(Dooley, 2023)

La Universidad de California, Davis, está liberando cinco nuevas variedades de fresa que son resistentes a la marchitez por Fusarium (enfermedad transmitida por el suelo), tienen altos rendimientos y mejor calidad de fruta.

Las variedades UC Eclipse, UC Golden Gate, UC Keystone, UC Monarch y UC Surfline están disponibles para la venta a los viveros de California a través de “Foundation Plant Services”.

Aproximadamente el 88 % de las fresas que se cultivan en EUA, provienen de California. El marchitamiento por Fusarium es una de las razones más comunes de pérdida y muerte de cultivos y, sin embargo, entre el 55 % y el 59 % de los cultivares plantados en California desde 2014 no han sido resistentes, de acuerdo con la investigación de UC Davis.

Este es el primer lanzamiento del Programa de Mejoramiento de Fresas de UC Davis en donde todos los cultivares tienen resistencia a la marchitez por Fusarium. Están destinados a reemplazar plantas susceptibles en el mercado, tales como Monterey, UCD Royal Royce y UCD Valiant.

UC Monarch también fue desarrollada específicamente como un prototipo para la cosecha mecánica, otra primicia del programa de mejoramiento, que data de la década de 1930 y ha liberado 72 cultivares patentados a lo largo de décadas.

«Estos proporcionan el mismo rendimiento o mejor y son resistentes a Fusarium«, dijo Steve Knapp, Profesor Distinguido del Departamento de Ciencias de las Plantas y director del Programa de Mejoramiento de Fresas de UC Davis. «Tienen una mejor gama de características, son superiores».

Patógenos peligrosos

La marchitez por Fusarium no representó un gran peligro para los cultivos de fresa hasta después de que el fumigante bromuro de metilo dejó de usarse en los Estados Unidos en 2005. Pero el patógeno siempre había estado en el suelo, y los casos de marchitamiento aparecieron un año después y aumentaron con el tiempo, lo que genera preocupaciones de que una pandemia de marchitez por Fusarium podría destruir la cosecha de fresa en California.

«La enfermedad se propagó rápidamente y debemos reaccionar rápidamente para atender la necesidad», dijo Glenn Cole, mejorador y gerente de campo del Programa de Mejoramiento de Fresas.

Knapp dijo que el programa trata de «alentar a la gente a considerar aspectos como la resistencia a las enfermedades», e invita de forma rutinaria a los productores y otros expertos a eventos que muestran los avances de la investigación y los cultivares mejorados.

Variedades para diferentes estaciones

Cada una de las nuevas variedades de fresa tiene un sabor mejorado y características que permiten su cultivo casi todo el año en California, donde se cosechan alrededor de 1.800 millones de libras de fruta cada año. Algunos de los cultivares están adaptados para la producción en la parte Sur del estado, mientras que otros se desarrollan bien bajo los días largos del verano a lo largo de la costa.

Eclipse, un cultivar de «verano», tiene el potencial de aumentar la rentabilidad del productor, ya que produce en otoño e invierno, y los rendimientos durante las pruebas de investigación fueron un 54 % más altos que los de cultivares similares. «Esperamos que esta variedad tenga un gran atractivo comercial», dijo Knapp. «Eclipse los va a eclipsar a todos».

UC Golden Gate y UC Keystone son de día neutro. Esos tipos de cultivares crecen durante todo el verano en aproximadamente el 60% de la superficie de cultivo de fresas en el estado de California. Las plantas de «día corto» UC Surfline y UC Monarch son resistentes al marchitamiento por Verticillium y la pudrición de la corona por Phytophthora.

UC Surfline y UC Eclipse son más firmes y prometen una vida de anaquel más prolongada. UC Monarch proporciona a los productores calidades de fruta mejoradas en relación con otros cultivares producidos en masa y tiene las características necesarias para los avances en la cosecha mecánica, dijo Knapp.

Herramientas Genéticas

Los expertos en programas de mejoramiento han estado investigando durante mucho tiempo formas de mejorar los cultivares de fresa para que el cultivo pueda resistir plagas, enfermedades y otros factores estresantes. Para encontrar plantas que tuvieran resistencia a la marchitez por Fusarium, obtuvieron el ADN de miles de plantas en estudios de campo. Los científicos también desarrollaron herramientas genéticas para examinar las plantas e identificar los genes que tienen resistencia a este patógeno.

Conocer esa información permitió al equipo hacer mejoramiento para generar resistencia y desarrollar nuevos cultivares, a un ritmo más rápido que los esfuerzos anteriores. «Estas herramientas nos han permitido eliminar la susceptibilidad y generar resistencia», dijo Knapp.

Referencias:

Dooley, E. (18 de Abril de 2023). Research team releases five strawberry varieties resistant to deadly fungal disease. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2023-04-team-strawberry-varieties-resistant-deadly.html

Se estima que el 95% de nuestros alimentos se produce directa o indirectamente en nuestros suelos.

