Investigador del CEIGRAM y con una línea investigadora ligada a la Eco-Fisiología de Cultivos y Modelización de Cultivos, Jon Lizaso ha colaborado recientemente en una investigación sobre el impacto de las altas temperaturas en el cultivo de maíz.

Pregunta.- Recientemente, ha participado con otros miembros del CEIGRAM en un estudio en el que se ha analizado el impacto de las elevadas temperaturas en el cultivo de maíz. ¿Cuáles han sido las conclusiones de este estudio?

Respuesta.- Hemos confirmado que las temperaturas elevadas son letales para la producción del maíz, sobre todo cuando coinciden con la floración del cultivo. Pero además hemos sido capaces de afinar en cuanto a los rangos de temperaturas y los efectos específicos en la planta.

Nuestros datos indican que temperaturas por encima de 35° son capaces de desecar el polen aceleradamente y con ello reducir el número de granos que tendrán las mazorcas. Igualmente estas temperaturas disminuyen el número de flores femeninas que alcanzan su madurez. Y si las temperaturas suben por encima de 40° los resultados pueden ser catastróficos para la producción de grano y para las finanzas del agricultor.

Debe tenerse en cuenta que para tener granos de maíz, el polen producido por las flores masculinas en la parte superior del cultivo, debe viajar con el viento y aterrizar en las sedas, producidas por las flores femeninas que se encuentran a media altura en la planta. Las temperaturas elevadas reducen tanto el número de sedas de las mazorcas, como el tiempo que los granos de polen permanecen viables antes de desecarse.

La consecuencia de este proceso de polinización es que el techo de producción se determina en una ventana de tiempo muy corta alrededor de la floración. Aunque las condiciones ambientales hayan sido buenas antes de la floración, o mejoren después, una ola de calor durante la floración es capaz de tener efectos devastadores en la producción.

Las altas temperaturas acortan también el ciclo vital del cultivo, reduciendo el tiempo de crecimiento del grano. Por otro lado reducen también el crecimiento de las plantas al disminuir la fotosíntesis y aumentar la respiración. Además de efectos adicionales debido a las interacciones con otros componentes del sistema agrícola, como mayor demanda de agua, proliferación de malas hierbas, insectos y patógenos.

P.- ¿Qué papel ha tenido el centro en esta investigación?

R.- El CEIGRAM proporciona todo el apoyo logístico y administrativo que permite que los investigadores se concentren en sus esfuerzos y que su tarea sea más productiva. Es además un ecosistema de intercambio de ideas y colaboración interdisciplinaria que te enriquece y además te exige que continúes creciendo.

P.- Más allá de las variación de temperaturas fruto del cambio climático, ¿qué importancia podría tener la disponibilidad de recursos como el agua en el cultivo de este cereal?

R.- La pregunta es muy pertinente porque para producir alimentos accedemos a una serie de recursos naturales, el agua y el suelo entre ellos. Las proyecciones de cambio climático muestran un aumento de las temperaturas superficiales y una mayor frecuencia e intensidad de eventos atmosféricos extremos como huracanes, tifones, olas de calor, olas de frío.

Este es el resultado del aumento desmedido en la emisión de gases de efecto invernadero. En la cuenca Mediterránea, debido a los veranos secos, la producción de cultivos en verano depende del riego.Y si aumentan las temperaturas los cultivos van a demandar más agua, a no ser que se introduzcan medidas de adaptación cambiando las fechas de siembra para trasladar los ciclos a épocas del año más frescas.

En España tenemos rendimientos de maíz comparables a los mejores del mundo, pero bajo riego. El maíz es un cultivo muy eficiente, capaz de producir mucho más grano por unidad de superficie que otros cereales. En muchos países del mundo, incluso algunos con economías centralizadas, se apuesta por el maíz para aumentar la producción de alimentos.

