Cambio climático y agricultura: estrategias para no afectar la producción

En un contexto marcado por el cambio climático, es necesario actuar con rapidez para garantizar una suficiencia alimentaria.

Por: Hugo Permingeat

La sociedad es consciente de que el clima está cambiando y que este cambio, en buena medida, es consecuencia de las actividades humanas. La traducción de los cambios pronosticados en el clima hacia cambios en la productividad agrícola es altamente compleja ya que varía tanto por cultivo como por región. De hecho algunas áreas se benefician del aumento de las temperaturas y concentraciones más altas de CO2, pero compensan por los cambios en la lluvia y los fenómenos meteorológicos extremos.

Muchos cultivos se ven afectados por el estrés, lo que compromete los rendimientos óptimos y la calidad nutricional. El estrés biótico causado por las enfermedades y plagas, aumentará bajo los modelos de cambio climático, mientras que el cambio climático también es probable que aumente el estrés abiótico en muchos países (Edwards, 2018).

El calentamiento global deriva del aumento de la concentración de gases de efecto invernadero (GEI). Entre todas las fuentes antropogénicas, se estima que la agricultura es responsable del 12% de las emisiones totales de GEI, en particular de las emisiones antropogénicas globales de metano (39%) y óxido nitroso (76%). Ante la creciente demanda a la agricultura para alimentar a una población mundial en crecimiento, las emisiones de GEI de los agroecosistemas probablemente continúen aumentando.

La agricultura climáticamente inteligente (ACI) se centra en métodos para mantener o aumentar la producción de alimentos y, al mismo tiempo, reducir las emisiones de GEI y otros efectos secundarios ambientales en varios escenarios climáticos. La siembra directa fue propuesta como un componente de esta ACI, porque tiene un mayor potencial para el secuestro de carbono del suelo, para mejorar su calidad y para lograr la productividad sostenida de cultivos.

De esta manera, el manejo de la siembra directa podría tener un impacto a escala global en la magnitud y los patrones espaciales de las emisiones de GEI del suelo y la producción de cultivos. Sin embargo, desde una perspectiva de sostenibilidad, el efecto neto de la agricultura sin labranza depende en gran medida de las compensaciones entre los cambios inducidos por la siembra directa en el rendimiento de los cultivos y las emisiones de GEI. Estas compensaciones están reguladas por una serie de factores climáticos y del suelo.

Los efectos precisos de la siembra directa en las emisiones de GEI del suelo siguen siendo controvertidos y varían enormemente entre los estudios publicados. Algunos muestran una disminución sustancial en las emisiones de dióxido de carbono, metano y óxido nitroso; mientras que otros informan un aumento significativo o ninguna diferencia. De todas formas, la siembra directa afecta a los ciclos de carbono y nitrógeno del suelo y, en consecuencia, a las emisiones de GEI del suelo y la productividad del cultivo. El clima influye en la frecuencia y cantidad de precipitación, el régimen de humedad del suelo y la producción de GEI del suelo.

A partir de estos antecedentes, Huang y col (2018) realizaron un metanálisis sobre la emisión de GEI y el rendimiento de los cultivos bajo sistemas sin labranzas. Estos autores encontraron que la siembra directa puede reducir la emisión de metano con un aumento concomitante en la emisión de óxido nitroso. Estos efectos parecen disminuir con la práctica a largo plazo. Si bien la siembra directa no puede reducir las tres emisiones de GEI de manera simultánea, existe evidencia de una reducción en el potencial del calentamiento global general en condiciones de no labranza. La siembra directa en climas secos puede reducir significativamente la emisión de dióxido de carbono, con un beneficio de rendimiento. Sin embargo, en climas húmedos, la esta práctica tendió a aumentar la emisión de óxido nitroso y a reducir el rendimiento de los cultivos, lo que sugiere una consideración cautelosa de su adopción en las regiones húmedas.

El pH del suelo también fue es un factor clave. La implementación de la siembra directa puede ayudar a mitigar el cambio climático en los suelos ácidos y mejorar la seguridad alimentaria en los suelos alcalinos, porque el potencial de calentamiento global total se redujo en condiciones sin labranzas, sin penalización del rendimiento en los suelos ácidos. La no labranza y el uso de una baja tasa de fertilizantes nitrogenados, aumentaron el rendimiento de los cultivos sin exacerbar las emisiones de GEI en comparación con la labranza convencional.

