Fosfor to pierwiastek, który obok węgla, azotu i siarki uczestniczy w przemianach biochemicznych i metabolizmie rośliny. Reguluje aktywność enzymów poprzez ich fosforylację i defosforylację. Jest niezastąpionym składnikiem kwasów nukleinowych oraz przenoszących energię cząsteczek ATP i NADPH. Niedobór fosforu jest najgroźniejszy w początkowych fazach rozwojowych rośliny, ponieważ wpływa na szybkość wzrostu systemu korzeniowego służącego do pobierania wody i składników mineralnych z gleby. Optymalna zawartość fosforu w glebie wpływa na wzrost aktywności mikroorganizmów glebowych, a w konsekwencji na przemiany i dostępność wszystkich składników pokarmowych.

Fosfor został uznany przez Unię Europejską za surowiec krytyczny, a ostatnio był tematem dyskusji Zgromadzenia Narodów Zjednoczonych ds. Środowiska. Co roku około 20,5 mln ton fosforu jest stosowanych na całym świecie jako nawóz.

Dostępne złoża związków fosforu (głównie fosforytów) są ograniczone i występują w niewielu krajach (na przykład w USA, Maroko, Rosji czy na Ukrainie).

Zdaniem ekspertów bardziej efektywne wykorzystanie tych zasobów mogłoby sprawić, że wystarczyłyby one na ponad 500 lat, a zarazem pobudzić światową produkcję żywności, aby wyżywić rosnącą populację.

Do roku 2050 liczba ludności na świecie ma osiągnąć prawie 10 miliardów. Według szacunków ekspertów potrzebne będzie kolejne 500 milionów hektarów gruntów ornych - chyba że uda się efektywniej wykorzystać zasoby w celu zwiększenia i utrzymania plonów.

Obecnie około 30–40 proc. gruntów rolnych jest nadmiernie nawożonych fosforem, przy czym najwięcej nawozów stosuje się w krajach Europy i Ameryki Północnej. Wymywany z pól nadmiar nawozów może zanieczyszczać wodę.

Na jak długo wystarczą złoża związków fosforu? Poprzednie szacunki wahały się znacznie - od 30 do ponad 300 lat.

Najnowsze badania dotyczące globalnego zużycia fosforu i jego stężenia w glebie przeprowadzili naukowcy z brytyjskiego Lancaster University oraz Ag Research i Lincoln University w Nowej Zelandii. Oszacowano stężenie fosforu w glebach na całym świecie pod kątem optymalnego wzrostu 28 głównych roślin uprawnych - od pszenicy i kukurydzy po ryż i jabłka.

Niektóre gleby nie zawierały wystarczającej ilości fosforu, inne miały go więcej niż rośliny potrzebują do optymalnego wzrostu. Analizując wyniki, autorzy doszli do wniosku, że rezerwy fosforu mogą wystarczyć na nawet 531 lat, jeśli będziemy go wykorzystywać bardziej efektywnie – to o 77 lat dłużej niż w przypadku trzymania się obecnych praktyk.

„Fosfor to niezbędny nawóz, który napędza produkcję żywności w gospodarstwach rolnych na całym świecie. To 'energia' rolnictwa, napędza nasze systemy żywnościowe, ale musimy ostrożnie zarządzać jego zasobami" – powiedział współautor artykułu (https://www.nature.com/articles/s43016-024-00952-9), prof. Phil Haygarth z Uniwersytetu w Lancaster.

„Jest mało prawdopodobne, że zabraknie nam fosforu w ciągu najbliższych 500 lat, ale tylko wtedy, gdy zastosujemy go w takiej ilości, jaka jest konieczna do uzyskania optymalnych plonów i zaprzestaniemy marnotrawnego nadmiernego stosowania” - dodał.

Zespół badawczy obliczył, że każdego roku w wyniku nadmiernego stosowania marnuje się 10,5 miliona ton fosforu, przy czym większość tej ilości zużywana jest do nawożenia upraw pszenicy i użytków zielonych.

Jednocześnie na całym świecie prawie trzy czwarte gleb uprawnych zawiera zbyt mało fosforu. Jego deficyt jest najbardziej dotkliwy w krajach azjatyckich, takich jak Indie. W rezultacie naukowcy obliczyli, że aby zwiększyć plony na całym świecie należy zastosować prawie 57 milionów ton fosforu.

Co roku potrzeba około 17,5 miliona ton fosforu, aby utrzymać jego optymalne stężenie w glebie. Takie jego zużycie spowodowałoby zmniejszenie światowego zapotrzebowania na fosfor o około 3 mln ton rocznie.

„Nauka nie pozostawia wątpliwości, ale aby efektywnie wykorzystywać fosfor i zwiększać polny, rządy muszą współpracować w celu opracowania polityki promującej stosowanie fosforu tylko tam, gdzie jest to konieczne. Będzie to obejmować zrównoważenie dystrybucji fosforu w celu zapewnienia optymalnego wzrostu roślin i zmniejszenie dotacji, które podtrzymują nadmierne zużycie fosforu i prawdopodobnie powodują problemy z jakością wody”. - powiedział prof. McDowell.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/