Los suelos sanos son la base del sistema alimentario. Nuestros suelos son la base de la agricultura y el medio en el que crecen casi todas las plantas de donde se obtienen alimentos. Los suelos sanos producen cultivos saludables que a su vez nutren a las personas y los animales. De hecho, la calidad del suelo está directamente relacionada con la calidad y cantidad de los alimentos.

Los suelos proporcionan los nutrientes esenciales, el agua, el oxígeno y el soporte a las raíces que nuestros cultivos agrícolas necesitan para crecer y florecer. También sirven como un amortiguador para proteger las delicadas raíces de las plantas, de las fluctuaciones drásticas de temperatura

Un suelo sano es un suelo vivo

Un suelo sano es un ecosistema vivo y dinámico, repleto de organismos microscópicos y de otros de mayor tamaño que realizan muchas funciones vitales, que comprenden la conversión de materia muerta y en descomposición, así como de  minerales en nutrientes para las plantas (ciclo de nutrientes); el control de enfermedades de las plantas, plagas de insectos y malezas; la mejora en la estructura del suelo con efectos positivos para el agua del suelo y la capacidad de retención de nutrientes y, en última instancia, mejorar la producción de cultivos. Un suelo sano también contribuye a mitigar el cambio climático al mantener o aumentar su contenido de Carbono.

¿Por qué es tan importante la materia orgánica del suelo?

La materia orgánica del suelo, el producto de la descomposición biológica in situ, afecta las propiedades químicas y físicas del suelo y su sanidad en general. Su composición y tasa de descomposición afectan:

• La estructura y porosidad del suelo
• La tasa de infiltración de agua y la capacidad de retención de humedad del suelo
• La diversidad y actividad biológica de los organismos del suelo
• La disponibilidad de nutrientes para las plantas.

Los intercambios de nutrientes entre la materia orgánica, el agua y el suelo son esenciales para la fertilidad del mismo y deben mantenerse para fines de una producción sostenible. Cuando se explota el suelo para la producción de cultivos sin restaurar el contenido de materia orgánica y de nutrientes, los ciclos de nutrientes se rompen, la fertilidad del suelo disminuye y se destruye el equilibrio en el agroecosistema.

Los suelos son un aliado fundamental para la seguridad alimentaria y la nutrición

La disponibilidad de alimentos depende de los suelos: solo se pueden producir alimentos y forrajes nutritivos y de buena calidad si nuestros suelos son suelos vivos y sanos.

Durante los últimos 50 años, los avances en la tecnología agrícola y el aumento de la demanda debido a una población en crecimiento han puesto a nuestros suelos bajo una presión cada vez mayor. En muchos países, la producción intensiva de cultivos ha agotado el suelo, poniendo en peligro su capacidad productiva y su facultad para satisfacer las necesidades de las generaciones futuras.

Mantener un suelo sano implica manejar el terreno de manera sostenible

Con una población mundial que se prevé supere los 9 000 millones para 2050, agravada por la competencia por los recursos de la tierra y el agua y el impacto del cambio climático, nuestra seguridad alimentaria actual y futura depende de nuestra capacidad para aumentar los rendimientos y la calidad de los alimentos utilizando los suelos que ya están en producción hoy en día.

Los sistemas de manejo holístico de la producción que promueven y mejoran la sanidad de los ecosistemas agrícolas, que sean social, ecológica y económicamente sostenibles, son necesarios para proteger nuestros suelos y mantener altas capacidades productivas.

Los agricultores juegan un papel central en este aspecto. Numerosos y diversos enfoques agrícolas promueven el manejo sostenible de los suelos con el objetivo de mejorar la productividad, por ejemplo:

la Agroecología, la Agricultura de conservación, la Agricultura orgánica, la Agricultura de labranza cero y la Agrosilvicultura.

En última instancia, una mejor comprensión de los vínculos entre la vida del suelo y la función del ecosistema, y el impacto de las intervenciones humanas, permitirá la reducción de impactos negativos y posibilitará el aprovechamiento de los beneficios de la actividad biológica del suelo de manera más efectiva para una agricultura más sostenible y productiva.

Referencias:

“Healthy soils are the basis for healthy food Production”.  Food and Agriculture Organization of the United Nations.

https://www.fao.org/soils-2015/news/news-detail/en/c/277682/

La Cal es Oxido de Calcio y la Cal calcítica es Carbonato de Calcio (CaCO₃), solo contienen Calcio; en tanto que la Cal dolomítica es Calcio y Magnesio, CaMg(Co3)2.

Si el suelo necesita Magnesio, entonces se requiere aplicar Cal Dolomítica, pero si el análisis de suelo indica que hay vastas reservas de Magnesio, pero reservas insuficientes de Calcio, lo que se necesita aplicar es Cal calcítica (Cal agrícola).

La cal reacciona lentamente en el suelo, a menos que sea cal hidratada. De ahí que, el mejor momento para aplicar cal en el suelo es en el otoño, especialmente si se mezcla con humatos. La aplicación en la primavera no causará daños, pero no habrá muchos cambios en el pH del suelo durante varios meses.

