Lograr variedades de maíz que se adapten a climas mucho más cálidos, objetivo prioritario de la ciencia

Durante las próximas tres décadas el aumento de la población y los cambios en las preferencias dietéticas aumentarán la demanda de alimentos entre un 25% y un 75%, según diversas investigaciones. Al mismo tiempo, el cambio climático está provocando impactos drásticos en la producción de alimentos. Mejorar las características de cultivos y ajustar las prácticas de manejo son vías críticas para mitigar la pérdida de rendimiento y mantener la estabilidad de la producción en un clima cambiante.

Desde hace varios años, los científicos se han marcado como objetivo conseguir variedades de cultivos, principalmente de cereales y más en concreto de maíz, que se adapten a climas mucho más cálidos, como los que se prevén en el futuro, pero el proceso requiere mucho tiempo y muchos recursos.

¿Por qué el maíz? Porque es uno de los cultivos más importantes del planeta, pues además de como alimento para humanos y ganado se utiliza también, por ejemplo, en aceites y como jarabe edulcorante. Desde hace décadas, científicos y agricultores han experimentado para maximizar el rendimiento de las plantaciones de maíz. Pero, ¿qué pasará con el cambio climático?

Una investigación de la Universidad de Washington ha combinado proyecciones climáticas con modelos de plantas de maíz para determinar qué combinación de rasgos podría adaptarse mejor a los climas futuros y lograr el rendimiento más alto y confiable.

"Nuestro objetivo es identificar y comprender mecánicamente combinaciones de rasgos y manejo de alto rendimiento para el maíz en condiciones climáticas presentes y futuras, con el fin de respaldar estrategias de adaptación al clima que se pueden lograr mediante el mejoramiento de nuevos rasgos de plantas y el ajuste de las prácticas de manejo", explica la primera autora del estudio Abigail Swann.

Aire más seco

Un estudio previo había concluido que las temperaturas más altas y el aire más seco tienen aproximadamente el mismo impacto en los cultivos de maíz, y ambos conducen a un menor rendimiento, mientras que más dióxido de carbono (CO2) disponible para la fotosíntesis aumenta la producción.

Sin embargo, el aumento en el rendimiento del CO2 no es suficiente para contrarrestar el aumento de las temperaturas y la sequedad del aire, por lo que los rendimientos del maíz disminuyen. Es decir, temperaturas más altas como las que se esperan en el futuro harán que los cultivos crezcan más rápido, pero serán menos productivos.

Aunque los cambios en las precipitaciones también afectan al crecimiento del maíz, tienen menos impacto en general, y particularmente para los cultivos agrícolas que dependen del riego.

Una solución al calentamiento global sería acercar los cultivos existentes a los polos a medida que las temperaturas vayan subiendo, pero no sería suficiente para compensar la pérdida de rendimiento de los cultivos en un clima más cálido, porque los impactos de las temperaturas más altas son "muy perjudiciales", resalta Swann.

"Nuestro estudio analizó cien posibles variedades de maíz y descubrimos que las que tendrán más éxito en el futuro no son las variedades que lo son ahora: necesitamos nuevos cultivos para el nuevo clima", explica la investigadora.

¿Qué tipo de maíz se comportará mejor en los climas futuros? "A las plantas de maíz primero les crecen hojas y luego producen granos. Descubrimos que actualmente, las plantas de maíz deben hacer un equilibrio entre producir muchas hojas y tener suficiente tiempo en la temporada de crecimiento para producir gran cantidad de grano. Esto significa que las variedades más exitosas hoy en día no producen muchas hojas, por lo que pueden pasar a producir granos a principios de la temporada", explica Swann.

Impactos adversos

"Cultivar matiz con más hojas podría potencialmente permitir que aumente la cantidad de fotosíntesis que la planta puede realizar, lo que también aumentaría la cantidad de grano que podría producir, pero hoy esto tiene el costo de una temporada de crecimiento más corta", añade la científica.

En el futuro, hará más calor y es posible que el maíz se siembre antes y se coseche más tarde. Al alargarse la temporada, podrá producir más hojas y tener mucho tiempo para producir granos. En el experimento ocurrió así: "Las variedades que aprovecharon la capacidad de producir más hojas rindieron más en el clima futuro. Pero no son buenas noticias para el maíz, porque los impactos adversos de las altas temperaturas y el aire más seco disminuirán los rendimientos generales", explica Swann.

De hecho, todas las plantas de maíz simuladas en el estudio tuvieron peores resultados en condiciones climáticas futuras. Pero los investigadores confían en hallar pronto las variedades adecuadas. Además, la buena noticia es que, una vez hallada una variedad adecuada, se puede cultivar rápidamente.

"Aunque nos centramos en el maíz para este estudio, vemos nuestro trabajo como una demostración de un enfoque que se puede aplicar a cualquier cultivo y, por lo tanto, más bien como un modelo de cómo podemos incorporar los impactos esperados del cambio climático en el mejoramiento de nuevos cultivos", señala Swann.

Informe de referencia: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2976-601X/ad3085

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