UN AVIÓN NO TRIPULADO MEJORARÁ PRODUCCIÓN AGRÍCOLA EN EL CAMPO

El maíz es el cereal más consumido en el África subsahariana y en América Latina y se cultiva en condiciones de temperatura, regímenes de precipitación y tipo de suelo muy variados. En la actualidad, cerca del 77 % de la producción de maíz en países en vías de desarrollo se destina al consumo humano.

La sequía y la baja fertilidad del suelo son los factores principales que limitan el rendimiento de los sistemas de producción de este cereal, y su efecto todavía se podría agravar más en el futuro debido al cambio climático. En este escenario, el diseño de nuevas herramientas tecnológicas de bajo coste que faciliten el proceso de fenotipaje en el campo -es decir, en condiciones reales de cultivo- es un paso crítico para fortalecer el sector de la agricultura y la economía en países en vías de desarrollo. 

El primer prototipo de plataforma fue entregado en febrero en Zimbabue

Hoy en día, este proceso de selección de los genotipos con mejor rendimiento es un cuello de botella que limita el adelanto de la mejora genética de los cultivos en un momento en que el cambio climático y las transformaciones sociales piden cultivos muy productivos y resistentes a condiciones ambientales adversas.

 

Mejorar el rendimiento de los cultivos de maíz  

Skywalker es una sofisticada plataforma de fenotipaje aéreo constituida por un avión teledirigido dotado de un avanzado sistema de vuelo que no requiere conocimientos previos en aeromodelismo. Bajo las alas, se ha instalado una cámara multiespectral (operativa en el espectro visible y el infrarrojo cercano) para evaluar el crecimiento de las plantas, y una cámara térmica (infrarrojo lejano) para evaluar la temperatura y el estado hídrico del cultivo.

Este ingenio aeronáutico permitirá valorar un gran número de características de las variedades de maíz cultivado en las parcelas analizadas y seleccionar las mejor adaptadas a las condiciones ambientales. El avión, que tiene una autonomía de 30 a 45 minutos, puede volar hasta centenares de metros a una velocidad de 45 kilómetros por hora. Las operaciones de despegue y aterrizaje, así como el plan de vuelo (las pasadas por un lugar, el trayecto, la altura, etc.) se pueden programar previamente de manera totalmente automática.

 

Skywalker: primer vuelo del prototipo en Zimbabue 

En el proyecto, financiado por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), también participan la empresa Airelectronics -que ha diseñado el sistema de control de vuelo y ha instalado los sensores en el avión- y el Grupo de Teledetección del Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC, en Córdoba, responsable de la selección de los sensores de la plataforma y del software para transferir y procesar los datos de la información generada. 

El primer prototipo de plataforma fue entregado en febrero a los responsables de la Oficina Regional de África del Sur del CIMMYT, en Harare (Zimbabue). Los técnicos locales recibieron formación teórica para garantizar el máximo rendimiento del nuevo dispositivo. En el mes de junio está previsto entregar una segunda plataforma al Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) de Perú.

FUENTE: Universitat de Barcelona

INIAP DESARROLLA INVESTIGACIÓN EN MARACUYÁ DULCE EN LA AMAZONÍA

El Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), en su Granja Experimental Palora, ubicada en el cantón Palora de la provincia de Morona Santiago, evalúa una Passifloraceae, conocida como maracuyá dulce, que se consume como granadilla, de gran tamaño, con resistencia a las principales enfermedades que atacan a estos cultivos y con alto contenido de azúcares.

“Este cultivo es de origen amazónico introducido desde el Brasil, señala Paúl Gómez, Administrador de la Granja, y ha sido seleccionado por sus excelentes características agronómicas, calidad de fruta y resistencias parciales a Fusarium oxysporum (marchitez vascular), Meloidogyne incognita (nudo de la raíz) y Collectotrichum gloeosporioides (antracnosis del fruto), que son los principales problemas fitosanitarios que afectan gravemente a la familia de las pasifloraceas”.

