Importancia de la huella isotópica en fertilizantes nitrogenados ecológicos
Ana Márquez Valle es Doctora en Química Agrícola y responsable del departamento de I+D+i de Laboratorios Econatur, empresa que se dedica desde 1999 a la investigación, desarrollo, fabricación y comercialización de insumos para agricultura ecológica fundamentalmente. Laboratorios Econatur forma parte de la Asociación Española de Fabricantes de Agronutrientes (AEFA).
En los últimos tiempos se está escuchando hablar de la huella isotópica como un análisis con el que poder diferenciar los productos ecológicos de los no ecológicos. Aunque se está aplicando principalmente a nivel de cosecha, esta técnica parece que también sería válida para aportar información sobre los fertilizantes utilizados en agricultura, entre ellos los ecológicos.
En esta entrevista, Ana Márquez nos cuenta de manera resumida en qué se basa esta técnica, qué estudios se están llevando a cabo actualmente y cuál parece ser el futuro de cara al sector de los fertilizantes ecológicos.
Cuando se habla de huella isotópica, ¿a qué nos estamos refiriendo?
La huella isotópica (o firma isotópica) es un modo de indicar la abundancia de los diferentes isótopos estables de un determinado átomo que existen en una muestra, frente a un estándar. Sería como una fotografía, a nivel isotópico, del producto que se analiza.
Y de manera resumida, ¿qué son los isótopos?
En Química, los isótopos son átomos de un mismo elemento que se diferencian en el número de neutrones de su núcleo, y por tanto en su masa atómica. Aunque naturalmente puedan existir diferentes isótopos estables para un mismo elemento, siempre hay uno que se encuentra en la naturaleza en un porcentaje muy superior al resto.
En el caso concreto del nitrógeno, en la naturaleza existen dos isótopos estables de este elemento: el isótopo 14N, que presenta en su núcleo 7 protones y 7 neutrones, y por tanto una masa atómica de 14 u; y el isótopo 15N, también con 7 protones, pero con 8 neutrones en su núcleo, y una masa atómica de 15 u. Al primero se le denomina isótopo ligero por tener menor masa atómica, y es la forma de nitrógeno atómico más abundante en el aire con un porcentaje del 99,634%. El segundo es el isótopo pesado, y sólo se encuentra presente en el aire en un 0,366% de manera natural.
Cuando una molécula contiene uno de estos dos tipos de nitrógeno, sus características físicas son ligeramente diferentes a las de la misma molécula con el otro isótopo de nitrógeno mientras que las propiedades químicas prácticamente no se ven afectadas, es decir, su reactividad no se ve afectada pero sí cualquier reacción que tenga que ver con sus propiedades físicas (cambios de estado, gran número de reacciones enzimáticas, etc.).
¿Qué estaríamos midiendo entonces con la huella isotópica?
Tomando de nuevo el nitrógeno como ejemplo, la huella isotópica de un producto nos permitiría saber si contiene más, menos o igual cantidad del isótopo 15N (y, por tanto, también de 14N) que el aire, que en este caso sería el estándar. Se utiliza para ello el parámetro denominado DELTA (δ15N), que se refiere a la relación de ambos isótopos en una muestra respecto a la muestra estándar (en el caso del nitrógeno, la relación con respecto al aire atmosférico).
¿Para qué se está utilizando la huella isotópica en agricultura?
A día de hoy existen diferentes y variadas aplicaciones de la huella isotópica en nuestro sector, desde seguimiento del proceso de compostaje, estudios de la dinámica de los suelos, o aplicaciones para asegurar el carácter ecológico de cosechas o insumos. En todos los casos se utiliza la técnica de Espectrometría de Masas de Relaciones Isotópicas, y dependiendo del objetivo buscado el átomo de interés puede variar entre nitrógeno, oxígeno o carbono, principalmente.
