Internacional: Cómo adaptar la agricultura al cada vez más evidente cambio climático

El cambio climático es una realidad, motivo de las discusiones internacionales lideradas por Naciones Unidas, el Acuerdo de París, la Conferencia de Cambio Climático COP27 y documentado por el IPCC. En temas agrícolas, la NASA publicó sus modelos de impacto en los cultivos y presagia para el 2030 una disminución del rendimiento del 24% en maíz y 17% en trigo usando los métodos actuales de producción agrícola. En Latinoamérica el IICA está jugando un rol protagónico en tender los puentes de discusión para que la agricultura sea parte de la solución . Entendamos un poco el contexto y los retos a los que nos enfrentaremos en tan solo unos cuantos años.

1. 2022, menores cosechas en arroz y maíz, y quizá mayores en soya

La agricultura tuvo un año difícil en 2022. Según el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos la producción de arroz mundial en 2022 fue de 503.3 millones de toneladas. Esto es un 2% menor que los 515.08 del 2021. El consumo global fue mayor que la producción, esto es 516.9, el balance es posible por los 15 millones de toneladas del año anterior. Sin embargo, a nivel mundial solamente existe una reserva de 160.4 millones. En maíz la situación es similar, con una disminución global del 4.5%, 1161 millones de toneladas versus 1216.9TM del año anterior. Estados Unidos tiene una disminución para un total de 348.75TM versus 382.9TM del año anterior, lo que se sumaría a la caída proyectada de Ucrania para un total de 27TM versus 42TM del 2021, así como Rusia de 14 versus 15.23TM. La producción de maíz en Argentina aumentó de 49.5 a 52TM y lo hizo también en Brasil que pasó de 116 a 125TM. En soya se estimaba un incremento del 10% sin embargo esto podría variar debido a la sequía que experimenta Argentina y que se extiende a inicios del 2023. Mirando hacia el futuro es importante anotar que el mayor importador mundial de soya, China, está implementando una política para lograr autoabastecimiento. La política podría cambiar el intercambio comercial en un futuro no muy lejano. Esta temporada 2022/23 las importaciones de soya de China fueron mayores que la anterior (96 versus 92TM), pero se espera un decrecimiento paulatino hasta el 2030.

2. Cambio climático: sequías intensificadas, inundaciones, y extremos de frío o calor

Los fenómenos de sequía son cada vez más comunes. En Estados Unidos se contabilizaron pérdidas por 165 billones de dólares en 2022, de los cuales 113 corresponden a daños por el huracán Ian y 33 por la sequía. Se estima que el 2000-2020 fue el período más seco en los últimos 800 años particularmente en el Oeste del país y es imposible olvidar la bomba ciclónica de frío extremo de diciembre de 2022 que afectó al 60% del país. El 2022 hizo que California llegase a números históricos en sequía en los últimos 1200años, lo que contrasta con las inundaciones de inicio del 2023. De igual manera Portugal y España experimentaron una gran sequía, Europa tuvo una de las peores olas de calor a mediados del 2022 con temperaturas que llegaron a los 40 grados, mientras que Brasil pasó de la peor sequía en casi un siglo a inundaciones en 2022. Australia tuvo su histórica sequía del milenio 1997-2009 y acaba de pasar por otro período de escasez de lluvias del 2017-2019 lo que llevó al país a importar trigo por primera vez en 12 años en virtud de una sequía en 2019. En un futuro la situación podría ser aún más difícil no sólo por la falta de lluvia sino por la escasez y/o acceso limitado de agua de manera general. En las condiciones actuales de una agricultura que consume un 69% del agua de ríos, lagos y acuíferos, fenómenos de sequía y el constante incremento del uso del recurso para irrigación que se estima de 2.6mil Km3 a 2.9mil Km3 en el 2050 podría poner en jaque al sistema alimentario. A pesar de ello se estima que habría suficiente agua para los cultivos agrícolas mas no así para algunas regiones del mundo donde escaseará el agua como el oeste y norte de África y el Sur de Asia. El 2022 cerró en Chile con una ola de calor que ocasionó incendios forestales, y 2023 inicia con un informe de la Bolsa de Cereales de Argentina que calcula que las pérdidas por cuenta de la sequía en la producción agrícola son de casi 2 puntos del Producto Interno Bruto. El estimado original de soya era de 49 millones de TM y bajó a un estimado de 37 millones.