Por otro lado, Varshney y col. (2018) se preguntan si la genómica puede contribuir en el desarrollo de cultivos que enfrenten el cambio climático. En este caso, si bien no se discute la mitigación del mismo, se muestran herramientas que conducen a la adaptación de los cultivos para no comprometer su rendimiento y la seguridad alimentaria. Los autores afirman que el desarrollo de cultivos resistentes al clima con ganancias genéticas aceleradas requerirá que se integren diferentes disciplinas y tecnologías para ver el impacto en el campo del agricultor. En este marco, la comunidad científica, a partir de colecciones de germoplasma que incluyen materiales silvestres de cultivos, puede mapear rasgos relevantes al cambio climático con la ayuda de técnicas de genotipado de alto rendimiento y plataformas de fenotipado de una manera más rápida y rentable.

Asimismo, los enfoques de mejoramiento de última generación, como la selección genómica y la edición génica, pueden utilizar el nuevo germoplasma y los avances tecnológicos para desarrollar líneas adaptadas al cambio climático. Para capturar estas oportunidades se necesita una coordinación inteligente, de modo que estos avances puedan traducirse en mayores beneficios genéticos en los campos de los agricultores. Por lo tanto, para mitigar los desafíos actuales, los autores sugieren implementar una estrategia unificada a través de la integración de diferentes disciplinas. Según sostienen, esto permitiría aumentar la intensidad y precisión de selección, la heredabilidad y los enfoques de mejoramiento para desarrollar cultivos que enfrenten el cambio climático de manera rentable y de manera rápida.

En este contexto, deben establecerse prioridades para desarrollar un perfil de producto. Las nuevas líneas con mayor rendimiento y adaptación a condiciones extremas deben evaluarse en los ambientes críticos. Las prácticas agronómicas apropiadas junto con los sistemas de información georeferenciada pueden ser útiles para mejorar la adopción de líneas superiores, para lograr un mayor rendimiento en los campos de producción y para proporcionar más ingresos a los agricultores. También es esencial conectarse con la comunidad agrícola, los gobiernos estatales y las organizaciones no gubernamentales para apoyar la apropiación equitativa de los recursos y la distribución de beneficios.

El fenotipado aún requiere de innovación tecnológica. Los avances en sensores, plataformas y procesamiento llevaron el análisis de imágenes a la vanguardia de la investigación. La disponibilidad y la efectividad de los sensores de fenotipado de plantas están experimentado una revolución en términos de costo por capacidad de imagen y capacidad de imagen por tamaño de sensor. Estos son avances claves, impulsados ​en parte por el auge de la tecnología de los teléfonos móviles, y que dieron como resultado sensores más accesibles, potentes y pequeños. Para los próximos años, se espera el uso de microsatélites montados con cámaras RGB (rojo-verde-azul) de alta resolución, que competirán con las plataformas de fenotipado aéreo. Los beneficios de una mejor integración entre el sensor y la plataforma permite el desarrollo de sistemas completos de fenotipado con la capacidad de capturar, combinar y almacenar datos para múltiples subsistemas diferentes, de manera organizada, eficiente y accesible. El resultado para el campo del fenotipado de plantas, donde la recolección masiva de datos ha sido durante mucho tiempo un gran cuello de botella, es un aumento revolucionario en la agilidad de los sistemas de fenotipado. Sin embargo, todavía hay desafíos importantes en lo hace a la aplicación de estas tecnologías (Araus and Ke, 2018).

En síntesis, si queremos mantener o aumentar la producción de cultivos frente al cambio climático, existe un requisito urgente para acelerar el proceso de mejoramiento de cultivos. La genómica ofrece nuevos en- foques para este campo, pero la traducción de estos enfoques en el campo, es más lenta de lo esperado. La falta de información fenotípica detallada es un factor que limita la mejora de cultivos, y es otra área que está experimentando una revolución. El cambio climático ya impacta en la producción agrícola, y es necesario actuar con rapidez para garantizar una suficiencia alimentaria.

El cambio climático ya impacta en la producción agrícola, y es necesario actuar con rapidez para garantizar una suficiencia alimentaria.

� Los trabajos científicos que dieron origen a esta información podés encontrarlos en la Biblioteca Digital Aapresid.

REFERENCIAS

• Araus JL and Ke SC. 2018. Breeding to adapt agriculture to climate change: affordable phenotyping solutions. Current Opinion in Plant Biology, 45: 237–247.

• Edwards D. 2018. Editorial overview: Feeding the world in a changing climate. Current Opinion in Plant Biology: 45: iv–vi.

• Huang Y, Ren W, Wang L, Hui D, Grove JH, Yang X, Tao B, Goff B. 2018. Greenhouse gas emissions and crop yield in no-tillage systems: A meta analysis. Agriculture, Ecosystems and Environment 268 (2018) 144–153

• Varshney RK, Singh VK, Kumar A, Powell W and Sorrells ME. 2018. Can genomics deliver climate-change ready crops?. Current Opinion in Plant Biology, 45: 205–211.