Las herramientas de fenotipado de alta tecnología pueden medir, comprender, modelar y predecir el crecimiento de las plantas. Cómo se hace esto se puede ver durante el próximo Tour de la Experiencia de la Cumbre de la Agricultura del Futuro Global, donde el investigador Rick van de Zedde explicará por qué esto es tan importante para la seguridad alimentaria en el futuro.
Van de Zedde es científico senior / desarrollador de negocios Fenómica y Automatización en la Universidad de Wageningen y el Centro de Investigación (WUR) en los Países Bajos. La gira de experiencias (parte de la Cumbre sobre la Agricultura del Futuro Global en Wageningen, Países Bajos) recorrerá las instalaciones de investigación de WUR (Unifarm) donde los investigadores trabajan en robótica, fenotipado y automatización para crear los cultivos del futuro.
Estás trabajando en el fenotipo de las plantas. ¿Qué implica esto?
«El fenotipado es el estudio de cómo se comporta la planta en relación con la composición genética, las condiciones en las que crece y los factores estresantes externos. El fenotipo resulta de la expresión del código genético de la planta, su genotipo, así como de la influencia de los factores ambientales y las interacciones entre ambos. El fenotipado es una parte fundamental para que los fitomejoradores puedan probar y evaluar nuevas variedades. En la Unifarm hemos desarrollado herramientas en las que podemos hacer esto de forma automática mediante el uso de cámaras avanzadas, sensores y aviones teledirigidos. Utilizamos estas herramientas en salas de clima, compartimentos de invernaderos y en los campos con, por ejemplo, los zánganos en el exterior, volando sobre los campos de cultivo y recogiendo datos. La medición automática de las características de las plantas permite evaluar un gran número de plantas. Es rápido, objetivo y ahorra tiempo y dinero».
¿Por qué es tan importante la obtención de nuevas variedades de plantas?
«El sector agrícola está experimentando los resultados del cambio climático en todo el mundo, desde las inundaciones en Bangladesh y los Estados Unidos y las sequías en ciertas partes de África hasta la llegada de nuevas enfermedades de las plantas a Europa. Tenemos que comprender mejor cómo el rendimiento de nuestros cultivos está siendo limitado por el estrés y ciertas condiciones meteorológicas. Y viceversa, cómo las nuevas líneas de cultivo, en las condiciones adecuadas, todavía pueden conducir a mayores rendimientos. Pero sobre todo, queremos criar cultivos que sean más resistentes, más fuertes para hacer frente a los extremos. Esto significa que no siempre se trata de aspirar a mayores rendimientos. Un agricultor está mejor con un cultivo que puede sobrevivir después de unos días bajo el agua (después de una inundación, por ejemplo), que con variedades de alto rendimiento que tienen un potencial muy prometedor desde el punto de vista económico, pero cuyo rendimiento disminuye inmediatamente cuando se cubren de agua. Al mismo tiempo, nos interesa, por supuesto, aumentar el rendimiento de los cultivos en general, ya que esto ayuda a alimentar a una población mundial en crecimiento. Un ejemplo para lograrlo es a través de la mejora de la fotosíntesis de la planta e integrarla en nuevas variedades de cultivo que utilicen la fotosíntesis de manera más eficiente, y por lo tanto produzcan más».
¿Así que realmente puedes medir la fotosíntesis?
«Sí, podemos». Hay técnicas disponibles para medir los procesos fotosintéticos en la planta. En otras palabras, podemos medir la eficiencia con la que la planta puede convertir la energía de la luz en energía química, utilizada para el crecimiento y desarrollo de la planta. Algunas especies de plantas son simplemente mejores que otras en la conversión de la luz UV en rendimiento directo. Entendiendo los mecanismos subyacentes de esto, necesitamos reunir muchos datos. Medimos la fotosíntesis tomando fotos de las plantas un par de veces al día en condiciones de luz variables. Un robot equipado con esta cámara recoge esta información automáticamente y también mide el tamaño y el color de todas las plantas. De esta manera podemos medir la fotosíntesis, el crecimiento y el movimiento de las plantas día y noche. Esta información nos ayuda a seleccionar las variedades que, por ejemplo, pueden activar mejor y más rápidamente el mecanismo de fotosíntesis en condiciones de luz variables (por ejemplo, en días nublados). Cuanto más rápido una planta puede activar la fotosíntesis durante el día, más eficiente es. Y esto a su vez conduce a mayores rendimientos. Considerando que los pantalones sólo utilizan el 1% de la luz UV para el crecimiento real de la planta, una ligera mejora establecida aquí resultará en grandes mejoras en general. Esto tiene el potencial de mejorar la eficiencia de los cultivos en el campo, y también por ejemplo en las plantas que se cultivan en granjas verticales en el interior.»