3. Desarrollo de materiales con tolerancia a estrés

Existen algunos ejemplos de materiales que se desarrollaron para afrontar el cambio climático y que detallamos a continuación. El CIMMYT y CGIAR desarrollaron el maíz DroughtTego para Kenia en alianza con la fundación Bill y Melinda Gates, a nivel comercial existen materiales como Pioneer Optimum AQUAmax™, Syngenta Agrisure Artesian™ que optimiza el uso del agua, Bayer DroughtGard™ (MON-87460-4). Este último dispone de una proteína CspB que permite mayor contenido de clorofila y mejor fotosíntesis en menor área foliar.

En soya y trigo existen los materiales HB4 que contienen un factor de transcripción del girasol (el gen Hahb-4), que funciona como un activador de la respuesta ante ausencia de agua el estrés, lo que le permite una menor sensibilidad al etileno, menor senescencia, más osmoprotección y mantener la producción ante estrés por sequía.

Ahora bien, un gran reto en el mejoramiento de cultivos está en el desarrollo de rasgos relacionados a la tolerancia al estrés ya que normalmente son independientes o específicos del estrés. Es así como una variedad puede ser resistente a la sequía, pero no necesariamente al calor, al frío, o las inundaciones. Los adelantos en edición de genomas son alentadores pues serían reconocidos como mejoramiento convencional en un futuro muy cercano, y posiblemente en el corto o mediano plazo permitan apilar caracteres sobre materiales comerciales. El avance es tan prometedor que la FAO hizo una publicación sobre su importancia en sistemas agrícolas. Existen genes cuya regulación aumenta la tolerancia al estrés a distintos niveles y que podrían ser utilizados para desarrollar cultivos más resistentes en un mediano plazo. Por ejemplo, un aumento de la expresión del gen ARGOS8 (Auxin-Regulated Gene Involved in Organ Size 8) provee tolerancia a la sequía. En arroz, eliminar el gen OsRR22, STL1 y DST, o aumentar la expresión de MSL37, SNAC2, NAP, P5CS otorgan tolerancia a salinidad. Además, una mayor expresión del gen OsNTL3 provee tolerancia al estrés por calor, mientras que una mayor protección del cultivo mediada por acumulación de cera cuticular cuando se elimina el gen DHS.

En lo inmediato, no podemos olvidar las buenas prácticas agrícolas, en particular las relacionadas con un aumento en la materia orgánica en suelo.

4. Buenas prácticas agrícolas

La agricultura puede usarse como una herramienta para la fijación de carbono y el establecimiento de cobertura vegetal. La labranza mínima genera un impacto positivo dado que la materia orgánica permite capturar humedad. Esta práctica es muy útil con el uso de materiales con tolerancia a sequía o sin ella. Suelos con mayor contenido de materia orgánica y diversidad de microorganismos conocido como microbioma, permiten mayor rendimiento en los cultivos. Esto se puede lograr también mediante el uso de cultivos de cobertura de tal manera que se evita la erosión y se aumenta la fijación de carbono. Las leguminosas y otras plantas de hoja ancha tienden a ser las preferidas para esta práctica agrícola, así como cultivos forrajeros. Una opción para evaluar en un futuro cercano podría ser el arroz perenne, que es un cruce de arroz asiático (Oryza sativa) con un silvestre africano perenne (Oryza longistamata) que resultaron en el arroz PR23. Este arroz se puede cosechar durante varios años, sin necesidad de volver a sembrarlo en comparación con el arroz anual, aunque con la dificultad del manejo de plagas a largo plazo.

5. Nuevas pistas para mejores cultivos

Un hallazgo interesante este 2022 fueron tres formas distintas de tolerar la sequía por parte de las plantas tropicales a partir de sus raíces. Piper sp lo hace mediante compuestos que dan estructura y defensa en la raíz, Hibiscus rosa mediante ácidos grasos y antioxidantes, mientras que la legumbre Clitoria es afectada mayoritariamente por suelos ricos en carbono que le permiten la presencia de microorganismos simbióticos y por tanto nódulos en sus raíces.

En tomate, las plantas responden con un aumento del compuesto antioxidante licopeno, así como azúcares mediante almidón en condiciones de estrés hídrico.

En Arabidopsis se descubrió que existe un orquestador de la respuesta al estrés hídrico SPEECHLESS (SPCH) directamente relacionado con los estomas. Los estomas son los sitios por donde la planta permite el ingreso de gases como el C02, pero también por donde pierde agua. Arabidopsis usa un compuesto relacionado con el estrés, el ABA, que inhibe la síntesis de estomas mediado por SPCH.

Sin lugar a duda estamos enfrentándonos a un futuro cambiante y será clave adaptar la producción agrícola a esta nueva realidad, donde es urgente adaptar los cultivos por métodos más expeditos como bien lo afirman los expertos del CIMMYT.