Especialistas del CONICET buscan mejorar el rendimiento y la calidad de diferentes cultivos de granos

Con el propósito de contribuir a optimizar el rendimiento y la calidad de distintos cultivos de granos de climas templados que se desarrollan en las principales zonas agrícolas de la Argentina, un equipo de especialistas del CONICET y de la Universidad de Buenos Aires estudia las bases de los mecanismos fisiológicos de adaptabilidad de estos cultivos a diferentes ambientes y busca determinar las formas de manejo convenientes a cada situación en el marco de un contexto de cambio ambiental.

“Nosotros trabajamos sobre una amplia gana 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 que aún no están 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 del trabajo científico, pero en otras pueden ser acercados al equipo por empresas u otros agentes del agro. “Pero para que nos ocupemos de estas preguntas, a nosotros también nos tiene que interesar responderlas”, asegura Miralles. Al respecto, el equipo ha llevado y lleva adelante convenios de vinculación tecnológica con empresas productoras de semillas, como Nuseed, Don Mario Semillas, Syngenta-Nidera, Spraytec, Chacra Servicios y DSV y tiene nexos con compañías del sector cervecero, interesadas en mejorar la calidad de la malta que se produce a partir de la cebada que se cultiva en Argentina, como Boortmalt, Malteria y Cervecería Quilmes. El grupo también se ha vinculado con organizaciones no gubernamentales (ONGs), que involucran agricultores y asesores de agricultores, 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 tienen una pata experimental a campo, y apuntan, mediata o inmediatamente, a dar respuesta a problemas prácticos, no por ello descuidan la importancia de entender los aspectos moleculares y genómicos de la eco-fisiología vegetal. Para esta tarea, generalmente se asocian con grupos especializados en genómica de Argentina y del mundo. En este sentido, 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, Estados Unidos. “En conjunto con estos grupos, nosotros abordamos preguntas y soluciones a nivel molecular. Nuestra idea es poder recorrer el camino que va desde el experimento con cultivos a campo, a nivel macro, hasta a nivel génico o alélico. Hoy, el camino para avanzar en el conocimiento científico es multidisciplinario: para tener las llaves de los distintos mecanismos eco-fisiológicos es necesario poder ‘subir’ y ‘bajar’ de nivel”, afirma Miralles.

“Incluso para hacer estudios sobre la calidad de los diferentes cultivos, tenemos convenio con centros de referencia como la Cámara arbitral de Cereales de Bahía Blanca y la Universidad de Rosario, con quienes trabajamos en conjunto”, agrega Miguel Macmaney, estudiante de doctorado e integrante del equipo de estudio.

Para la realización de los estudios en campo, cuentan con un campo experimental en la Facultad de Agronomía, pero también desarrollan experimentos en localidades bonaerenses, como Balcarce, Chivilcoy, Pergamino y Baradero.

Desarrollo de softwares para reducir la incertidumbre

En el marco 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.

En este sentido, desarrollaron una línea de softwares llamados 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 posibilita 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 -es decir, la cantidad de agua disponible en el suelo- para cada uno de los estadios ontogénicos del cultivo. “Toda esta línea de softwares está basada en experimentaciones básicas y aplicadas”, explica Miralles. La serie CRONOS ya cuentan con modelos para soja, trigo, cebada, trigo sarraceno, y canola y funcionan también para localidades Uruguay y Paraguay y Chile, y actualmente se están desarrollando España. Esta línea de softwares cuenta ya con cerca de 70 mil usuarios.

El equipo dirigido por Miralles, ha lanzado 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. Ya con solo tener la información genómica de los materiales usados como parentales va a ser suficiente, algo que hoy ya no resulta costoso”, señala Miralles

Un tercer software que está desarrollando el grupo 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 condiciones ambientales cambiantes

En el caso del trigo, los científicos del Grupo del Grupo de Cultivos Templados trabajan en entender el vínculo 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 determinados manejos pueden mejorar la adaptabilidad a estas nuevas condiciones”, indica Miralles.

De acuerdo con Miralles, lo que está ocurriendo en todo el cono sur es que las temperaturas mínimas, durante la noche, son más altas que lo que solían ser. “Las temperaturas máximas si bien se han incrementado, también lo han hecho las temperaturas mínimas, y entonces la media también resulta más alta”, señala. A partir de esta situación, el equipo desarrollo experimentos para ver qué ocurre cuándo se calientan los cultivos de trigo durante la noche. “Se trata de una línea de trabajo novedosa en 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. Además de trigo, esta línea de trabajo la desarrollan sobre cebada, cuya producción en Argentina se dedica fundamentalmente a la manufacturación de malta cervecera.

El investigador explica que lo cultivos invernales, como el trigo y la cebada, necesitan temperaturas bajas, y si las noches de invierno son más cálidas, es posible que se alteré 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 adaptabilidad 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 este sentido, me parece importante destacar que, así como desde la zona de cultivo nos movemos hacia lo que ocurre a nivel genómico o molecular, es decir, hacia ‘abajo, también nos movemos hacia ‘arriba’ para analizar la variabilidad climática, no solo en términos de temperatura sino ante la ocurrencia de eventos extremos, como pueden ser anegamientos debido a exceso de precipitaciones”, indica Gabriela Abeledo, investigadora del CONICET en el IFEVA y parte del equipo.

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 realizado publicaciones en ciencia básica que ha permitido 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 por 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 Argentina alrededor de 16 millones de hectáreas de soja y se producen aproximadamente unos 50 millones de toneladas de granos.

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 como 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 en relación al rendimiento y calidad de los granos cultivados.

Brassica carinata para aviones y trigo sarraceno para celíacos

Brassica carinata es una oleaginosa invernal cuyo cultivo creció en Argentina durante los últimos años. Si bien su aceite no es apto para consumo humano, sus semillas se destinan a lo producción de biocombustible para aviones. “Lo que nosotros evaluamos es qué cultivares de carinata se pueden introducir en 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 pueden ser mejores que el aceite de oliva para el consumo humano. Nosotros tratamos de entender a campo cuál es el mejor manejo de este cultivo de colza-canola para aumentar su productividad y la calidad del aceite”.

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 determina 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.

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 vuelvan conocimientos sobre los cultivos de climas templados generados por el propio grupo.

“Algo que me parece relevante es que cuando hacemos charlas o talleres a diferencia de otros oradores, la información que damos fue producida dentro del propio grupo y publicada en revistas científicas indexadas con referato internacional”. Hay una premisa tacita de que todo aquello que se brida como un paquete tecnológico, como pueden ser los CRONOS, o un taller para productores, se basa en datos propios que fueron evaluados por un referato internacional”, concluye Abeledo.