Mezclar humatos con Cal es benéfico para el suelo

Los humatos, tanto los humatos puros como los humatos solubles, ante todo incorporan iones de Calcio y Magnesio, lo que aumenta la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) y previene la formación de fosfatos insolubles en el suelo.

La Capacidad de Intercambio Catiónico es importante porque representa la principal reserva del suelo, esto es, Potasio, Calcio, Magnesio y varios micronutrientes fácilmente disponibles para las plantas. Asimismo, ayuda a prevenir su lixiviación. La facilidad con la que una planta accede a estos nutrientes depende en cierta medida de los porcentajes relativos de los cationes adsorbidos. Por esta razón, se sugiere que los niveles de los Porcentajes de saturación se mantengan dentro de rangos definidos. Por ejemplo, un suelo con Saturación de bases de 70 % de Calcio, 12% de Magnesio y 4% de Potasio se consideraría equilibrado para la mayoría de los cultivos y tiene un pH de 6.5 aproximadamente. El Humato mezclado con Cal Dolomítica o Calcítica podría ayudar a ajustar su suelo a este nivel óptimo.

Mejorar el uso de Urea con Material Húmico

El uso de urea para suministrar Nitrógeno para el crecimiento de las plantas puede resultar costoso, ya que su eficiencia se reduce hasta en un 40% por volatilización de amoníaco. Otro problema importante puede ser la pérdida de humus y, por lo tanto, la lixiviación de otros nutrientes ocasionada a partir de la Nitrificación del Nitrógeno (urea) por bacterias nitrificantes y el cambio del pH y la CIC del suelo

¿Cómo ocurre esto?

Los altos contenidos de NH₄ y NO₃ en un suelo que no tenga buena retención, pueden no garantizar la eficiencia en el uso del Nitrógeno por parte de las plantas, porque tanto el NH₄ como el NO₃ son propensos a la lixiviación. La pérdida adicional de Nitrógeno del suelo es causada por la transformación biológica de NH₄ a NO₃ en condiciones anaeróbicas y el proceso de desnitrificación en el que se convierte el NO₃ a N₂.

En condiciones normales, los iones de amonio (NH4+), hidroxilo (OHS) y Carbonato (CO32-) se producen rápidamente (en 1 o 2 días) después de la aplicación de urea en la superficie. Esto lleva a la acumulación de NH4+, lo que simultáneamente aumenta el pH del suelo que rodea el área de aplicación o del que está cerca del gránulo de urea. El aumento de las concentraciones de OH”, HCO3″ y NH4+ a través de este proceso juega un papel significativo en la pérdida rápida de Nitrógeno. La liberación rápida de Nitrógeno amoniacal lo hace más frágil, lo que promueve que el Nitrógeno soluble (por ejemplo, NH4+) reaccione con otros componentes en la solución del suelo y libera amoniaco (NH3) a la atmósfera.

¿Qué se puede hacer?

Las pérdidas de Amoníaco se pueden controlar mediante la adición de material húmico (el cual contiene los ingredientes activos, ácidos húmicos y fúlvicos), en proporción de 10 % con respecto a la urea.  Esto reduce significativamente la pérdida del amoníaco del suelo hasta en un 40 % en comparación a cuando se aplica la urea sola.

¿Cuáles son otros beneficios del uso de material húmico?

Incrementa el Amonio intercambiable, asi como el Nitrato disponible en el suelo.

Mejora la eficiencia en el uso de Nitrógeno, Fósforo y Potasio, y hay una reducción de la contaminación ambiental.

La urea se convierte en una fuente de Nitrógeno muy estable y de liberación lenta.

El patrón de liberación se amplía, lo que permite que se utilice entre un 10 y un 40 % menos de Nitrógeno.

Los Humatos y Húmicos controlan la pérdida de humus que puede ser causada a través de la nitrificación del Nitrógeno (Urea) por bacterias nitrificantes.

Los humatos amortiguan los daños que pueden causar las aplicaciones de fertilizantes ácidos en el suelo.

Los humatos son una buena fuente de alimento para hongos y bacterias.

Hay una disminución de Nitratos en el producto final y en el medio ambiente.

Referencias:

The Benefits of Mixing Humates and Calcitic / Dolomitic lime

Improving Urea use with Humic Material

(Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., 2023)

Los efectos de la fertilización con silicio en el rendimiento del trigo fueron investigados mediante un estudio dirigido por el Centro Leibniz para la Investigación del Panorama Agrícola (ZALF) y publicado en la revista Science of the Total Environment.

En una prueba de campo en Brandemburgo, las plantas fertilizadas con silicio formaron significativamente más biomasa: los rendimientos aumentaron en un 80 % en comparación con las áreas de cultivo convencional. El secuestro de Carbono en el suelo y la disponibilidad de agua también mejoraron significativamente como resultado de la fertilización. En el futuro, esto podría mejorar la resistencia de las plantas frente a episodios de sequía.

