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Los desafíos para la industria: ¿Qué hay de nuevo en nutrición vegetal? |
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lunes, 24 de marzo de 2008 |
En Guadalajara, el Profesor Patrick Brown, de UC Davis (EE.UU.) expuso sobre los principales temas tratados en el último Coloquio Internacional sobre Nutrición Vegetal realizado en China. Además hizo un análisis del futuro de la industria de los fertilizantes y de cómo la industria y las universidades deben cooperar para ayudar a mejorar la eficiencia en el uso de los nutrientes.
TEMAS DOMINANTES: PROTECCIÓN DEL MEDIOAMBIENTE Y EFICIENCIA EN EL USO DE LOS NUTRIENTES
Para Patrick Brown el primer tema emergente del Coloquio Internacional realizado en China es un cambio muy claro desde la investigación en terreno hacia la investigación básica, en laboratorios. Entre los temas tratados, la protección del medioambiente y la eficiencia en el uso de los nutrientes fueron los más importantes. Este fue el tema de muchas de las presentaciones y también fue la idea subyacente en muchos trabajos en biología molecular, fisiología y la optimización del uso de fertilizantes. Este es un cambio muy drástico porque hace 15 años atrás la mayor parte de los trabajos estaban orientados a optimizar productividad y rentabilidad.
Esto fue influenciado, quizás, por el hecho de que la conferencia se realizó en China, que es un país que enfrenta serios problemas medioambientales. A diferencia de muchos países en desarrollo, China ha promovido y subsidiado mucho el uso de fertilizantes.
Esta participación excesiva del gobierno ha generado graves problemas ambientales. El problema es tan grave que incluso las autoridades han llegado a prohibir el uso de fertilizantes en algunas zonas para resguardar la calidad del agua para las ciudades.
Basado en un estudio presentado en Beijing, el profesor Brown graficó la sobreaplicación de nitrógeno (N) en la agricultura china entregando como antecedente los promedios de los balances de N total (Kg de N por hectárea/año) de tres sistemas de cultivo:
• Cultivo de maíz y trigo.
• Cultivo de hortalizas bajo invernadero.
• Huerto de manzanas.
El N total está dado por los aportes de N fertilizante, el N presente en el suelo, en el agua, en los restos de cultivo, en las semillas, etc.
En el caso de los granos el N total es de 629 Kg/ha/año. A cosecha solo se recuperan 280 kg/ha/año de N, por lo tanto el exceso promedio de N en granos es de 349 kg/ha/año. En el caso de las hortalizas bajo invernadero el N total corresponde a 3.656 Kg/ha/año, mientras que lo cosechado alcanzó a 329 kg/ha/año, evidenciando una sobreaplicación de 3.327 Kg/ha/año. Los huertos de manzanos reciben aplicaciones de 867 kg/ha/año y se recuperan a cosecha 121 kg/ha/año de nitrógeno. Se observa en los datos que el sistema que integra más tecnología –producción de hortalizas en invernaderos– es por lejos el que más sobreutiliza fertilizantes.
Las consecuencias del pobre manejo de los fertilizantes se manifiestan en la degradación medioambiental, en un impacto negativo en la salud humana e imponen la necesidad urgente de regular y legislar.
Sin duda, China no es el primer país en descubrir los peligros del crecimiento rápido y descontrolado de su agricultura. De hecho, este país repite ciertos patrones que han sido descritos desde hace tiempo. Brown
describe 4 etapas de desarrollo agrícola: (1) Agricultura tradicional basada en residuos orgánicos (África, muchos países en desarrollo), (2) Agricultura moderna con nuevos cultivares y fertilizantes (China, India, la
mayoría de los países de Latinoamérica incluido Brasil, etc.), (3) Agricultura altamente intensiva, especializada e industrial (Unión Europea, Estados Unidos, Australia, Canadá, y algunas zonas de Latinoamérica y China)
y (4) agricultura restringida y regulada por normas de corte medioambiental, como en algunos países de Europa y zonas de Estados Unidos.
Mostrando estadísticas, Brown destaca que lo más interesante es que en la transición desde el estado 1 al 3 hay un descenso en la eficiencia del uso de los nutrientes. Sólo después de la imposición de normas restrictivas (etapa 4) esta situación se revierte y aumenta la eficiencia del uso de los nutrientes.