El manejo es muy similar a las variedades comerciales de maracuyá, sembradas en nuestro país. Registra una productividad entre los 8 a 15 kilos por planta.

Gómez indica que se estudia la fenología de esta especie, su fertilización, manejo de podas, tutoreo y sistemas agroforestales sostenibles, que se adapten a este cultivo.

Tiene una excelente aceptación como fruta fresca, dulce y jugosa por parte de los consumidores y productores, quienes han solicitado la disposición de este material para su siembra.

El técnico de la Granja Palora, informa que hay experiencias que a más del consumo del jugo, los desechos de la fruta, como la cáscara, puede ser utilizada como alimento para el ganado por su gran contenido proteínico.

Fuente: INIAP/DICYT

COMBATIENDO EL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL CON LOS MÉTODOS DE CALIDAD PROBADA

Científicos del ARS y sus colaboradores están proveyendo nueva información a los agricultores en Montana, Dakota del Sur y Dakota del Norte sobre el valor de prácticas agrícolas de calidad probada para reducir su "huella de cambio climático".

Upendra Sainju y sus colegas con el ARS en Sidney, Montana, han estudiado cómo los sistemas de la labranza cero, la rotación de cultivos y otros enfoques pueden reducir las emisiones de los gases del efecto invernadero, mantener los rendimientos de cultivos, y reducir el uso del fertilizante de nitrógeno. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés), y esta investigación apoya la prioridad del USDA de responder al cambio climático.

La agricultura contribuye aproximadamente el 25 por ciento del dióxido de carbono producido por los seres humanos y el 70 por ciento del óxido nitroso soltado a la atmósfera. La labranza, la secuencia de cultivos, las prácticas de manejo de cultivos y de los campos en barbecho, y el uso de fertilizantes de nitrógeno pueden tener papeles significativas en esas emisiones.

Los investigadores evaluaron los efectos del riego, la labranza, los sistemas de cultivación, y el uso de fertilizantes de nitrógeno en las emisiones de los gases del efecto invernadero en cinco sistemas de cultivación en el suelo arenoso limoso en la parte occidental de Dakota del Norte, donde los agricultores pueden regar sus campos.

Los científicos también estudiaron tres sistemas de cultivación en el suelo limoso en la parte oriental de Montana donde la irrigación típicamente no es una opción. Ellos cultivaron la cebada con la labranza convencional y sin o con el fertilizante de nitrógeno; la cebada con la labranza cero y sin o con el fertilizante; y una rotación de la cebada y los guisantes con la labranza cero y sin y con el fertilizante. Algunos sistemas recibieron el riego y otros no, y los investigadores anotaron la temperatura y la humedad del suelo, midieron la masa de las plantas, y usaron cámaras estacionarias con aberturas para medir las emisiones de los gases del efecto invernadero.

 

Sus resultados, los cuales fueron publicados en 'Journal of Environmental Quality' (Revista de Calidad Ambiental) y 'Soil Science Society of America Journal' (Revista de la Sociedad Americana de la Ciencia del Suelo) demostraron que, sin tener en cuenta el uso del riego, la rotación de la cebada y los guisantes en combinación con la labranza cero y una tasa reducida del uso del fertilizante de nitrógeno fue el sistema más eficaz para reducir las emisiones de los gases del efecto invernadero y mantener los rendimientos. También descubrieron que la rotación de la cebada y los guisantes permitió una reducción en el uso de los fertilizantes sin afectar negativamente los rendimientos.

Este estudio es parte de un esfuerzo extenso de examinar los efectos del riego y diferentes estrategias de manejo en la emisión de los gases del efecto de invernadero en la región de las Grandes Llanuras. Los agricultores han sabido por muchas décadas que la labranza cero mejora la calidad del suelo, y que la rotación de los cultivos reduce las malas hierbas, las enfermedades de plantas, y los insectos plagas. Pero este estudio y otros similares están animando a los agricultores a utilizar la labranza cero, la rotación de cultivos, y menos fertilizantes de nitrógeno.

Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de marzo del 2013.

INVESTIGAN CÓMO AFECTARÁ EL CAMBIO CLIMÁTICO A LOS ÁRBOLES TROPICALES

Investigadores en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) en Panamá pueden predecir la ubicación de árboles tropicales en función de su capacidad de resistir a la sequía y su necesidad de fósforo, un paso esencial en la predicción de los efectos del cambio global en los ecosistemas terrestres más biodiversos del planeta. Debido a que los bosques tropicales contienen un gran número de especies de árboles, muchas de ellas poco comunes, es muy difícil predecir los resultados de los cambios ambientales. Pero Richard Condit del Smithsonian y sus colegas tomaron ventaja de la geografía particular de Panamá para construir sus modelos predictivos.

“La marcada variación en la precipitación y las propiedades de los suelos a través del Istmo de Panamá nos permite aislar los efectos de la sequía y los nutrientes individuales del suelo en las distribuciones regionales de más de 500 especies de árboles, algo nunca antes hecho a esa escala” comenta Ben Turner, científico permanente del Smithsonian en Panamá. “Sabíamos que la sequía determina por qué muchas especies surgen donde están. Más sorprendente aún fue que el fósforo en los suelos influyó fuertemente la distribución de más de la mitad de las especies en el estudio.”

El fósforo, un recurso no renovable extraído predominantemente en pocos lugares, es un componente en los fertilizantes de bajo costo que dieron origen a la revolución verde. Sin embargo, las predicciones recientes sugieren que el fósforo puede empezar a escasear en las próximas décadas. “Si las predicciones actuales son ciertas, el agotamiento del fósforo supone un riesgo más importante para la sociedad que el cambio climático, a medida que nos impactará más pronto y afectará a todos a través de los crecientes precios de los alimentos,” comenta Turner.

Los árboles tropicales que prosperan en suelos con bajo contenido de fósforo pueden ser parte de la solución. “Los ecologistas tienden a pensar en el fósforo como algo que limita la productividad de los bosques,” comenta Turner, “Pero el fuerte vínculo existente entre la disponibilidad del fósforo y la distribución de las especies abre la posibilidad de identificar la base genética para la tolerancia de los bajos niveles de fósforo, el primer paso en la cría de plantas que no sean muy dependientes de fertilizantes que contengan fósforo.”

FUENTE: STRI/DICYT

EL COLOR DEL ZUMO DE NARANJA INFLUYE EN LA PERCEPCIÓN DEL SABOR DE LOS CONSUMIDORES

Los zumos de frutas son una fuente de antioxidantes, además de contener vitamina C y provitamina A, aportan flavonoides y carotenoides, es decir, sustancias funcionales que no sólo alimentan, sino que cuentan con propiedades beneficiosas para la salud. No obstante, cómo percibe estas características el consumidor varía en función de la tonalidad del producto. Investigadores del grupo Color y Calidad de los alimentos de la Universidad de Sevilla han estudiado la relación entre el color y los aspectos sensoriales del zumo de naranja.

En este sentido, los investigadores han comprobado que pequeñas variaciones en el tono del color, por ejemplo, hacia más rojizo o más verdoso, hacen que varíe la percepción del consumidor. “Los catadores perciben los zumos verdosos como más ácidos. Además, cambian su valoración si ésta se realiza antes de probar el jugo (sólo observándolo) y después de probarlo”, explica la responsable del estudio Isabel Vicario.

Han comprobado que pequeñas variaciones en el tono del color, por ejemplo, hacia más rojizo o más verdoso, hacen que varíe la percepción del consumidor

Precisamente, uno de los factores que influyen en el color del zumo, la cantidad de pulpa, no siempre influye en el aroma, según han determinado los análisis de los científicos. “Hasta un 10% de pulpa aumenta la liberación del limoneno (uno de los compuestos más importantes para el aroma del zumo) en análisis in vivo, pero cantidades mayores tienen una incidencia imperceptible”, apostilla. Estas conclusiones se han publicado recientemente en la revista LWT-Food Science and Technology.

