Investigadores granadinos mejoran el cultivo de cereales con la utilización de medidores fluorescentes y el estudio isotópico del carbono

La sequía es el principal problema de la agricultura andaluza. Las plantas no crecen, mueren antes de madurar y sus frutos no evolucionan. El grupo de investigación Fisiología y Tecnología de los cultivos, de la Facultad de Ciencias, está tratando de paliar este tipo de situaciones. Estos miembros de la Universidad de Granada son un grupo interdisciplinar en el que la fisiología y la agronomía forman un todo junto con la colaboración de empresas privadas, el Instituto de Fomento Andaluz y la Universidad de Almería. Nueve personas trabajan directamente en la mejora del trigo duro. Según el director del grupo, Luis Fernando García del Moral Garrido, «el futuro agrario andaluz está en las nuevas técnicas de cultivo. La sequía variable que sufre Andalucía con fuertes épocas de sequía y agua en abundancia en determinadas épocas hace que las plantas sufran. El Niño, los cambios climáticos, las incidencias de temperatura… hacen que los cultivos tengan que adaptarse». Los agricultores se enfrentan al problema de producir más, pero respetando el paisaje y controlando la contaminación. «El uso del agua es un bien limitado y estamos tratando de producir igual o en mayor cantidad con menos contaminación y manteniendo las tierras paisajísticas».

La fisiología trata de mejorar la productividad eliminando fertilizantes o pesticidas, «el agricultor debe ser respetuoso con el medio ambiente y mejorar el nivel de vida del consumidor. Por otro lado, la llamada agricultura sostenible pretende compatibilizar los recursos materiales de la región con el mantenimiento de tierras dedicadas a bosques o parques naturales». Pero, el principal problema es el agua. «Los agricultores tienen que competir en el agua con las ciudades, el turismo y el uso industrial. El agua es un bien escaso y hay que pensar en la manera más idónea para que los cultivos la utilicen de una forma más eficiente». La forma de ayudar en este tipo de situación pasa por el manejo de técnicas agromecánicas, la utilización de fertilizantes y la mecanización; o el estudio que está llevando a cabo este grupo granadino «las plantas».

Los miembros de Fisiología y Tecnología de los cultivos trabajan para averiguar que características deberían tener los cultivos de cereales para aprovechar de forma eficiente los recursos. «Estudiamos las especies mejor adaptadas en recursos y producción». Para mejorar una planta los genetistas trabajan mediante técnicas biotecnológicas, pero necesitan saber qué se debería mejorar. Hasta hace relativamente poco tiempo todo era empírico: se sembraban las variedades de cada especie y se comparaban, después venía el cruce de variedades para conseguir la más adecuada. Sin embargo, esto requería un tiempo y un esfuerzo que no siempre daba los resultados deseados. Aquí es donde entran los investigadores granadinos con las características fisiológicas adaptadas a ambientes localizados. «La solución a la mejora genética analítica es encontrar parámetros fáciles de medir en condiciones de campo que permitan de forma rápida dirigir la selección». El grupo Fisiología y Tecnología de los cultivos trabaja en la mejora de herramientas. «Un ejemplo es el contenido de la clorofila a largo plazo, la composición relativa del isótopo del carbono (que permite tener una idea de la resistencia a la sequía de la planta) o la termometría de infrarrojos para medir la temperatura de las hojas (analiza la eficacia del agua, ya que la sequía, las altas temperaturas y la alta radiación que sufren los cultivos mediterráneos provocan verdaderos problemas en las plantas y esta técnica permite conocer qué planta se mantiene más fresca con la misma cantidad de agua)».

Fluorescencia

Además, los investigadores utilizan la fluorescencia rápida de la clorofila, «las plantas emiten fluorescencia cuando no pueden realizar la fotosíntesis de forma adecuada y su nivel facilita conocer el nivel de agua o los condicionantes que necesitan». La medida de ajustes hídricos y omnaticos funcionan como indicadores de resistencia a la sequía, «las plantas en suelos muy secos absorben el agua de forma muy distinta y este indicador nos muestra cómo usar el agua de forma más eficiente». Asimismo la espoctoradiometría que mide la radiación del cultivo refleja y trasmite la capacidad de adaptación al ambiente. Todo ello más las características de crecimiento y desarrollo al ciclo mediterráneo con un otoño lluvioso y una primavera y verano muy seca. «Una solución sería encontrar una variedad que se adapte al calendario climático andaluz teniendo en cuenta variables como la temperatura, la luz y el aprovechamiento hídrico. Interesan plantas que maduren pronto para evitar la sequía de la primera y las heladas del invierno, adelantar el ciclo de cultivo».

Los investigadores trabajan con plantas no comercializadas que mezclan hasta conseguir una variante casi perfecta de ellas, las que suelen funcionar y ya están en la calle son el jabato y el viotrón. Pero, «todo es muy relativo porque existen especies que se adaptan perfectamente a un lugar y tienen problemas en otro, no todos los cereales son iguales». Sin embargo, lo que sí se puede adelantar son las características que deberían tener. Para García del Moral es esencial «incorporar genes que permitan el uso eficiente del agua durante el llenado del grano, la resistencia del aparato fotosintético a la temperatura o las plantas que mantengan la cantidad de clorofila durante la maduración del grano».

Otro de los factores esenciales para los fisiólogos es el estudio isotópico del carbono. «En la atmósfera hay varios isótopos del carbono (12, 13, 14) cuya diferencia reside en la cantidad de neutrones. La planta normalmente utiliza el carbono 12, cuando se encuentra en situaciones de stress y agota el carbono 12 asimila el 13, por lo tanto aquellas plantas que se mantienen más frescas son las que menos utilizan el carbono 13». Todas estas variables sirven para que los genetistas trabajen en la elaboración de una planta, «no transgénica porque se trata de la misma especie, el trabajo que realizan es mejorar la planta de forma genética hasta hacer que se adapten al medio ambiente y los recursos necesarios para su producción se reduzcan». El trabajo de los investigadores granadinos facilita la labor de los especialistas en genética acortando notablemente el proceso, aunque aún se necesitan entre ocho y nueve años. «Existen algunas especies que ya han sido enviadas a registro y han sido aceptadas».

Sin embargo, el trabajo del grupo Fisiología y Tecnología de los cultivos no se para aquí. Los investigadores han comenzado una nueva línea de trabajo para el Estudio de criterios morfosiológicos de selección como aproximación analítica a la mejora del trigo duro para resistencia a la sequía. «Hasta ahora había que cruzar y analizar la descendencia, volver a cruzar y ver si las adaptaciones se mantienen. Con este estudio pretendemos encontrar los marcadores moleculares, con técnicas de ingeniería genética, que identifiquen el nivel molecular de las características deseadas en los descendientes. El estudio lo hemos abordado en las altas temperaturas y la sequía». Con estas investigaciones y la cooperación mutua entre distintas ramas de la ciencia, los expertos pretenden facilitar la labor de los agricultores, producir más y mejor. Y de esta forma satisfacer el mercado de consumidores que crece a pasos agigantados.