Para asegurar el suministro de alimentos para una población mundial en crecimiento, la producción agrícola debe crecer sin dejar de ser ecológicamente sostenible. O bien debe aumentar el rendimiento por superficie, o debe aumentarse la superficie cultivada sin aumentar la energía requerida para el cultivo. Las prácticas agrícolas actuales a menudo se basan en altos niveles de fertilizantes que no son sostenibles.

Los resultados de la investigación de un grupo, dirigido por el Dr. Jörg Schaller, muestran que fertilizar el campo con el llamado «silicato amorfo» puede aumentar la disponibilidad de agua y nutrientes en el suelo. En comparación con el testigo, el rendimiento del trigo aumentó en más del 80 % en suelos fertilizados con un 1.0 % de Silicio en un experimento realizado en tierras de baja fertilidad.

En particular, la capacidad de almacenar agua puede abrir nuevos potenciales: como una esponja, el silicato amorfo atrae moléculas de agua que se acumulan en una capa de gel alrededor del núcleo de silicato. «Si los 20 centímetros superiores de la capa del suelo tienen un 1.0 % más de silicato, tenemos aproximadamente un 40 % más de agua disponible para las plantas», dice Jörg Schaller, al describir los resultados de sus experimentos.

En una sequía, esta agua adicional podría sustentar la vida de la planta hasta las próximas lluvias y, por lo tanto, reducir las pérdidas de cultivos.

Mejor crecimiento de las plantas, mas secuestro de Carbono

Debido a la mayor disponibilidad de agua en el suelo, la biomasa vegetal se duplicó, después de la fertilización con silicio. En consecuencia, se forma más biomasa y aumentan los rendimientos. Debido a la mayor producción de biomasa, también ingresa más Carbono orgánico al suelo en forma de paja, que es fijado allí, mejorando así el suelo.

«Los suelos naturales poco alterados contienen entre un 6.0 % y un 7.0 % de silicato amorfo», explica Schaller. Las plantas acumulan estos compuestos de silicio altamente reactivos, que resultan de la meteorización de las rocas, en sus tallos y hojas. Aquí brindan estabilidad y también protegen a las plantas de los depredadores. “Cualquiera que se haya cortado alguna vez al cortar el césped sabe lo que esto significa” dice Schaller.

En los sistemas naturales, los componentes orgánicos y minerales de la planta regresan al suelo tan pronto como esta muere y se pudre. En suelos agrícolas, este ciclo se interrumpe. Los cereales, en particular, absorben grandes cantidades de silicio del suelo a través de sus raíces y lo almacenan como silicatos amorfos en la biomasa. Con la cosecha, una parte de este silicio desaparece del ciclo y de los suelos. Los suelos agrícolas que se han utilizado durante décadas o siglos, se agotaron gradualmente de silicio. Hoy en día, tienen solo una fracción del contenido original de silicato amorfo, generalmente menos del 1.0%.

Los riesgos deben analizarse más

No obstante, se necesita más investigación, especialmente sobre los posibles efectos negativos. Por ejemplo, si se aplica al campo demasiado silicato amorfo, se podrían liberar grandes cantidades de nutrientes en poco tiempo. En el peor de los casos, los nutrientes se lixivian en el suelo y entran en los cuerpos de agua, donde podría estimularse el desarrollo de algas.

En cualquier caso, la fertilización con Silicio es una medida única para reponer el aprovisionamiento del suelo. Una vez aplicado al suelo, los efectos de la fertilización deben durar varias décadas.

En general, la fertilización con Silicio podría proporcionar una opción más sostenible y respetuosa del medio ambiente para la producción de cultivos, al tiempo que reduce el efecto del cambio climático.

Referencias:

Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. (23 de Mayo de 2023). Silicon fertilization shown to increase wheat yields and water availability. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2023-05-silicon-fertilization-shown-wheat-yields.html

(Universidad de Göttingen, 2022)

La polinización por insectos es esencial para la producción de muchos cultivos agrícolas. La presencia de polinizadores, como las abejas, depende de la disponibilidad de sitios de anidación y de la disponibilidad de alimento suficiente. Si faltan estas condiciones, los polinizadores no aparecen y el rendimiento de los cultivos con flores, como las habas o la colza oleaginosa, se reducen.

Un equipo de la Universidad de Göttingen y el Instituto Julius Kühn (JKI) en Braunschweig investigaron cómo la composición de los cultivos con flores y los hábitats seminaturales en el entorno, influyen en las poblaciones de las abejas, su comportamiento al recolectar néctar y el rendimiento de las habas (Vicia faba). Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Basic and Applied Ecology.

Los investigadores muestran que en entornos con una alta proporción de hábitats seminaturales y en entornos con una gran superficie cultivada de habas, se encontraron más abejorros en los campos de cultivo. Además, los rendimientos de los cultivos fueron más altos ahí.