Esto es sin duda una gran oportunidad y también una alerta porque no parece sensato que los países a medida que se desarrollan vayan teniendo cada vez una eficiencia del uso de los fertilizantes menor.
Pero, en el caso de África, se produce un proceso inverso: la pérdida de nutrientes.
Para alimentar a 700 millones de personas, África ocupa 0,5 millones de toneladas de fertilizante/año, mientras que Europa utiliza 45 MT/año para 350 millones de personas.
Este es un tema grave ya que hay zonas de África que pierden cada año hasta 50 kg de N/ha/año.
OPTIMIZAR LA EFICIENCIA DEL USO DE NUTRIENTES REQUERIRÁ AVANCES EN BIOLOGÍA MOLECULAR Y NUEVAS FORMULACIONES
Basado en la información recopilada durante el Simposio, Brown opina que los desafíos que enfrenta China (y otros países con problemas similares) deberán abordarse en forma integral. (1) Aunque este no sea un tema nuevo, las nuevas herramientas como sensores remotos, sistemas de información geográfica e insumos informáticos más económicos, ayudarán a tener sistemas productivos más eficientes; (2) se necesita mejor
educación y capacitación a los agricultores; (3) utilizar la información sobre el manejo eficiente del nitrógeno que está disponible pero no se utiliza; (4) la investigación deberá enfocarse en temas como: fisiología de la
extracción y distribución de los nutrientes (para optimizar la eficiencia de la nutrición se requiere de avances en biología molecular y la creación de nuevas formulaciones) y la dinámica de los nutrientes en los cosistemas agrícolas. Brown señala que también se deberán diseñar mejores materiales, mejores test de evaluación del estado nutricional de las plantas e implementar sistemas de aplicación más eficientes.
Quizás un concepto claro que emerge es que desde ahora se deberá otorgar un énfasis simultáneo a la economía y al medioambiente, porque enfocarse exclusivamente en los resultados económicos del agricultor sólo generará abusos y degradación ambiental.
Una segunda área de gran importancia en nutrición vegetal son los descubrimientos y avances en biología molecular y fisiología. Brown destaca el surgimiento de nuevas aproximaciones científicas: (1) Ionomics: se utilizan las diferencias naturales de las plantas en su eficiencia del uso de nutrientes para identificar aquellos genes involucrados en la nutrición vegetal; (2) Nutriomics, donde los genes que se piensa son activos en la dinámica de los nutrientes se expresan en forma distinta dependiendo de la parte de la planta en que estén y (3) Transcriptomics/ Proteomics, donde se monitorean los cambios en la actividad de los genes, metabolismo
y producción de proteínas frente a diferentes estrés nutricionales.
HACIA UN ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO
Pese a que estos nuevos enfoques son muy promisorios, hay muchas razones para pensar que pueden fallar. Una de los principales problemas que hay que superar es la dificultad de transferir los descubrimientos genéticos hacia cultivos viables. Pero, por suerte, la biología molecular y el fitomejoramiento están comenzando a converger. Ya hay bastantes compañías de semillas que financian investigación en laboratorio y realizan ensayos en terreno.
Pero también ya asoman los primeros problemas. Uno de los principales es la falta de alumnos en nutrición vegetal y fitomejoramiento tradicional. Cada día hay menos alumnos matriculados en las universidades –y trabajando en estas disciplinas– y es difícil pensar en quién va a tener los conocimientos para adaptar estas nuevas tecnologías.
Durante los últimos años hemos visto el primer programa integrado del uso de biología molecular en nutrición vegetal. El ejemplo es el equipo de investigación de Leon Kochian de USDA/Cornell University. Como
señala Brown: “Hace cuatro años pensamos que habíamos descubierto el secreto de la tolerancia de las plantas a los suelos con altos niveles de aluminio (excreción de ácido orgánico), un año atrás descubrieron que esa no era una explicación adecuada y durante la conferencia en China describieron una nueva aproximación que considera los múltiples factores involucrados en la tolerancia a suelos con altos niveles de aluminio. Para lograr este nuevo enfoque fue muy importante poner en común a especialistas en suelos, itomejoradores, biólogos moleculares y fisiólogos vegetales.
