jueves, 23 de agosto de 2018

Los cultivos que conseguirán reducir el uso de fertilizantes



La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) lleva años alertando que la contaminación de las aguas subterráneas por los productos y residuos agroquímicos es uno de los problemas más importante en casi todos los países desarrollados y, cada vez más, en muchos países en desarrollo.

La contaminación por fertilizantes se produce cuando éstos se utilizan en mayor cantidad de la que pueden absorber los cultivos, o cuando se eliminan por acción del agua o del viento de la superficie del suelo antes de que puedan ser absorbidos.

La FAO asegura que el exceso de nitrógeno y fosfatos se infiltra en las aguas subterráneas o es arrastrado a cursos de agua. Esta sobrecarga de nutrientes provoca la eutrofización de lagos, embalses y estanques y da lugar a una explosión de algas que suprimen otras plantas y animales acuáticos, provocando una problemática medioambiental de grandes proporciones.

Para poder revertir esta alarmante situación derivada del abuso de químicos en la agricultura, científicos de todo el mundo estudian como crear cultivos que no dependan de la necesidad de fertilizantes para poder ser igual de productivos.

Un grupo de investigadores chinos han descubierto un gen que mejora lacapacidad de las plantas para absorber nitrógeno y que podría usarse para reproducir variedades de alto rendimiento de arroz, trigo y otros cultivos básicos que necesitarían menos fertilizante

Un nuevo estudio realizado por un grupo de investigadores de laAcademia China de Ciencias en Beijing y publicado en la revista Nature, han descubierto un gen que mejora la capacidad de las plantas para absorber nitrógeno y que podría usarse para reproducir variedades de alto rendimiento de arroz, trigo y otros cultivos básicos que necesitarían menos fertilizante. Eso podría reducir los costos para los agricultores de todo el mundo y ayudaría a limitar el daño ambiental que se produce cuando el agua rica en nitrógeno de los campos de cultivo se filtra a los ríos y océanos.

La investigación se centró en los cultivos criados durante la “revolución verde” de la década de 1960, un período en que los científicos agrícolas aumentaron los rendimientos al criar versiones más pequeñas y resistentes de cultivos comunes. Los agricultores los usaron junto con métodos de riego mejorados, pesticidas fuertes y fertilizantes eficientes. Eso hizo que la cosecha mundial de cereales creciera de 741 millones de toneladas en 1961 a 1.62 mil millones en 1985.

Solo en 2015, los agricultores del mundo utilizaron aproximadamente 104 millones de toneladas de fertilizante rico en nitrógeno

Pero este último estudio muestra que todavía hay margen de mejora, asegura Kathryn Barton, científica de la Carnegie Institution for Science en Stanford, California. Eso es porque los cultivos modernos tienen una debilidad: no pueden absorber nitrógeno tan bien como los cultivos tradicionales, por lo que necesitan una gran cantidad de fertilizantes para crecer. Solo en 2015, los agricultores del mundo utilizaron aproximadamente 104 millones de toneladas de fertilizante rico en nitrógeno.

Una práctica costosa para los agricultores y perjudicial para el medio ambiente, asegura el coautor del estudio Xiangdong Fu, un genetista de plantas del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia China de Ciencias en Beijing. Cuando el nitrógeno de los campos agrícolas llega a los ríos, lagos y océanos, alimenta las floraciones masivas de algas que consumen oxígeno y sofocan a los organismos acuáticos. “Es por eso que tenemos que buscar nuevas variedades, que puedan producir altos rendimientos pero con menos fertilizantes”, dice Fu.

Cuando el nitrógeno de los campos agrícolas llega a los ríos, lagos y océanos, alimenta las floraciones masivas de algas que consumen oxígeno y sofocan a los organismos acuáticos. Es por eso que tenemos que buscar nuevas variedades, que puedan producir altos rendimientos pero con menos fertilizantes

XIANGDONG FU Autor principal del estudio / Genética y Biología del Desarrollo de la Academia China de Ciencias en Beijing

Para hacer eso, él y sus colegas examinaron el papel de las moléculas llamadas proteínas DELLA que habían sido identificadas como la causa de la pobre absorción de nitrógeno y baja estatura de las plantas de la ‘revolución verde’. En cultivos convencionales, estas proteínas son destruidas por hormonas que estimulan el crecimiento de las plantas. Pero las proteínas DELLA florecen en los cultivos de revolución verde porque las plantas son inmunes a la influencia de las hormonas, o producen menos de ellas.

Proteína vs proteína

Fu y sus colegas querían encontrar una forma de combatir la acumulación de proteínas DELLA. Comenzaron su búsqueda comparando el ADN de 36 variedades de arroz enano y observando la capacidad de las variedades para absorber nitrógeno. Los científicos identificaron dos genes que controlan el consumo de nitrógeno: uno que codifica las proteínas DELLA y otro que codifica una proteína llamada factor 4 regulador del crecimiento (GRF4), que se pensó que solo aumentaba el tamaño y el rendimiento del grano. El equipo de Fu descubrió que GRF4 contrarresta los efectos de las proteínas DELLA al alentar a las plantas a absorber y metabolizar nitrógeno y carbono para favorecer el crecimiento.

El equipo de Fu descubrió que GRF4 contrarresta los efectos de las proteínas DELLA al alentar a las plantas a absorber y metabolizar nitrógeno y carbono para favorecer el crecimiento

Luego, los investigadores criaron plantas de arroz para producir una mayor concentración de la proteína GRF4. El resultado fueron plantas cortas con altos rendimientos que requerían menos nitrógeno que las variedades convencionales de la revolución verde.

Fu y sus colegas están a punto de presentar la patente y ya han comenzado programas de cultivo de plantas en China. Fu anticipa que otros países del mundo podrían ver estas nuevas razas de cultivos en cinco años.

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