La crisis hídrica y el cambio climático son dos fenómenos interrelacionados que afectan al planeta de manera profunda, alterando diversos sectores productivos, entre ellos la agricultura. El clima extremo, con sequías prolongadas, aumento de temperaturas y variaciones en las precipitaciones, está poniendo en riesgo la seguridad alimentaria a nivel global. En países como Chile, cuya economía depende en gran medida de la producción agrícola, estos cambios tienen repercusiones directas sobre la capacidad de los suelos para sustentar cultivos, especialmente en áreas con alta salinidad o escasez de agua.
El impacto del cambio climático sobre la agricultura es una preocupación urgente, ya que fenómenos como la sequía y la salinidad de los suelos limitan la producción agrícola y amenazan la estabilidad de las cosechas. En este contexto, las investigaciones que buscan soluciones innovadoras para mitigar los efectos del estrés abiótico (estrés causado por factores no biológicos como el clima o las condiciones del suelo) son fundamentales para garantizar la producción de alimentos en condiciones adversas.
Un ejemplo destacado de estos esfuerzos es el trabajo de un grupo de investigadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, el Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) La Cruz, y la Universidad Arturo Prat, quienes forman parte del proyecto Anillo de Investigación “PASSA”, financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID). Este equipo está desarrollando una formulación innovadora que tiene como objetivo aumentar la tolerancia de los tomates a la falta de agua y la salinidad del suelo, dos factores clave que afectan la productividad de los cultivos en muchas regiones del país.
¿En qué consiste la formulación?
El proyecto liderado por los investigadores chilenos propone la creación de un “biomodulador”, una mezcla de compuestos naturales que se aplicará a las plantas de tomate para mejorar su resistencia al estrés causado por la sequía y la salinidad. Esta formulación incluye principalmente dos antioxidantes naturales de gran potencial: el ácido lipoico y los carotenoides, que ya se encuentran de manera natural en las plantas. Además, se incorporarán moléculas químicas que han mostrado resultados prometedores en estudios previos realizados por el equipo de la Universidad de Chile.
El ácido lipoico y los carotenoides son compuestos que tienen propiedades antioxidantes, lo que significa que ayudan a neutralizar los efectos negativos de los radicales libres en las células vegetales. Estos radicales libres son moléculas inestables que se generan cuando las plantas experimentan estrés, como es el caso del estrés causado por la falta de agua o la salinidad del suelo. Al aplicar estos antioxidantes en forma foliar (directamente sobre las hojas de las plantas), se espera que las plantas puedan amortiguar los efectos del estrés oxidativo y, por lo tanto, mejorar su capacidad para sobrevivir en condiciones adversas.
El Dr. Michael Handford, co-director del proyecto PASSA y académico de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, explica que el estrés por sequía y salinidad provoca un estrés oxidativo en las células vegetales. “Es de esperar que al aplicar de manera foliar estos antioxidantes las plantas puedan amortiguar estos efectos”, señala el experto.
El papel de las rizobacterias en la formulación
Además de los antioxidantes, la formulación incluirá rizobacterias obtenidas de plantas que crecen en el desierto de Atacama, una de las regiones más áridas del planeta. Estas rizobacterias han demostrado ser capaces de soportar condiciones de extrema salinidad, lo que les otorga la capacidad de conferir resistencia a la salinidad en las plantas a las que se aplican. Investigaciones previas realizadas en la Universidad Arturo Prat han demostrado que estas rizobacterias pueden mejorar la capacidad de las plantas para sobrevivir en suelos salinos.
La formulación también integrará promotores de crecimiento a partir de rizobacterias nativas obtenidas del Banco de Microorganismos de INIA. Estas bacterias han mostrado resultados positivos en experimentos realizados en invernaderos con tomates, en los que se observó un aumento en el crecimiento de las plantas en condiciones de salinidad.
Resultados prometedores y avances del proyecto
El equipo de investigación ya ha comenzado a evaluar los efectos de estos compuestos y rizobacterias en plantas de tomate. Los análisis incluyen estudios morfológicos, fisiológicos y moleculares para determinar cómo las plantas responden al estrés causado por la sequía y la salinidad. Hasta el momento, los resultados han sido positivos: la aplicación de ácido lipoico, carotenoides, moléculas químicas y rizobacterias ha mostrado mejoras en varias características de las plantas, como su resistencia al estrés y su capacidad para mantener el crecimiento en suelos adversos.
En paralelo, los investigadores también han explorado otras moléculas con potencial para mejorar la resistencia de las plantas al estrés. Entre ellas destaca el quitosano, un biocompuesto natural que se utiliza como bioestimulante y que ha mostrado ser eficaz en la inducción de defensas en plantas de tomate frente al estrés salino y la sequía. El quitosano actúa como un estimulante de la defensa de las plantas, ayudando a activar sus mecanismos de protección frente a factores estresantes.
Próximos pasos y proyecciones
El siguiente paso del proyecto será realizar ensayos con una formulación que combine las mejores concentraciones de los componentes estudiados, con el objetivo de mitigar los efectos del estrés abiótico. Esto permitirá a los investigadores identificar la mezcla más efectiva para aumentar la tolerancia al estrés en los tomates, reduciendo así la necesidad de riego y mejorando la productividad en suelos salinos.
Los resultados de este proyecto tienen un enorme potencial para transformar la agricultura en Chile y en otras regiones afectadas por la escasez de agua y la salinidad del suelo. Si la formulación demuestra ser efectiva, no solo se podría salvar la producción de tomates en terrenos que actualmente no son aptos para este cultivo, sino que también se podrían aplicar estas técnicas a otras especies de plantas, lo que contribuiría a una agricultura más sostenible y resiliente al cambio climático.
Conclusión
La investigación en torno a la mejora de la tolerancia de las plantas al estrés abiótico es fundamental para enfrentar los desafíos impuestos por la crisis hídrica y el cambio climático. El trabajo del proyecto “PASSA” es un ejemplo claro de cómo la ciencia y la innovación pueden ofrecer soluciones viables para asegurar la producción de alimentos en un contexto de creciente escasez de recursos hídricos y aumento de la salinidad de los suelos. Con el uso de compuestos naturales y rizobacterias, se abren nuevas posibilidades para mantener la producción agrícola en condiciones que, de otro modo, serían insostenibles. Este tipo de avances científicos no solo son cruciales para la agricultura chilena, sino que también podrían tener un impacto global en la seguridad alimentaria y la sostenibilidad de la agricultura frente al cambio climático.