Los científicos registraron y observaron el comportamiento de búsqueda de alimento de las abejas melíferas y las abejas silvestres en campos de haba en entornos agrícolas con diferentes composiciones de paisaje. También calcularon los parámetros para el rendimiento de una planta individual.

«La polinización por insectos tiene un efecto positivo en el rendimiento de las habas. Nuestras investigaciones mostraron alrededor de un 34% más habas por vaina en las plantas polinizadas por insectos en comparación con las plantas que eran inaccesibles para los insectos polinizadores», explica la Dra. Doreen Gabriel del JKI, en la Universidad de Göttingen.

“El éxito de la polinización en habas no solo depende de la densidad de las poblaciones de abejas en los campos, sino también de la especie particular de abeja que recolecta el néctar. Las especies de abejorros que tienen una probóscide corta con frecuencia roban el néctar de las habas haciendo agujeros, mordiendo los cálices (los sépalos externos que protegen el botón floral). En contraste, las especies de abejorros que tienen una probóscide más larga regularmente recolectan néctar del frente de la flor, lo que resulta en mayores tasas de polinización cruzada. Sin embargo, casi no hay estudios que hayan investigado si el comportamiento de las abejas al recolectar néctar también está influenciado por la disponibilidad y distribución de otros recursos en el paisaje, es decir, la composición del paisaje», dice la primera autora, la Dra. Nicole Beyer, quien hizo su Ph.D. en la Universidad de Göttingen y ahora trabaja en el Instituto Thünen en Braunschweig. El estudio muestra que los abejorros de lengua corta robaban néctar de las habas con mayor frecuencia cuando había una alta proporción de habas en el entorno.

«Nuestro estudio ilustra cuán importante es la composición del paisaje para el rendimiento de los cultivos, como lo demuestra el ejemplo de las habas. La disponibilidad de hábitats ricos en flores puede incrementar la densidad de abejas en los campos, su comportamiento de búsqueda de alimento y sus servicios de polinización» concluye la profesora Catrin Westphal, directora de Agrobiodiversidad Funcional de la Universidad de Göttingen.

Referencias:

University of Göttingen (25 de abril de 2022). Bean cultivation in diverse agricultural landscapes promotes bees and increases yields. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2022-04-bean-cultivation-diverse-agricultural-landscapes.html

(University of Göttingen, 2023)

El cultivo en callejones es la práctica agrícola de plantar hileras o callejones de árboles en los campos de cultivo. De acuerdo con un nuevo estudio realizado por un equipo de investigación multidisciplinario internacional dirigido por la Universidad de Göttingen, este tipo de uso del suelo conduce rápidamente a mejoras significativas del ecosistema en las tierras agrícolas. Los científicos compararon diferentes medidas ambientales, Agrosilvicultura** con cultivos en callejones, cultivos a campo abierto o pastizales. Su estudio fue publicado en la revista Communications Earth & Environment.

La agricultura intensiva en Europa se concentra en altos rendimientos y rentabilidad. Sin embargo, causa problemas ambientales, como suelos pobres en Carbono y nutrientes, pérdida de biodiversidad, contaminación del agua y emisiones de gases de efecto invernadero. Esto a su vez resulta en altos costos para la sociedad.

Estudios distintos muestran que la Agrosilvicultura** puede ser productiva en regiones templadas mientras que contribuye a funciones importantes en el ecosistema. Este tipo de agricultura secuestra más Carbono y provee hábitats que fomentan la biodiversidad. Además, el suelo es menos susceptible a la erosión y la lixiviación de los nitratos. Sin embargo, hasta ahora no ha habido una comparación sistemática entre la Agrosilvicultura de clima templado con cultivos en callejones y las tierras de cultivos a campo abierto o los pastizales abiertos, en términos de su capacidad para cumplir múltiples funciones del ecosistema simultáneamente.

Durante un período de tres años, los investigadores compararon la Agrosilvicultura con cultivos en callejones, que consistió en hileras de álamos de rápido crecimiento junto con hileras de cultivos o pastizales, contra cultivos a campo abierto o pastizales abiertos, sin árboles. El equipo investigó los siguientes aspectos: rendimiento y calidad del rendimiento, secuestro de Carbono, reciclaje de nutrientes en el suelo, hábitat para los organismos del suelo, emisiones de gases de efecto invernadero, manejo del agua y resistencia a la erosión eólica.

«Los análisis muestran que la Agrosilvicultura con cultivos en callejones mejoró significativamente el secuestro de Carbono, los hábitats para los organismos del suelo y la protección contra la erosión eólica, mientras que la Agro silvicultura con pastizales aumentó el secuestro de Carbono», dijo el autor principal, el profesor Edzo Veldkamp, ​​jefe de la sección de Ciencia del Suelo de Ecosistemas de Zonas Tropicales y Subtropicales, de la Universidad de Göttingen. Un análisis económico anterior ya había mostrado que los ingresos generados por los dos sistemas no diferían significativamente.

