Fosfor is een essentieel element dat in veel cellulaire verbindingen zit, zoals DNA en de energiedrager ATP. Alle leven heeft fosfor nodig en de landbouwopbrengsten worden verbeterd wanneer fosfor wordt toegevoegd aan groeiende planten en aan het dieet van vee. Bijgevolg wordt het wereldwijd gebruikt als meststof – en speelt het een belangrijke rol bij het voldoen aan de voedselbehoeften van de wereld.

Om het te kunnen toevoegen, moeten we het echter eerst in geconcentreerde vorm extraheren – en de aanvoer komt bijna uitsluitend uit fosfaatmijnen in Marokko (met veel kleinere hoeveelheden uit China, de VS, Jordanië en Zuid-Afrika). Binnen Marokko bevinden de meeste mijnen zich in de Westelijke Sahara, een voormalige Spaanse kolonie die in 1975 door Marokko werd geannexeerd.

Het feit dat meer dan 70% van de wereldvoorraad afkomstig is van deze ene locatie is problematisch, vooral omdat wetenschappers waarschuwen dat we “fosforpieken” naderen, het punt waarop de vraag het aanbod begint te overtreffen en de intensieve landbouw niet kan blijven voorzien in de huidige opbrengsten. In het ergste geval kunnen de winbare reserves al binnen 35 jaar uitgeput zijn.

Dus wat is er aan de hand – en hoe bezorgd moeten we ons maken?

Natuurlijke grenzen

In de natuur komt fosfor alleen voor gebonden aan zuurstof, dit wordt fosfaat genoemd. Het is in deze vorm dat het wordt gewonnen. Scheikundigen kunnen de gebonden oxygenen verwijderen om elementair wit fosfor te krijgen, dat oplicht in het donker, maar het is zo onstabiel dat het spontaan ontbrandt bij blootstelling aan de lucht.

Fosfaat verspreidt zich gemakkelijk door grond of water en kan door cellen worden opgenomen. Wanneer fosfaat vrije calcium of ijzer ontmoet, combineren ze tot zeer onoplosbare zouten.

In de eerste helft van de 19e eeuw populariseerde Justus von Liebig de wet van het minimum voor de landbouw, die stelt dat de groei wordt beperkt door de minst beschikbare hulpbron. Men ontdekte al gauw dat dit vaak een vorm van fosfor was.

Dientengevolge werden beenderen – voor het grootste deel bestaande uit calcium en fosfaat – van oude slagvelden opgegraven om te worden gebruikt in de landbouw. Guano, grote ophopingen van vogelpoep, bevat ook hoge concentraties fosfor en werd gebruikt om gewassen te bemesten. Maar de voorraden hiervan raakten snel uitgeput. Naarmate de vraag toenam, moesten in plaats daarvan voorraden worden gedolven.

Maar deze toegepaste anorganische fosfaatmeststof is zeer mobiel en loogt uit in waterlopen. Bovendien verweert fosfaatgesteente en wordt het uiteindelijk ook in de oceaan gespoeld, waar het ofwel neerslaat als calciumfosfaat, ofwel wordt opgenomen door mariene organismen die uiteindelijk ook neerslaan op de oceaanbodem wanneer ze sterven. Bijgevolg verdwijnt fosfor op het land niet echt, maar het kan zich buiten ons bereik verplaatsen.

Natuurlijke verspilling

Om de zaken nog ingewikkelder te maken, wordt zelfs het fosfor dat we kunnen gebruiken grotendeels verspild. Van de fosfor die als meststof wordt gewonnen, komt slechts een vijfde terecht in het voedsel dat we eten. Een deel loogt weg en een deel is gebonden aan calcium en ijzer in de bodem. Sommige plantenwortels zijn in staat dit laatste eruit te halen, maar niet in voldoende grote hoeveelheden om het allemaal terug te halen.

Naast deze anorganische vormen wordt fosfaat ook omgezet in cellulaire verbindingen, waardoor organisch gebonden fosfor ontstaat, zoals fosfolipiden of fytaat. Na de dood van een organisme moeten deze organische fosforverbindingen worden teruggebracht in de bruikbare fosfaatvorm. Hoeveel organisch gebonden fosfor in de bodem aanwezig is, hangt af van het aantal en de activiteit van de organismen die dit kunnen doen.

Landbouwgronden zijn gewoonlijk rijk aan anorganisch fosfor, terwijl in ongestoorde ecosystemen, zoals bossen en langdurige weilanden, organisch gebonden fosfor overheerst. Maar landbouwgrond wordt vaak uitgeput van fosfor tijdens de oogst en landbeheerspraktijken zoals ploegen, vandaar de toevoeging van fosfaathoudende meststoffen.

Het uitrijden van mest en het vermijden van grondbewerking zijn manieren om de microbiële overvloed in de bodem te vergroten – en zo meer fosfor in een organisch gebonden vorm te houden.

De risico’s van fosforpieken kunnen worden tegengegaan met enkele eenvoudige oplossingen. Minder vlees eten is een begin, want er worden enorme hoeveelheden gebruikt om vee te fokken voor het vlees. De kans is groot dat de landbouwopbrengsten worden beperkt door de beschikbaarheid van fosfor en nog verder onder druk komen te staan naarmate de wereldbevolking groeit.

De mens verspilt zelf ook fosfor, want het grootste deel van wat we binnenkrijgen gaat er meteen weer uit. Gelukkig zijn er technologieën ontwikkeld om fosfor uit rioolwater te winnen, maar die zijn op dit moment te duur om praktisch uitvoerbaar te zijn.

Piek fosfor betekent niet dat fosfor zal verdwijnen, maar eerder dat de reserves met winbare hoge concentraties uitgeput raken. In plaats daarvan verhogen we de achtergrondconcentraties van fosfor en voegen we het toe aan de oceaanbodem. Een duurzamer gebruik van fosfor vereist een grotere waardering van en meer inzicht in de vele organismen waaruit de bodem bestaat – en de rol die zij spelen bij de verdeling van fosfor – anders zijn we misschien niet langer in staat om de wereld tegen een betaalbare prijs te voeden.