N.95/97 – Especialistas del CONICET y la UBA

Con el propósito de contribuir a optimizar el rendimiento y la calidad de distintos cultivos de granos de climas templados en la Argentina, un equipo de especialistas del CONICET y de la Universidad de Buenos Aires (UBA) estudia las bases de los mecanismos fisiológicos de adaptabilidad de estos cultivos a diferentes ambientes y busca determinar las formas de manejo convenientes para cada situación en un contexto de cambio ambiental. “Nosotros trabajamos sobre una amplia gama de cultivos de interés agronómico, como trigo (Triticum aestivum), cebada (Hordeum vulgare), trigo sarraceno (Fagopyrum esculentum), colza canola (Brassica napus), carinata (Brassica carinata) y soja (Glycine max)); y para cada uno de ellos nos planteamos objetivos específicos, vinculados siempre a cómo mejorar su rendimiento y calidad en diferentes contextos y condiciones. Siempre nos enfocamos en preguntas aún no resueltas o que tienen respuestas contradictorias en la literatura existente”, explica Daniel Miralles, líder del equipo, investigador del CONICET en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA, CONICET-UBA) y director del Grupo de Investigación en Cultivos Templados de la Facultad de Agronomía de la UBA.

En muchas ocasiones, estos interrogantes surgen de la propia dinámica de la investigación, pero en otras pueden ser acercados al equipo por empresas u otros agentes del agro. El equipo tiene convenios de vinculación tecnológica con empresas productoras de semillas (como Nuseed, Don Mario Semillas, Syngenta-Nidera, Spraytec, Chacra Servicios y DSV), así como nexos con compañías del sector cervecero (como Boortmalt, Malteria y Cervecería Quilmes), interesadas en mejorar la calidad de la malta que se produce a partir de la cebada. También se ha vinculado con organizaciones no gubernamentales (ONGs) que involucran a agricultores y asesores, como la Asociación Argentina de Consorcios Regionales de Experimentación Agrícola (AACREA) y la Asociación Argentina de Productores en Siembra Directa (Aapresid).

Aunque todas sus líneas de investigación apuntan, mediata o inmediatamente, a dar respuesta a problemas prácticos mediante experimentación en campo, también se analizan los aspectos moleculares y genómicos de la eco-fisiología vegetal. Para ello, generalmente se asocian con grupos especializados en genómica de la Argentina y del mundo. Actualmente, tienen colaboraciones con un grupo del INTA Marcos Juárez dirigido por el investigador del CONICET Leonardo Vanzetti, así como con un laboratorio de la Universidad de Davis, California, EE.UU. La idea es recorrer –con enfoque multidisciplinario- el camino que va desde el experimento con cultivos a campo, a nivel macro, hasta el nivel génico o alélico. Para avanzar hoy en el conocimiento, para obtener las llaves de los distintos mecanismos eco-fisiológicos, es necesario poder ‘subir’ y ‘bajar’ en los niveles de análisis”, afirma Miralles.

Desarrollo de software de apoyo a las decisiones

Dentro de su tarea como investigadores, Miralles y su equipo desarrollan productos que faciliten a los productores agrícolas tomar mejores decisiones, así como reducir la incertidumbre de las decisiones que se toman. Con tal finalidad, desarrollaron una línea de software llamada CRONOS, que permite al usuario, a través de una plataforma sencilla e intuitiva, simular el ciclo completo de una variedad comercial de un cultivo (disponible en el Cono Sur) antes de sembrarla en una determinada localidad de la Argentina, en una fecha específica del año. Esto permite a los productores anticipar cuándo ocurrirá cada uno de los eventos fenológicos o estadios ontogénicos del cultivo, como la floración, la madurez y la emergencia, y en función de ello planificar el momento de la siembra en cada región. Los CRONOS permiten también conocer los riesgos de heladas en cada localidad, así como el estadio hídrico (la cantidad de agua disponible en el suelo) para cada uno de los estadios ontogénicos del cultivo. “Toda esta línea de software está basada en experimentaciones básicas y aplicadas”, explica Miralles. La serie CRONOS ya cuenta con modelos para soja, trigo, cebada, trigo sarraceno y canola, funcionan también para localidades de Uruguay, Paraguay y Chile, y actualmente se están desarrollando para España. Reúne hoy cerca de 70 mil usuarios.