El estudio también muestra que los problemas ambientales causados ​​por el uso habitual de fertilizantes, como la lixiviación de nitratos y las emisiones de gases de efecto invernadero del suelo, no mejoraron en la Agrosilvicultura con cultivos en callejones, comparativamente con los cultivos a campo abierto.

«Nuestros análisis sugieren que el uso de fertilizantes puede reducirse y adaptarse a los niveles de rendimiento locales, ya que la fertilización excesiva conduce a un uso ineficiente de nutrientes que puede generar altos costos ambientales externos», explica la autora principal, la Dra. Marife Corre, también de la Universidad de Göttingen.

Los árboles en Sistemas de Agrosilvicultura con cultivos en callejones tienen raíces profundas que pueden capturar nutrientes debajo de la zona de raíces de las plantas y devolverlos al suelo a través de la hojarasca. El equipo está investigando si esto también conduce a un uso más eficiente de los nutrientes.

«Con excepción del secuestro de Carbono, las funciones del ecosistema de los pastizales abiertos no cambiaron después de la conversión a la Agrosilvicultura», dice Veldkamp. Por lo tanto, recomienda incentivos financieros como una prioridad para la conversión de tierras de cultivos a campo abierto a la Agrosilvicultura. El estudio también sugiere que los incentivos financieros no deben centrarse solo en los riesgos financieros de plantar hileras de árboles en tierras de cultivo, sino que también deben incluir mejores formas de adaptar el uso de fertilizantes a las necesidades de los cultivos para aprovechar todo el potencial de los Sistemas Agrosilvícolas con cultivos en callejones.

Referencias:

University of Göttingen. (7 de Febrero de 2023). Tree rows in modern agriculture reduce damage to environment. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2023-02-tree-rows-modern-agriculture-environment.html

Carnegie Institution for Science, 2022

Necesitamos reconsiderar nuestra manera de pensar acerca de los cultivos nativos, dicen los investigadores del Instituto Carnegie. Estos cultivos incluyen cacahuate, pasto teff y una amplia gama de cereales, granos, frutas, hortalizas, raíces vegetales y tubérculos cultivados predominantemente en pequeñas granjas en África, Asia y América del Sur.

En un ensayo reciente en “Trends in Plant Science”, William Dwyer y Sue Rhee del Instituto Carnegie discuten la importancia del lenguaje anti-colonial, ya que los científicos occidentales han desarrollado un interés en los cultivos regionales que han sido cultivados durante generaciones por agricultores locales de todo el mundo. A ellos se unió la colaboradora Carol Ibe de la Fundación JR Biotek, una organización dedicada a empoderar a las comunidades africanas que tienen acceso limitado a recursos científicos.

Los cultivos nativos se conocen tradicionalmente como «cultivos huérfanos», porque no desempeñan un papel importante en la economía agrícola mundial. Dwyer, Ibe y Rhee argumentan que esta terminología y otras expresiones similares como «cultivos descuidados» y «cultivos olvidados» asumen una perspectiva colonial y disminuyen el papel crucial en la nutrición y el comercio que estos alimentos básicos han jugado durante generaciones en las zonas donde se cultivan.

«El término ‘huérfano’ pasa por alto las importantes funciones de cuidado y mantenimiento desempeñados por generaciones de agricultores, quienes han mantenido estos cultivos saludables y productivos para alimentar a sus comunidades», dijo Dwyer, asistente de investigación en el Departamento de Biología Vegetal de Carnegie. «Por el contrario, la expresión ‘cultivo autóctono’ se refiere a la antigua transferencia de conocimientos que sustenta la domesticación de estas plantas, que son cruciales para alimentar a la población en muchas partes del mundo»

Debido a que los cultivos nativos se adaptan de manera única a sus entornos locales, con frecuencia son tolerantes a las condiciones ambientales difíciles y cuentan con vastos reservorios de diversidad genética, lo cual es importante para la capacidad de una planta para adaptarse al cambio climático.

A consecuencia de esta capacidad de resistencia al estrés, recientemente los cultivos nativos han atraído el interés de científicos y fitomejoradores occidentales, como una posible fuente de características genéticas que podrían ayudar a proteger a los principales cultivos agrícolas contra la tendencia al calentamiento y los cambios en la precipitación asociados con un clima cambiante.

«La ciencia de las plantas va a ser clave para mantener alimentado al mundo, a medida que cambia el clima», dijo Rhee. «En tanto que avanzan estos esfuerzos de investigación, es crucial que cuando recurramos a la promesa de los cultivos nativos para ayudar a abordar los desafíos que se avecinan, los biólogos de plantas y otros expertos reconozcan y colaboren con las culturas y los países que los han preservado durante miles de años.»

Además de las preocupaciones climáticas, los conflictos globales como la guerra en Ucrania amenazan las importaciones de trigo al Sur del mundo. Mejorar y conservar los cultivos nativos podría ayudar a reforzar estas regiones contra la escasez de alimentos resultante.