Por otra parte, los expertos han estudiado la incidencia sobre los compuestos saludables de procesos a los que se someten las naranjas para obtener zumo, como la supresión del amargor, para mejorar el sabor del producto final. En este sentido, los investigadores han comprobado que al eliminar el amargor no disminuyen los carotenoides, pero sí otro tipo de compuestos beneficiosos como los fenoles. Las conclusiones se han publicado recientemente en la revista Journal of Food Ingenieering. “Estos resultados indican que es recomendable exprimir la naranja en su punto óptimo de madurez, para evitar ese proceso de desamargado y conservar así los compuestos beneficiosos”, enfatiza Vicario.

Por otra parte, el procesamiento de la materia prima también influye en estas propiedades funcionales del producto. En concreto, los expertos han comparado el zumo de naranja industrial y el natural. “Hemos comprobado que la bioaccesibilidad de los carotenoides es mayor cuando los zumos se exprimen industrialmente que cuando se exprimen manualmente”, asevera Vicario.

Esta mejor absorción se explicaría por el tamaño de partícula que se reduce en el caso de los zumos industriales. En concreto, los expertos han analizado la bioaccesibilidad de un tipo de carotenoide, la beta-criptoxantina que fue superior en un 22% en el zumo exprimido industrialmente. Las conclusiones se han publicado en la revista Journal of Agricultural and Food Chemistry.

Simulando la digestión

Para determinar la cantidad de compuestos beneficiosos presentes en el zumo, los expertos han utilizado métodos de digestión in vitro, que simulan el proceso digestivo humano. Tras pasar por una digestión enzimática y posterior centrifugación, se analizan los compuestos resultantes, es decir, aquellos que estarían disponibles para su absorción.

“Estudiamos los componentes del zumo antes y tras hacerlo pasar por esta digestión simulada para conocer la bioaccesibilidad de los compuestos”. Para evaluar la biodisponibilidad los expertos analizan muestras de las células de la mucosa bucal, un indicador que refleja qué cantidad de lo absorbido ha llegado a los tejidos. “Hemos elegido este tipo de tejido por su carácter no invasivo, a diferencia de las muestras de sangre que resultan más complejos”, explica.

Referencia bibliográfica:

Rocío Fernández-Vázqueza, Robert Linforthb, Joanne Hortb, Louise Hewsonb, Dolores Hernanz Vilac, F.J. Heredia Miraa, Isabel M. Vicarioa, Ian Fisk. "Headspace delivery of limonene from the serum and non-serum fractions of orange juice in-vitro and in-vivo". LWT-Food Science and Technology51 (1): 65–72, abril 2013.

C.M. Stinco, Rocío Fernández-Vázquez, Dolores Hernanz, Francisco J. Heredia, Antonio J. Meléndez-Martínez, Isabel M. Vicario "Industrial orange juice debittering: Impact on bioactive compounds and nutritional value", Journal of Food Ingenieering.

Stinco CM, Fernández-Vázquez R, Escudero-Gilete ML, Heredia FJ, Meléndez-Martínez AJ, Vicario IM. "Effect of Orange Juice’s Processing on the Color, Particle Size, and Bioaccessibility of Carotenoids", Journal of Agricultural and Food Chemistry.

Fuente: Fundación Descubre

ABEJAS SILVESTRES MEJORAN LA CALIDAD Y OPTIMIZAN EL CULTIVO DE LOS CAFETALES

Una investigación desarrollada por entomólogos de la Universidad Nacional de Colombia en Medellín demostró que si las abejas silvestres polinizaran las plantas de café aumentaría la calidad de los granos y, de paso, optimizaría los cultivos. Una de las características de las variedades de café que se producen en Colombia es que tienen la capacidad de autopolinizarse. Esto significa que no necesitan que un agente externo fecunde los óvulos de la flor para producir semillas y frutos.