¿Cómo cambiarán todas estas herramientas de alta tecnología el mundo del cultivo de plantas?
«Toda la investigación que hacemos y las herramientas de alta tecnología que desarrollamos beneficiarán la mejora de las plantas, que sigue siendo un poco un sector tradicional. Queremos hacer este mundo más digital y esto nos ayuda con la recolección de datos a gran escala sobre las plantas para que podamos ver patrones y utilizar esta información de nuevo para obtener mejores variedades. Al mismo tiempo, creo que debemos avanzar más hacia los modelos de predicción, en lugar de sólo mirar hacia atrás qué rendimientos cosechamos y qué variedades funcionaron mejor. Con la cantidad de datos que reunimos y la forma en que vinculamos el genotipo con el rendimiento en el campo y la forma en que las plantas pueden hacer frente a los factores de estrés ambiental podemos predecir mucho mejor cómo se comportan los cultivos en la práctica, y esto a su vez debería conducir a mejores decisiones tomadas por el agricultor sobre qué cultivo plantará, dónde y cuándo. En las zonas donde los niveles de salinización aumentarán, el obtentor puede averiguar antes qué variedad funciona mejor en suelos salados, porque los ensayos pueden realizarse a escala masiva con la ayuda de herramientas de fenotipado de alta tecnología Los agricultores plantarán entonces las variedades más eficientes y robustas que sean exactamente adecuadas para sus campos. De esta manera creamos herramientas más tecnológicas e imparciales, en lugar de suposiciones y a menudo también mucho trabajo manual».
Así que hay mucho trabajo por hacer todavía en el futuro?
«Ciertamente. Todavía podemos mejorar mucho en el cultivo de plantas. El uso de herramientas de alta tecnología actuales y nuevas nos dan acceso a datos que nunca antes habíamos tenido. Por lo tanto, estoy muy contento de que podamos acelerar nuestro trabajo con la reciente subvención que obtuvimos del gobierno holandés para abrir el Centro Holandés de Eco-fenotipado de Plantas (NPEC). La instalación del NPEC es una iniciativa de la Universidad e Investigación de Wageningen y la Universidad de Utrecht. Se nos han concedido 22 millones de euros para construir esta nueva instalación de alta tecnología, que será una adición al trabajo que ya hacemos en Unifarm. En el NPEC continuaremos nuestro trabajo en el fenotipado de alta calidad».
¿Qué puede ver la gente en el tour de experiencias?
«En Wageningen nos centramos mucho en los cultivos de invernadero de alto valor, como los llamamos. Estos incluyen pepinos, tomates, pimientos y también demostraremos los avances en los cultivos intercalados en el campo y los ensayos en las patatas. Explicaré lo que hacemos con estos cultivos y los desafíos que debemos enfrentar (por ejemplo: hacer un tomate más dulce y fuerte). En Unifarm, la gente puede ver cómo utilizamos el llamado fenotipo de invernadero, en el que hacemos plantas enteras y ensayos de numerosos cultivos, desde la plantación hasta la cosecha. Durante el recorrido, nuestros expertos también explicarán cómo medimos la fotosíntesis, que es un gran tema para nosotros, y cómo usamos los zánganos en nuestros campos de prueba en los Países Bajos, Bélgica y Francia. Estos campos de prueba están divididos en miles de pequeños cuadrados, cada uno de ellos plantado con diferentes cultivos y diferentes variedades. Los datos recogidos de todos estos cuadrados nos dan información valiosa sobre el crecimiento y el rendimiento de estos cultivos, la investigación llevada a cabo en asociación público-privada junto con la industria de la alta tecnología y las empresas de mejora genética Estoy deseando dar la bienvenida a la audiencia internacional a nuestras instalaciones en Wageningen, un lugar único en el que la gente de tecnología, que desarrolla equipos, drones y herramientas de Inteligencia Artificial, y los biólogos (que utilizan el equipo e interpretan los datos procedentes del mismo) trabajan juntos como un solo equipo para hacer que los cultivos del futuro contribuyan a la seguridad alimentaria sana y fresca en todo el mundo».
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Únase al Tour de la Experiencia y a la Cumbre! Los días 6 y 7 de noviembre de 2018, los principales expertos en la industria agroalimentaria se reúnen en el campus de la Universidad y el Centro de Investigación de Wageningen, en los Países Bajos. El programa consiste en una cumbre de alto nivel (6 de noviembre) y una gira de experiencias (7 de noviembre). Entre los principales oradores de la cumbre figuran: Claudia Roessler, de Microsoft, y Ros Harvey, fundador y Director General de The Yield, Australia. El tour de la experiencia llevará a los asistentes a través de una serie de instalaciones de alta tecnología en el Campus de Wageningen. ¡Inscríbase ahora para asegurar su asiento! Hay espacios limitados disponibles. |