Referencias:

Carnegie Institution for Science. (7 de Noviembre de 2022). Indigenous crops may help us survive climate change, but how we talk about them matters. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2022-11-indigenous-crops-survive-climate.htm

(Inderscience, 2023)

El Internet de las cosas (IoT) se puede describir como una red disponible de dispositivos físicos que pueden estar integrados a internet y que cuentan con sensores, software y conectividad. Si bien una visión holística vería el IoT como todos los dispositivos del mundo con conectividad a Internet, con frecuencia se puede acceder a estos dispositivos portátiles o remotos dentro de clústeres o alrededor de concentradores con acceso y aplicaciones especializados. Sin embargo, los dispositivos en el IoT pueden recopilar e intercambiar datos con otros dispositivos o sistemas a través de Internet.

Los dispositivos IoT pueden variar desde dispositivos de consumo cotidiano como teléfonos inteligentes, electrodomésticos como refrigeradores, cámaras de seguridad y monitores portátiles, y dispositivos de acondicionamiento físico, hasta equipos industriales e infraestructura en ciudades inteligentes, fábricas y sistemas de transporte. Los datos generados por estos objetos se pueden analizar y utilizar para obtener información, pueden servir para automatizar procesos y mejorar la toma de decisiones en diversas industrias y dominios.

Una investigación en el “International Journal of Cloud Computing”, ha analizado la necesidad de mejorar las tecnologías asociadas con el manejo de bases de datos para poder manejar mejor las grandes cantidades de datos que genera el IoT. El documento se enfoca en el uso de la tecnología IoT en los dominios social y agrícola en los sectores rurales.

En ese contexto, existe una necesidad de hacer mejoras que podrían beneficiar el monitoreo y las condiciones y prácticas agrícolas. De ser posible, proporcionar e implementar operaciones logísticas adaptables, remotas y eficientes, utilizando dispositivos IoT, como actuadores y válvulas, así, la integración dinámica sería para mejorar diversos procesos en la agricultura, como el riego oportuno. Esto permitiría ahorrar agua, por ejemplo, pero también optimizar el riego para mejorar el rendimiento de los cultivos, en base a los cambios de clima y otras condiciones.

El mismo análisis de los datos de IoT podría permitir el monitoreo de la actividad de las plagas y del crecimiento de malezas, y en consecuencia, posibilitar una aplicación más razonable de pesticidas y herbicidas, o incluso permitir que el agricultor evite por completo su utilización, mediante el manejo de alternativas de forma oportuna.

Zdzislaw Polkowski de la Universidad Jan Wyzykowski en Polkowice, Polonia, y sus colegas en India, señalan que existen muchas limitaciones y problemas que los agricultores enfrentan en el mundo en desarrollo. Sin embargo, si la tecnología puede ayudar a algunos en el mundo desarrollado, también podría mejorar las prácticas y condiciones en el mundo en desarrollo.

Referencias:

Inderscience. (31 de Marzo de 2023). PHYS ORG. Obtenido de Smarter farming in the developing world via the Internet of Things: https://phys.org/news/2023-03-smarter-farming-world-internet.html

(Iowa State University, 2023)

Los investigadores de la Universidad Estatal de Iowa pueden haber resuelto un antiguo desafío, asociado con el desarrollo acelerado de líneas genéticas puras.

El uso de la genética «doble haploide» (DH) se ha convertido en una de las tecnologías básicas que sustentan el mejoramiento moderno del maíz. Sin embargo, la tecnología DH tiene tanto problemas como ventajas. Primero, requiere la creación de plantas «haploides» que portan un solo genoma materno. Luego, el único genoma haploide de la planta se duplica a través de un proceso químico que acelera el desarrollo de líneas endogámicas genéticamente puras.

Uno de los principales cuellos de botella de la tecnología DH es que las flores masculinas haploides usualmente son estériles. Este problema requiere exponer las plántulas a la colchicina química tóxica que estimula la duplicación del genoma y devuelve la fertilidad a las flores masculinas. El proceso es laborioso y costoso.

La investigación publicada recientemente en Nature Plants comparte noticias de una mutación que los científicos descubrieron, que restaura la fertilidad masculina en haploides sin el uso de colchicina. El trabajo fue realizado por Siddique I. Aboobucker, científico investigador en agronomía, con Thomas Lübberstedt, Catedrático de la Frey de Agronomía y director del Centro Raymond F. Baker para el Mejoramiento de Plantas, y el exestudiante graduado en agronomía Liming Zhou.

Ellos demostraron que aprovechar mutaciones que modifican el posicionamiento del mecanismo del huso durante la fase reproductiva de la planta (conocida como meiosis) puede restaurar la fertilidad masculina de las plantas haploides.

El mecanismo del huso ayuda a mantener la división celular en buen rumbo. Durante la meiosis normal, en las plantas «diploides» regulares que contienen dos conjuntos de cromosomas, los husos se organizan en pares perpendiculares que se alinean fácilmente. En las plantas haploides, los cromosomas se distribuyen de manera desigual durante la división celular, lo que conduce a altas tasas de infertilidad durante las siguientes fases de la reproducción.