IMPORTANTES AVANCES EN AGRONOMÍA Y FISIOLOGÍA DE LA NUTRICIÓN
Además de los avances en biología molecular, Brown destacó algunos trabajos que se presentaron en las áreas de la agronomía y fisiología de la nutrición. Históricamente ha habido gran deliberación sobre los efectos de aplicar los nutrientes en forma desigual en el perfil del suelo respecto a la planta.
El trabajo de Rist et. al. tira por la borda toda las teorías anteriores al demostrar que si se ubica el 100% de los fertilizantes en un solo lado de la planta, esto no tienen ningún efecto sobre el desarrollo del cultivo ni en la eficiencia del uso de los nutrientes. Esta investigación podría llegar a tener una gran importancia en las prácticas de fertilización y fertirrigación. Pero lo presentado es sólo el comienzo y deberán venir nuevas investigaciones para entender los principios de este fenómeno.
Otros estudios analizaron los principios de aplicar fertilizantes a la banda, basados en fertilizantes de liberación lenta, como una forma de evitar el daño a las raíces pero sin perder rendimiento. También se mostraron nuevos sistemas para ver cómo se mueven los nutrientes dentro de la planta, en tiempo real pero en forma no-destructiva, lo que tendrá gran importancia en los estudios de análisis molecular del transporte de nutrientes y también en el desarrollo de la fertilización foliar.
Otros temas destacados por Patrick Brown fue la demostración de los mecanismos de extracción de boro y de su movimiento dentro de la planta. También hubo presentaciones sobre los mecanismos de transporte de Fe
dentro de la planta y la creación de plantas de arroz con características especiales para remobilizar el Fe. En fósforo, se expuso sobre las bases genéticas de la extracción de P y en nitrógeno, sobre el rol de los transportadores de amonio. Según Brown, un hecho preocupante es que de los 650 trabajos que se resentaron en el Coloquio en Beijing, sólo 1 trataba sobre las interacciones entre los nutrientes y las hormonas y los estimulantes del crecimiento. “Hubo sólo uno sobre el efecto de la inhibición de la hormona citoquinina en el mejoramiento del crecimiento de raíces y el incremento en la extracción de N. Nuestro conocimiento sobre estos temas es muy pobre y no se condice con la tendencia a aplicar estos productos a cultivos
de alto valor”.
HAY QUE ESTABLECER ALIANZAS ENTRE LAS UNIVERSIDADES Y LA INDUSTRIA
Hay algunos temas muy importantes que la comunidad universitaria y la industria deben abordar en forma conjunta.
La biología molecular cambiará el mundo, así como lo hicieron los computadores (ordenadores).
Pero la biología molecular no puede tener éxito en la nutrición vegetal sin el apoyo de agrónomos, expertos en
suelos, expertos en nutrición vegetal y fitomejoradores. Y la incorporación de estos profesionales a las universidades ha disminuido en todo el mundo, la industria cada día contrata menos agrónomos y no está
aportando dinero suficiente para investigación.
Como si esto fuera poco, los gobiernos cada vez ponen menos dinero para investigación aplicada. Sin una base de estudiantes, sin programas de investigación que los apoyen y sin ofertas de empleo, el aporte
de la biología molecular a la nutrición vegetal puede que no alcance su potencial.
Brown opina que existen algunas áreas en que sencillamente no se ha realizado investigación en forma adecuada: fertilización foliar, interacciones entre las hormonas y los nutrientes, optimización del fertirriego
y en el mejoramiento del diagnóstico en tiempo real. Pero quizás el punto más importante es que en muchos lugares del mundo no existen sistemas de educación ni de extensión que permitan difundir las bondades de las nuevas tecnologías. ¿Cómo lo vamos a hacer?, se pregunta. Y su opinión es que es necesario realizar una alianza universidades-industria para entregar asesoría en el uso correcto de los nutrientes en los sistemas agrícolas. Mal que mal, concluye, las malas prácticas nos afectan a todos por igual.
Artículo publicado en Redagrícola Edición Nº 12.
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