“Por esta razón, se le ha dado poca importancia a la función que tiene la polinización cruzada por abejas en la producción y calidad de frutos de café, pues no existe ningún trabajo sobre el efecto de los polinizadores sobre estas características”, afirma Alexánder Jaramillo Delgado, entomólogo de la Universidad Nacional de Colombia en Medellín.

En su tesis de grado, el magíster investigó el impacto que tienen las abejas silvestres en el cultivo, en aspectos como el número de granos por planta y el peso y aroma de las semillas. Estas características, según los resultados obtenidos, mejoran gracias a la polinización cruzada, que ocurre cuando el polen es llevado por el viento, los insectos o las aves a otras flores de la misma especie.

Según el profesor Óscar Efraín Ortega, director de la investigación, se estudió la acción de estos animales en tres sistemas: libre exposición (aire libre), libre exposición cerca de fragmentos de bosque y sombra.

También se comparó la autopolinización (aislamiento de las flores de los insectos) con la emasculación abierta (retiro de los estambres de la flor para evitar la autopolinización), la emasculación cerrada (sin estambres ni polinizadores) y la libre exposición (con visita de polinizadores).

 Una relación productiva

Los entomólogos hallaron que, al retirar los estambres –órganos masculinos de la flor que producen el polen (véase infográfico)–, se registraron los menores porcentajes de pérdida de grano. Esto significa que una mayor cantidad de frutos llegan a la madurez.

Lo anterior es indicador de que la planta responde mejor a la polinización cuando intervienen las abejas silvestres. Asimismo, sus semillas y frutos presentan un mayor peso promedio. Por ejemplo, el diámetro de la baya es más grande con la polinización abierta: alcanza los 1,6033 centímetros. En cambio, con la autopolinización (la forma habitual de fecundación en los cafetales) alcanza un tamaño medio de 1,3344 cm.

Igualmente, mejoran las propiedades de las semillas una vez secas, lo que favorece una mayor producción en términos de peso seco de los granos y en número de frutos.

Además, se observa una mayor concentración de azúcares, o grados brix, en frutos provenientes de este tratamiento. “Lo anterior puede mejorar el sabor y el aroma de los granos de café”, asevera el profesor Ortega.

En cuanto a los rendimientos de los cafetos, se estima que el tratamiento de emasculación abierta alcanzó un 92,33%, en el caso del cultivo estudiado en el municipio de Ciudad Bolívar, y de 93,47%, en el de Venecia. Esto significa un mayor éxito en términos de productividad.

El experto asegura que, por otra parte, es evidente el papel que tienen los cultivos de café en la conservación de las abejas silvestres de la región, como lo demuestra la alta diversidad de estos insectos asociados a los cafetos.

En total, se recolectaron 750 abejas de las familias Apidae, Halictidae y Megachilidae, que representan a tres de las cinco familias reportadas para Colombia, las cuales están distribuidas en 47 especies de 17 géneros, para el municipio antioqueño de Ciudad Bolívar, y en 50 especies de 20 géneros, para el de Venecia.

En las dos poblaciones, la riqueza y abundancia fueron mayores en los sistemas al aire libre. Los principales visitantes de las flores de café fueron los géneros Augochlorella, Apis, Trigona y Lasioglossum.

Buenas amigas

Estos datos demuestran el papel fundamental que juegan las abejas silvestres en la calidad del café y respaldan científicamente a aquellos caficultores que han decidido instalar colmenas artificiales cerca de las plantaciones.

En un país de tradición cafetera como Colombia –uno de los mayores exportadores del grano en el mundo–, esta clase de hallazgos permitirán crear nuevas prácticas para optimizar la producción.