El equipo lanzó recientemente un nuevo software, denominado CRONOGEN, en el que basta con introducir la combinación génica de una variedad, para poder predecir cómo se va a comportar un cultivo a lo largo del ciclo. “Eso es un avance enorme, porque los breeders que trabajan en el cultivo de trigo podrían evitar o reducir el número de parcelas para evaluar duración del ciclo del cultivo. Va a ser suficiente disponer de la información genómica de los materiales usados como parentales, algo que hoy ya no resulta costoso”, señala Miralles

Un tercer software que está desarrollando el equipo permitirá predecir los contenidos de proteína en granos de cebada de acuerdo a la oferta nutricional de nitrógeno en el suelo al momento de la siembra.

Los cultivos de trigo y cebada frente a condiciones ambientales cambiantes

En el caso del trigo, los investigadores del Grupo de Cultivos Templados procuran comprender el vínculo entre rendimiento, calidad y ambiente. El objetivo es conocer la posibilidad de diferentes variedades para adaptarse a contextos y condiciones ambientales diferentes y cambiantes. “Nos interesa indagar, por ejemplo, la posibilidad de las distintas variedades de trigo de adaptarse al aumento de las temperaturas que ocurre de forma consistente en los últimos años. Esto es, nos interesa entender el impacto de estos cambios, tanto térmicos como de luminosidad, sobre la productividad y la calidad de los granos, pero también, poder determinar si ciertos manejos pueden mejorar la adaptabilidad a estas nuevas condiciones”, indica Miralles. Agrega que, en todo el Cono Sur, “si bien las temperaturas máximas se han incrementado, también lo han hecho las mínimas, y entonces la media también resulta más alta”. A partir de esta situación, el equipo desarrolló experimentos para ver qué ocurre cuándo se calientan los cultivos de trigo durante la noche. “Se trata de una línea de trabajo novedosa en la Argentina y en el mundo para probar qué ocurre con cultivos de invierno cuando se les simula lo que va a pasar a nivel térmico en los próximos 40 o 50 años”, indica el investigador. Esta línea de trabajo se desarrolla también sobre cebada, cuya producción en la Argentina se destina fundamentalmente a la manufacturación de malta cervecera. El investigador explica que los cultivos invernales, como el trigo y la cebada, necesitan temperaturas bajas, y si las noches de invierno son más cálidas, es posible que se altere toda la fisiología del cultivo. Esto implica la necesidad tanto de buscar nuevas formas de manejo, como de entender qué es lo que ocurre a nivel molecular con las diferentes variantes de los cultivos para ver si existen posibles mecanismos de adaptación a las nuevas condiciones. “El aumento de las temperaturas puede acelerar el ciclo de los cultivos y adelantar el momento de la cosecha. Frente a esta situación podemos modificar variables de manejo como las fechas de siembra, las densidades o los genotipos, para tratar de sostener la productividad y la calidad de los granos”, señala Miralles. En cuanto a los mecanismos de funcionamiento, lo que buscan, por ejemplo, es cómo los genes de requerimiento de horas de frio (vernalización) responden a los cambios térmicos y cómo impactan sobre el rendimiento y la calidad. En trigo y en cebada, además de estudiar los efectos de los cambios en las condiciones ambientales, el grupo lleva adelante estudios sobre cómo hacer más eficiente el uso de los nutrientes, especialmente del nitrógeno, para obtener una mayor cantidad de proteína en los granos y, consecuentemente, mayor calidad. Esta línea de trabajo es liderada por Gabriela Abeledo, investigadora del CONICET en el IFEVA.