En el caso que nos ocupa, desde hace algunos años se están llevando a cabo importantes investigaciones que pretenden poner en valor esta técnica como una herramienta para poder diferenciar las cosechas ecológicas de aquellas que no lo son. En este sentido, el grupo del Dr. Moreno-Rojas del Área de Alimentación y Salud del Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera de Andalucía (IFAPA) está avanzando en explicar cómo utilizar esta técnica para trazar el tipo de fertilización nitrogenada que ha recibido un cultivo (orgánica o convencional), pudiendo realizar posteriores conclusiones sobre el modo de cultivo de las cosechas (ecológicas o convencionales).
En el mundo de los fertilizantes, ¿se puede utilizar esta técnica?
Por supuesto que sí, aunque por el momento no se está utilizando de manera rutinaria. Laboratorios Econatur están dando los primeros pasos en este sentido porque ha utilizado ya esta técnica para determinar el carácter orgánico de sus insumos nitrogenados, gracias a un convenio de colaboración firmado con dicho instituto (IFAPA, Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural).
Mediante la determinación de la huella isotópica de un insumo somos capaces de diferenciar los fertilizantes nitrogenados orgánicos de los fertilizantes nitrogenados de síntesis. Ello se debe a que en la obtención de la mayoría de los fertilizantes nitrogenados inorgánicos se llevan a cabo reacciones químicas en las que se utiliza nitrógeno molecular proveniente del aire, y por este motivo el valor de δ15N del fertilizante será muy parecido al del aire, próximo a cero. Sin embargo, en la obtención de la mayor parte de los fertilizantes nitrogenados orgánicos, se dan reacciones químicas, especialmente biológicas, en las que se va concentrando la proporción de 15N frente a la de 14N, y como consecuencia el valor de DELTA aumenta. Es importante destacar que el valor de la firma isotópica dependerá del origen del fertilizante (restos animales, restos vegetales, restos marinos, aminoácidos…). Estas medidas complementadas con medidas clásicas de %N, [NO3-], [NH4+] pueden dar información fiable e inequívoca sobre el origen de los fertilizantes.
Y a nivel de la cosecha, ¿cómo se puede diferenciar un cultivo ecológico de otro que no lo sea?
Todo parte de que la firma isotópica de una cosecha dependerá siempre de las firmas que tengan las diferentes fuentes de nitrógeno que se suministren al cultivo, que serán en la mayor parte de las situaciones el fertilizante y el suelo, pero especialmente el primero. Cosechas a las que se le ha añadido nitrógeno mediante fertilizantes inorgánicos presentarán firmas isotópicas bajas, ya que estos fertilizantes son de rápida asimilación, mientras que cosechas fertilizadas con insumos orgánicos tendrán firmas isotópicas más elevadas.
¿Crees que tiene futuro esta técnica de cara a certificar cosechas ecológicas?
Sin ninguna duda. Ya se está utilizando en algunas importaciones en las que se analiza la firma isotópica como un aval de garantía de que la cosecha es ecológica. Sin embargo, por el momento siguen haciéndose estudios de investigación para conocer perfectamente todos los factores que influyen y controlar todas las casuísticas. Creo que cuando acaben todas estas investigaciones, será el momento de incluirlo en los procesos de certificación.
Y en la certificación de fertilizantes ecológicos, ¿podría utilizarse?
Creo que tiene mucho potencial, pero hay que tener en cuenta que sólo se puede aplicar a fertilizantes que contengan nitrógeno. Aunque por el momento tampoco hay nada regulado en este sentido, los resultados obtenidos por Laboratorios Econatur al analizar la firma isotópica de sus fertilizantes hacen vislumbrar que esta técnica es viable para considerarla como un aval de garantía del carácter orgánico en los procesos de certificación de los insumos.
¿Cómo veis desde AEFA la posibilidad de utilizar esta técnica en el sector de los fertilizantes ecológicos?
La activa participación de AEFA en la preparación de la norma AENOR sobre insumos para agricultura ecológica que estará disponible próximamente, nos ha dado una visión mucho más completa, si cabe, de los procesos de certificación de nuestros fertilizantes ecológicos. Por ello, aunque por el momento esté aún en fase de investigación, estamos convencidos que utilizando esta técnica daríamos un valor añadido más a nuestros fertilizantes ecológicos y aumentaríamos la credibilidad en nuestro sector.
