoi animali sul terreno per ricostruire i nutrienti. Questo era un ciclo del fosforo abbastanza chiuso.

Ma, con l'aumento della popolazione mondiale, così come i bisogni alimentari e nutrizionali. Più del raccolto di un contadino, e quindi nutrienti, è stato venduto dalla fattoria. L'agricoltura si è adattata sviluppando molti nuovi metodi di coltivazione, così come i fertilizzanti. La maggior parte dei fertilizzanti al fosforo utilizza la fornitura mondiale di roccia fosfatica come ingrediente principale. Quella principale fonte moderna è una risorsa finita e si sta esaurendo. Anche la roccia fosfatica è difficile da estrarre ed elaborare.

"C'è un urgente bisogno di aumentare l'efficienza nell'uso del fosforo negli agroecosistemi, "dice Kimberley Schneider, un ricercatore presso l'agricoltura e l'agroalimentare Canada. "Ci sono molti prodotti chimici, processi fisici e biologici che influiscono sulla disponibilità di fosforo per le colture." Ecco perché gli agricoltori danno grande importanza ad avere abbastanza fosforo per le loro colture.

Allevamento e selezione cultivar

Diverse piante possono utilizzare il fosforo in modo più efficiente di altre. "L'efficienza nell'uso del fosforo è la capacità di produrre più raccolto per unità di fosforo assorbita dalla pianta, " spiega Schneider. "C'è il potenziale per i coltivatori di colture per sviluppare nuove varietà che utilizzano il fosforo in modi ancora più efficienti. Possono anche allevare colture che lavorano con funghi micorrizici nel terreno per aumentare il loro assorbimento di fosforo. Concentrarsi su piante da riproduzione che funzionano bene in terreni a basso contenuto di fosforo avrà un approccio interdisciplinare".

Progettazione del sistema di ritaglio ed efficienza nell'uso del fosforo

Poiché alcune colture possono aumentare la disponibilità di fosforo nel suolo per le colture future, i coltivatori potrebbero concentrarsi sulle rotazioni delle colture che ne traggano vantaggio. Anche le colture di copertura e il sovescio possono contribuire alla disponibilità di fosforo in molte condizioni. Per esempio, uno studio ha scoperto che il sorgo ha funzionato bene con l'uso del fosforo dopo l'erba medica o il trifoglio rosso, ma non dopo il trifoglio dolce. Sarà importante ottenere le giuste combinazioni per le colture e i campi giusti.

Ruolo della sostanza organica del suolo nella mineralizzazione del fosforo

È noto che la materia organica del suolo indica la salute del suolo. Può migliorare la disponibilità di fosforo delle piante consentendo un maggiore accesso delle radici al fosforo e rilasciando il fosforo disponibile nelle piante. Attualmente, la materia organica del suolo non fa parte delle misurazioni della fertilità del suolo nelle aziende agricole, quindi questa è un'area di potenziale ricerca futura.

Funghi del suolo presenti in natura in soccorso

Molti terreni contengono uno o più tipi di funghi amici chiamati funghi micorrizici arbuscolari. Lavorano con le radici delle piante per scambiarsi "lavori della vita". I funghi aiutano a liberare fosforo e altri nutrienti, mentre le piante producono composti zuccherini che i funghi usano per la crescita. Certo, i funghi e le radici devono poter essere vicini l'uno all'altro affinché questo scambio avvenga. I ricercatori stanno esaminando la promessa di costruire e utilizzare meglio le popolazioni di funghi micorrizici nei suoli.

Riciclaggio e recupero del fosforo

Il fosforo è il sesto elemento più comune sulla terra. Ancora, è un fattore limitante nei raccolti. Eccesso di fosforo nel posto sbagliato:ruscelli, laghi e altri corpi idrici:causa inquinamento. Com'è che è successo?

Ripercorriamo il "ciclo vitale" di una molecola di fosforo. La maggior parte delle rocce fosfatiche viene estratta nei continenti dell'Europa e dell'Africa, sebbene alcuni depositi siano disponibili altrove. Dopo che è stato trasformato in fertilizzante, questo fosforo viene poi trasferito negli allevamenti. Da li, il fosforo viene utilizzato da una pianta per realizzare un prodotto, forse una soia. La soia viene rimossa dalla fattoria e trasformata in tofu. Viene quindi trasportato al tuo negozio di alimentari locale, dove lo compri e lo porti a casa. Se vivi in ​​una città, dopo aver gustato il tuo pasto a base di tofu fritto, i rifiuti prodotti dal tuo corpo vengono scaricati nel water. Se vivi in ​​una zona rurale, va nel sistema settico.

Così, il ciclo di vita di questa molecola di fosforo illustrativo mostra un ciclo interrotto. La molecola ha origine lontano dal suo luogo di riposo finale. A causa della vita moderna, il ciclo del fosforo che esisteva negli allevamenti è interrotto. Più la società urbana diventa, più il ciclo del fosforo è interrotto, a meno che gli scienziati non trovino risposte per chiudere nuovamente i circuiti.

Gli scienziati agrari stanno lavorando con i gestori delle acque reflue per sviluppare modi per riportare quelle meritevoli molecole di fosforo al lavoro nella fattoria. "Anche se la maggior parte delle tecnologie di recupero del fosforo attualmente disponibili potrebbe non sembrare economicamente fattibile, i benefici ambientali e sociali sono importanti, " dice Schneider. "Esistono anche altri preziosi prodotti di recupero del fosforo, come materia organica, altri nutrienti, e anche l'acqua."

"L'aumento dell'efficienza nell'uso del fosforo negli agroecosistemi deve essere una priorità per ridurre la dipendenza dai fertilizzanti e per ridurre al minimo gli effetti sull'ambiente, " dice Schneider. "Ci sono molte possibilità per il sistema agricolo di migliorare l'uso del fosforo. Il risultato sarà un agroecosistema che nutre ancora il mondo, proteggendo al contempo le risorse naturali che ci aiutano a coltivare il nostro cibo e a vivere una vita sana".

Questo articolo è stato recentemente pubblicato in una sezione speciale del Giornale della qualità ambientale chiamato Celebrazione del 350° anniversario della scoperta del fosforo:nel bene e nel male.