Aunque su campo de investigación es la ciencia aplicada, también han trabajado en ciencia básica para explicar procesos funcionales de los cultivos “Hemos publicado, por ejemplo, trabajos novedosos vinculados a la dinámica de flores en los cultivos de trigo y cebada desde los años 2000 en adelante. Nuestro trabajo no solo ha tenido repercusión a nivel de transferencia, como en el caso de los CRONOS, sino para investigaciones sobre la fisiología más básica de los cultivos”, señala Miralles.

Bioestimulantes y micronutrientes para los cultivos de soja

La soja es la principal oleaginosa sembrada en la Argentina y una de las principales fuentes de divisas para el país. Sus semillas se procesan con el objetivo de obtener subproductos, como aceites, harinas, y un ingrediente básico para la producción de alimentos balanceados de consumo animal. Anualmente, se siembran en la Argentina alrededor de 16 millones de hectáreas de soja y se producen aproximadamente 50 millones de toneladas de grano. Actualmente el equipo dirigido por Miralles realiza ensayos en campos experimentales de soja para probar el funcionamiento de distintos biofertilizantes y micronutrientes en el marco de un convenio con la empresa Spraytec. “Cada vez más, en el mundo, aumenta la demanda por reducir el uso de fertilizantes inorgánicos e ir hacia la bioestimulación. En este sentido, nosotros estudiamos cómo estos bioestimulantes y micronutrientes afectan la calidad y el rendimiento de la soja. Las bacterias promotoras del rendimiento vegetal, llamadas rizobacterias por su capacidad de hacer simbiosis con las raíces de la planta, pueden, por ejemplo, capturar el nitrógeno presente el suelo o disolver el fosforo para que la planta lo pueda absorber con mayor facilidad”. En algunos casos, las bacterias promotoras del crecimiento son combinadas con la administración de fitohormonas (tomadas de la misma planta por vía foliar), mediante aspersión. Una vez concluido el ciclo, los investigadores evalúan qué alternativas fueron las que funcionaron mejor con relación al rendimiento y calidad de los granos cultivados.

Trigo sarraceno para celíacos, Brassica carinata para biocombustible de avión, y Colza canola para consumo general

El trigo sarraceno es un cultivo de invierno que se usa para reemplazar al trigo en la producción de alimentos sin gluten, aptos para celíacos. “Hoy hay una sola variedad en la Argentina. “Nosotros estamos evaluando distintas variedades, para ver cómo se adaptan a la Argentina. Además, buscamos identificar los mecanismos que determinan el rendimiento y la calidad de este cultivo”. En el marco de este trabajo, se logró determinar cuál es el período más crítico en el que se determina el rendimiento del cultivo.

Brassica carinata es una oleaginosa invernal cuyo cultivo creció en la Argentina durante los últimos años. Sus semillas se destinan a la producción de biocombustible para aviones. “Lo que nosotros evaluamos es qué cultivares de carinata se pueden introducir en la Argentina para producir biocombustible de avión. Para esta tarea, tenemos un convenio con la empresa Nuseed”, señala Miralles. Respecto del manejo de otras dos oleaginosas de invierno, como la colza y la colza canola, Miralles expresa: “El aceite de colza canola es de muy alta calidad; incluso puede ser mejor que el aceite de oliva para el consumo humano. Nosotros tratamos de entender a campo cuál es el mejor manejo de este cultivo para aumentar su productividad y la calidad del aceite”.

Talleres y capacitaciones

En el plano de la transferencia tecnológica, distintos miembros del equipo de investigación dictan talleres y capacitaciones para colegas y otros profesionales que trabajan en empresas y ONGs, en los que se comparten conocimientos generados por el propio grupo sobre los cultivos de climas templados. “Cabe destacar que cuando hacemos charlas o talleres, a diferencia de otros oradores, la información que proporcionamos fue producida dentro del propio grupo y publicada en revistas científicas indexadas y con referato internacional”. Hay una premisa tácita de que todo lo que aportamos como un paquete tecnológico -como pueden ser los CRONOS, o los talleres para productores- se basa en datos propios que fueron evaluados por un referato internacional”, concluye Abeledo.