China produce hoy más maíz que arroz. Sin embargo, en el caso de España, cultivos como el maíz o las patatas dependen de la disponibilidad de riego. Y debido a conflictos con usos alternativos, urbano, industrial, debemos avanzar hacia manejos del recurso agua en la agricultura cada vez más eficientes.

P.- A raíz de los resultados de este estudio, también trataron de mejorar un modelo de maíz. ¿Cuáles podrían ser las claves para la mejora de su cultivo en el futuro?

R.- Los modelos matemáticos permiten hacer experimentos en el ordenador en cuestión de minutos y probar infinidad de combinaciones. Y luego sólo llevas al campo las combinaciones más prometedoras o aquellas en las que el conocimiento es insuficiente y utilizas la información para mejorar el modelo.

Nosotros trabajamos con un grupo de modelos de cultivo llamado DSSAT (Decision Support SystemforAgrotechnology Transfer). Es el sistema más usado en el mundo y uno de los pioneros en este campo. DSSAT cuenta con dos modelos de maíz. Usando la información de nuestro estudio mejoramos la simulación del impacto de las temperaturas elevadas en uno de estos modelos, IXIM. El modelo es capaz de estimar el crecimiento, la producción de grano, la época de floración y madurez, así como las necesidades de agua y algunos nutrientes del maíz, para combinaciones específicas de clima, suelo, híbrido y manejo del cultivo. Mejoramos en IXIM los cálculos de las fases del ciclo de vida del cultivo.

El modelo ahora es capaz también de estimar el impacto de las temperaturas elevadas en la producción de grano. Incluso de temperaturas que en un par de horas son capaces de esterilizar el polen. IXIM está ahora mejor equipado para estimar el impacto en la producción de maíz resultante de las proyecciones de cambio climático. Y son precisamente esas mejores estimaciones las que dirigirán nuestra atención hacia procesos y caracteres genéticos prometedores en los híbridos del futuro, hacia nuevas maneras de manejar las rotaciones y métodos más eficientes y precisos para el riego y la nutrición de nuestros cultivos.

P.- ¿Cómo cree que se puede mitigar el cambio climático en los cultivos del futuro?

R.- Se estima que la agricultura es responsable por un 14% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Así que hay muchas oportunidades para mejorar. Para mitigar los efectos del cambio climático necesitamos trabajar a nivel de fuente, emisiones, y a nivel de sumidero, secuestro de carbono.

Necesitamos reducir las emisiones y aumentar la capacidad de los sumideros para secuestrar CO2 atmosférico y convertirlo en compuestos orgánicos estables. Un correcto manejo de las operaciones agrícolas, laboreo de los suelos, fertilización y riego, contribuirá a la reducción de los principales gases de efecto invernadero, CO2, N2O y CH4, junto con el adecuado manejo de los rebaños y los arrozales.

El manejo apropiado del suelo, de acuerdo a sus limitaciones, permitirá asegurar su productividad y aumentar su capacidad para secuestrar carbono y reducir los niveles de CO2. El laboreo de conservación, la incorporación de cultivos de cubierta y las rotaciones mejoran la capacidad de sumidero del suelo. Los bosques y el mantenimiento de áreas naturales protegidas también contribuyen al secuestro de carbono atmosférico.

P.- En este sentido, ¿cuáles cree que son los principales retos a la hora de afrontar este fenómeno climatológico? ¿Cree que estamos preparados para la agricultura del futuro?

R.- El principal reto es sin duda el conocimiento. La investigación básica y aplicada que nos proporcione el conocimiento necesario para aumentar la producción de alimentos un 50% a la vuelta de unas pocas décadas, según las proyecciones de la FAO. Y deberemos hacerlo en condiciones ambientales cambiantes, temperaturas elevadas y manteniendo la productividad de los recursos agua y suelo. Un reto formidable para el cual necesitamos mejorar. Mejorar la inversión en investigación, mejorar nuestros modelos y su aplicación, y continuar mejorando los centros de investigación y la preparación de las nuevas generaciones de profesionales.

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