En la actualidad, el café representa el 4% del producto interno bruto del país. La predicción de la Federación Nacional de Cafeteros, a finales del año 2012, era que la producción alcanzaría los 9 millones de sacos (un poco por encima del promedio de años anteriores, que fue de 8 millones), por efectos del clima y quebrantos de salud de los cafetales. Para incrementar esas cifras se requieren nuevos conocimientos y estrategias.

La polinización abierta podría ser una de ellas. Estudios recientes en países como Panamá, Costa Rica, Ecuador e Indonesia reportan aumentos significativos de la cantidad y la calidad de los frutos producidos gracias a esta bella relación natural entre abejas y plantas.

Fuente: UN/DICYT

INVESTIGADORES DE PEREIRA DESARROLLAN CULTIVO IN VITRO PARA MEJORAR LA CALIDAD DE LA PRODUCCIÓN DE LA MORA

En un trabajo conjunto, entre investigadores de la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP) y productores de mora de especie Castilla, se logró a través del cultivo in vitro, mejorar la producción y la calidad de éste tradicional fruto. El trabajo de investigación y de campo que se viene realizando desde hace más de tres años, arrojó como resultado que los productores de mora pasaron de cultivar ocho toneladas por hectárea al año a tener 15 toneladas por hectárea al año. Entre sus objetivos está desarrollar los protocolos para los cultivos in vitro y también colectar de las diferentes partes del país materiales cultivados, llevarlos al invernadero y establecer un banco de germoplasma para caracterizar con métodos moleculares las diferentes especies de moras existentes.

“Ha sido objeto de poca investigación en términos de mejoramiento genético o de estudios desde la diversidad genética que existe de esa especie en Colombia”, explicó Martha Leonor Marulanda Ángel, una de las integrantes del grupo en Biodiversidad y Biotecnología de la Facultad de Ciencias Ambientales de la UTP, encargado de la investigación del cultivo in vitro de la mora de Castilla.

 En el departamento de Risaralda, la mora de Castilla se cultiva en los municipios de Santa Rosa de Cabal, Santuario, Guática, Quinchía, Apía y Belén de Umbría, localidades que están por encima de los 1.400 metros sobre el nivel del mar. Lo mismo sucede en varios municipios de los departamentos de Calas y Quindío, donde se han adelantado trabajos de cultivo con las asociaciones de moreros.

El trabajo científico que ha realizado el grupo de investigación es desarrollar los protocolos para los cultivos in vitro y también colectar de las diferentes partes del país materiales cultivados, llevarlos al invernadero y establecer un banco de germoplasma para caracterizar con métodos moleculares las diferentes especies. “A pesar de que sea la misma especie puede haber diferencias importantes entre los materiales y eso es porque se adaptan a las condiciones climáticas distintas”, mencionó Marulanda.

 El trabajo de campo con los cultivadores de mora se logró a través de proyectos de participación que son financiados por el Ministerio de Agricultura, el cual exigía que los investigadores hicieran alianzas con los productores de este fruto, donde ellos montaron las parcelas y la mano de obra, y los científicos los apoyaron con el material vegetal y los insumos. “Los agricultores se convirtieron en co-investigadores y entraron a participar en la toma de datos y en las decisiones para establecer cuál era el material que se comportaba mejor”, comentó Marulanda.

 La experta agregó que la propagación de cultivo in vitro permite aumentar el número de plantas y sirve para ofertar materiales de diferentes orígenes y con diferentes características a los agricultores que de manera tradicional multiplican su misma semilla. “La innovación está es que nosotros estamos evaluando materiales de otras partes del país en los predios de los agricultores”, declaró Marulanda.

Los investigadores ayudaron a los cultivadores a mejorar sus prácticas agronómicas con abono y tecnología y de esa manera mejoraron la calidad y la productividad de la mora.

“Este es un cultivo asociado a pequeños productores donde se involucra la mano de obra familiar y tiene un componente social importante, es que si las familias tienen éxito con sus parselas, la comunidad permanecerá en sus predios”, concluyó.

FUENTE: AREANDINA/DICYT