Debido a que en muchas regiones del mundo se ha horneado bajo algunas de las olas de calor más persistentes, los científicos en un importante congreso en Canadá compartieron datos sobre el impacto de las temperaturas cambiantes.
En el desierto de Sonora en el noroeste de México, las temperaturas nocturnas variaron 4.4 grados centígrados entre 1981 y 2018, según una investigación del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). En Siberia, las temperaturas nocturnas aumentaron 2 grados centígrados entre 1988 y 2015, según Vladimir Shamanin, profesor de la Universidad Estatal Agraria Omsk de Rusia, que realiza investigación con la Red Kazajstan-Siberia sobre el Mejoramiento del Trigo de Primavera.
“Aunque las pruebas de campo de algunos de los entornos de cultivo de trigo más cálido del mundo han demostrado que las pérdidas de rendimiento están generalmente asociadas con un aumento de las temperaturas promedio, las temperaturas mínimas por la noche —no las temperaturas máximas— en realidad están determinando la perdida de rendimiento” dijo Gemma Molero, fisióloga de trigo del CIMMYT que dirige la investigación en Sonora en colaboración con su colega Ivan Ortiz-Monasterio.
“Del agua captada por las raíces, el 95% se pierde en las hojas a través de la transpiración y de esta, un promedio del 12% se pierde durante la noche. Un enfoque del mejoramiento genético para el rendimiento y la eficiencia del uso del agua de la planta debería ser identificar rasgos para la adaptación a temperaturas nocturnas más altas”, dijo Molero, y agregó que la transpiración nocturna puede conducir a reducciones de hasta el 50% de la humedad del suelo disponible en algunas regiones.
Desafió climático
El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) informó en octubre que las temperaturas pueden aumentar un promedio de 1.5 grados Celsius en los próximos 11 años. Un nuevo análisis del IPCC sobre el cambio climático y el uso de la tierra que se lanzara esta semana insta a un cambio hacia la reducción de la carne en las dietas para ayudar a reducir las emisiones relacionadas con la agricultura del ganado. Las dietas se pueden construir a base de cereales secundarios, legumbres, nueces y semillas.
Los científicos que asistieron al Congreso Internacional del Trigo en Saskatoon, la ciudad en el corazón de la provincia occidental de cultivo de trigo de Saskatchewan en Canadá, acordaron que un desafío importante es desarrollar variedades de trigo más nutritivas que puedan producir mayores rendimientos en temperaturas más cálidas.
Como cultivo básico, el trigo proporciona el 20% de todas las calorías humanas consumidas en todo el mundo. Es la principal fuente de proteínas para 2.500 millones de personas en el sur del mundo. El modelador de sistemas de cultivos Senthold Asseng, profesor de la Universidad de Florida y miembro de la Asociación Internacional de Rendimiento de Trigo (IWYP por sus siglas en inglés), participó en un extenso estudio en China, India, Francia, Rusia y los Estados Unidos, que demostró que por cada grado Celsius en aumento de la temperatura, los rendimientos disminuyen en un 6%, poniendo en riesgo la seguridad alimentaria.
Los rendimientos de trigo en el sur de Asia podrían reducirse a la mitad debido a las temperaturas crónicamente altas, dijo Molero. La investigación realizada por la Universidad de Nueva Gales del Sur, publicada en Environmental Research Letters, también demuestra que los cambios en el clima representaron del 20 al 49% de las fluctuaciones de rendimiento en varios cultivos, incluido el trigo de primavera. Las temperaturas extremas de frío y calor, la sequía y las fuertes precipitaciones representaron entre el 18 y el 4% de las variaciones.
En el CIMMYT, los mejoradores de trigo abogan por un enfoque integral que combine técnicas de mejoramiento convencionales, fisiológicas y moleculares, así como buenas prácticas de manejo de cultivos que puedan mejorar los choques de calor. Las nuevas tecnologías de mejoramiento están utilizando variedades locales de trigo y parientes silvestres para agregar rasgos que se adapten al estrés en el trigo moderno – enfoques innovadores que han llevado a los agricultores a cultivar nuevas variedades tolerantes al calor en las regiones más cálidas de Pakistán, por ejemplo.