Para abordar este problema, Aboobucker tuvo una idea que el equipo acordó que valía la pena investigar. Supusieron que un conjunto de anomalías genéticas de las plantas conocidas como mutantes de huso paralelo o «mutantes ps» que cambian los husos a una posición paralela en lugar de perpendicular durante la meiosis, podría mejorar la fertilidad masculina en haploides. Evaluaron la idea en Arabidopsis thaliana, una planta modelo de investigación que se usa frecuentemente como precursora para trabajar en maíz y otras especies de cultivos.

La idea funcionó: las plantas mutantes haploides crecieron y la mayoría fueron fértiles. Los resultados respaldan su idea de que la alineación desigual de las fibras del huso durante una fase crítica de la meiosis en los machos haploides puede superarse aprovechando la tendencia de los mutantes a producir una formación de huso más horizontal.

«El uso de esta mutación para superar el problema de la fertilidad masculina en las plantas haploides es una gran promesa para hacer más sencillos los protocolos intensivos en recursos, actualmente en vigor para los métodos artificiales (químicos) de duplicación del genoma para obtener líneas DH», dijo Lübberstedt.

Le da la mayor parte del crédito a Aboobucker, quien dirigió el proyecto para encontrar una solución a este antiguo problema de la infertilidad masculina haploide.

«Estoy empezando a darme cuenta de que esto es un gran dilema», dijo Aboobucker. «Las respuestas de colegas de todo el mundo desde que se publicó nuestro artículo han sido algo abrumadoras».

Lübberstedt y Aboobucker creen que las mutaciones benéficas que han identificado se pueden aplicar, con algunas modificaciones, al maíz y otros cultivos. Explorar este potencial es uno de los siguientes proyectos en su planeación.

Referencias:

Iowa State University. (17 de Febrero de 2023). PHYS ORG. Obtenido de Scientists exploit genetic mutation to accelerate plant breeding process: https://phys.org/news/2023-02-scientists-exploit-genetic-mutation.html

• Estimulación Hormonal: La agricultura de alta productividad involucra más que nitrógeno, minerales y microorganismos. Las hormonas naturales desempeñan un papel importante para garantizar una buena germinación, un crecimiento vigoroso y saludable y una floración abundante. Las porfirinas orgánicas, proporcionadas por los humatos, ayudan a las plantas a atrapar la energía de la luz y luego transfieren la energía a través del sistema de transporte de electrones, acelerando así el crecimiento de las plantas al mejorar la fotosíntesis. Los humatos contienen una hormona natural similar a la auxina, que ayuda en las funciones de las plantas y también estimula a los microorganismos benéficos como Azotobacter que producen otras hormonas estimulantes del crecimiento

• Manejo de la Salinidad: El manejo del exceso de sodio se convertirá en un tema crucial en la agricultura del siglo XXI. El agua de riego salina y los suelos con alto contenido de sodio ya se presentan como problemas importantes en muchas áreas. Los humatos han demostrado una capacidad única para amortiguar los excesos de sodio tanto en el agua como en los suelos. Esta capacidad de amortiguamiento puede reducir o prevenir el daño a las plantas generalmente asociado con estos excesos. Los humatos también pueden tener un importante efecto sobre la estructura del suelo, abriendo suelos compactos y arcillosos y ayudando con la salida rápida del exceso de sodio y sales.

• Estimulación de hongos benéficos: Los humatos también son un estimulante directo de los hongos benéficos llamados Micorrizas, que colonizan las raíces de las plantas huésped. Los hongos micorrízicos son organismos que viven dentro y fuera de las células de las raíces y les ayudan a alcanzar los nutrientes desarrollando en el suelo unas estructuras en forma de hilos largos llamadas «hifas». Las hifas actúan como extensiones del sistema de raíces, abasteciendo de nutrientes a las plantas. A cambio, estas suministran glucosa y posiblemente otros materiales orgánicos a los hongos, para que puedan crecer y, a su vez, alimentarlas.

Los hongos depredadores controlan los nematodos patógenos mediante la producción de micelios, que invaden sus tejidos y luego los digieren. Hay un gran valor en la productividad y protección de los microorganismos llamados micorrizas. Se han documentado incrementos en el crecimiento de 1600 % para cítricos, 4900 % para uvas y 122 % para soya. Mediante la liberación de más, o menos cantidad de compuestos de Carbono en las células corticales de la raíz, la planta huésped puede regular la abundancia de colonización de micorrizas desde la raíz de la planta al suelo, aumentando así el crecimiento e intensificando el desarrollo de la planta junto con los rendimientos de los cultivos. 

• Limpieza de Toxinas: Los humatos/húmicos estimulan a los microorganismos del suelo que ayudan a descomponer y limpiar una gama de productos químicos tóxicos, aceites, metales pesados y aerosoles que pueden residir en los suelos.

Referencias: 

The top Benefits of Humates. https://humates.co.nz/soil-conditioner/the-top-benefits-of-humates/