Esfuerzo colaborativo
Matthew Reynolds, un distinguido científico del CIMMYT, es uno de los fundadores del Consorcio para el Mejoramiento del Trigo tolerante al Calor y la Sequía (HeDWIC por sus siglas en inglés), una coalición de cientos de científicos y partes interesadas de más de 30 países.
“HeDWIC es un programa de pre-mejoramiento que tiene como objetivo ofrecer líneas avanzadas genéticamente diversas mediante el uso de germoplasma compartido y otras tecnologías”, dijo Reynolds en Saskatoon. “Es un mecanismo de intercambio de conocimientos y capacitación, y una plataforma para entregar pruebas de concepto relacionadas con las nuevas tecnologías para adaptar el trigo a una variedad de perfiles de estrés por calor y sequía”.
Los objetivos incluyen llegar a un acuerdo que cruce fronteras y llegue a instituciones que trabajan en las áreas de investigación más prometedoras para lograr la resiliencia climática, organizar la investigación de rasgos en un marco racional, facilitar la investigación trasnacional y desarrollar una infraestructura cibernética bioinformática, dijo Reynolds, y agregó que atraer fondos para varios años para colaboraciones internacionales sigue siendo un desafío.
Rasgos de nitrógeno
Otra área de investigación climática en el CIMMYT implica el desarrollo de una alternativa asequible al uso de fertilizantes nitrogenados para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que calientan el planeta. En ciertas plantas, un rasgo conocido como Inhibición Biológica de la Nitrificación (BNI por sus siglas en inglés) les permite suprimir por si solos la pérdida de nitrógeno del suelo, mejorando la eficiencia de la absorción y el uso de nitrógeno.
Los científicos del consorcio de investigación BNI, que incluye el Centro de Investigación Internacional de Ciencias Agrícolas de Japón (JIRCAS por sus siglas en inglés), proponen transferir el rasgo BNI de esas plantas a cultivos vitales y piensos, como trigo, sorgo y Brachiaria.
“Cada año, casi una quinta parte de los fertilizantes del mundo se utilizan para cultivar trigo, sin embargo, el cultivo solo utiliza alrededor del 30% del nitrógeno aplicado, en términos de biomasa y granos cosechados”, dijo Victor Kommerell, gerente de los Programas de Investigación del CGIAR (CRP) de Maíz y Trigo dirigidos por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo.
“La BNI tiene el potencial de convertir el trigo en un cultivo altamente eficiente en nitrógeno: los agricultores podrían ahorrar dinero en fertilizantes, y las emisiones de óxido de nitrógeno del cultivo de trigo podrían reducirse en un 30%”.
Excluyendo los cambios en el uso de la tierra, como la deforestación, las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas cada año por la agricultura equivalen al 11% de todas las emisiones de las actividades humanas. Según Guntur Subbarao, un científico de JIRCAS, aproximadamente el 70% del nitrógeno aplicado a los cultivos fertilizados se elimina o se convierte en óxido de nitrógeno, un gas de efecto invernadero 300 veces más potente que el dióxido de carbono.
Aunque el ganado rumiante es responsable de generar aproximadamente la mitad de todas las emisiones de la producción agrícola, la BNI ofrece potencial para reducir las emisiones generales, dijo Tim Searchinger, investigador principal del Instituto de Recursos Mundiales (WRI por sus siglas en inglés) y director técnico de un nuevo informe titulado “Crear un futuro alimentario sostenible: Un menú de soluciones para alimentar a casi 10 mil millones de personas en 2050.”
Para explotar esta característica basada en las raíces, los mejoradores tendrían que mejorar este rasgo en las plantas, dijo Searchinger, quien presentó los hallazgos clave del informe en Saskatoon, y agregó que los gobiernos y las agencias de investigación deberían aumentar los fondos para la investigación.
Otros esfuerzos de mitigación del cambio climático deben incluir la revitalización de los suelos degradados, que afectan a aproximadamente una cuarta parte de las tierras de cultivo del planeta, para ayudar a aumentar los rendimientos de los cultivos. Las técnicas de agricultura de conservación implican la retención de residuos de cultivos en los campos en lugar de la quema y la rotación. La siembra directa en suelo con residuos y agroforestería también puede desempeñar un papel clave.
Igualdad de género, juventud e inclusión social 
