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Cómo logrará la planta del arroz sobrevivir inundaciones y sequías
Hay nuevas estrategias para salvar un grano crucial para la alimentación de la humanidad
Las plantas son como nosotros, también tienen técnicas para lidiar con el estrés. Así que los científicos están documentando esos secretos de las plantas para combatir el estrés y con ello salvar de los cambios climáticos a uno de cultivos más importantes en la faz de la Tierra.
“Este cultivo es la principal fuente de calorías para más del 45 por ciento de la humanidad, pero su cosecha está en peligro”, señaló Julia Bailey-Serres, genetista de UCR y líder del estudio. “Las inundaciones compiten con las sequías en torno a los daños causados a los cultivos de los granjeros cada año en los Estados Unidos”.
Un equipo dirigido por expertos de la Universidad de California en Riverside ha descubierto qué es lo que le pasa a las raíces de las plantas del arroz, cuando se enfrentan a dos tipos de situaciones estresantes: mucha agua o poca agua. Estas observaciones forman las bases para nuevas estrategias de protección.
Si bien es posible que el arroz florezca en suelos inundados, las plantas rinden menos o incluso mueren si el agua es demasiado profunda durante mucho tiempo. El estudio simuló inundaciones prolongadas de cinco días o más, un tiempo en que las plantas se quedaron completamente sumergidas. También se simularon condiciones de sequía.
Los investigadores examinaron en particular la respuesta de las raíces en ambas condiciones, porque las raíces son las primeras en responder de manera invisible al estrés causado por inundaciones o sequías.
Esta investigación ha sido publicada en un nuevo ensayo publicado en el diario Developmental Cell.
Una de las principales cosas que descubrieron es una sustancia parecida al corcho, llamada suberina, que producen las raíces del arroz en respuesta al estrés y les ayuda a protegerse tanto de las inundaciones como de las sequías.
“La suberina es una molécula lípida que ayuda a que cualquier agua que absorben las raíces llegue hasta los brotes de la planta y a que el oxígeno de los brotes llegue a las raíces”, explicó Bailey-Serres. “Si reforzamos la capacidad de la planta de crear suberina, entonces, el arroz tiene más posibilidades de sobrevivir en todo tipo de climas”.
Los investigadores pudieron identificar una red de genes que controlan la producción de suberina y podrán usar esa información para la edición de genes o la reproducción selectiva.
“Entender a la suberina es particularmente emocionante porque no es susceptible a la descomposición por los microbios del suelo, por lo que el carbono que la planta pone en las moléculas de la suberina en las raíces se queda atrapado en el suelo”, dijo Alex Borowsky, biólogo computacional y coautor del estudio. “Esto significa que un incremento en la suberina podría ayudar a controlar los cambios climáticos al eliminar y almacenar el carbono de la atmosfera”.
“Uno de nuestros descubrimientos más interesantes, es que cuando las plantas de arroz se sumergen en el agua, el ciclo de crecimiento de la célula de la raíz hace una pausa, y luego se reactiva tan pronto como los brotes tienen acceso al aire”, manifestó Bailey-Serres.
En el futuro, el equipo de investigadores planea probar de qué manera la modificación de estas respuestas al estrés pueden hacer que la planta sea más resiliente tanto en condiciones húmedas como secas.
“Ahora que entendemos estas respuestas, contamos con una guía para realizar los cambios específicos al genoma del arroz que puede dar como resultado una planta más tolerante al estrés”, indicó Bailey-Serres.
Aunque tanto las lluvias intensas como las sequías son amenazas crecientes, Bailey-Serres tiene la esperanza de que la nueva tecnología genética pueda incrementar su resiliencia antes de que sea muy tarde.
“Con la edición del genoma, el hecho de que podamos hacer un cambio pequeño pero específico y proteger una planta de una enfermedad es asombroso. Aunque nuestros cultivos están bajo amenaza, las nuevas tecnologías nos dan una buena razón para mantener la esperanza”, agregó Bailey-Serre.
Un nuevo proyecto busca sacar ventaja a los beneficios que ofrece la baya del saúco
¿Pueden las plantas que se cultivan como barrera vegetal ser también una fuente de ingreso? Esa es la pregunta que sirve como guía a un nuevo estudio de UC acerca del potencial que tiene la baya del saúco como un cultivo comercial para los granjeros.
La baya del saúco azul, una planta nativa de California con racimos de pequeñas bayas de color negro azulado y un sabor agridulce, es consumida desde hace mucho tiempo por los indígenas nativos estadounidense ubicados en el oeste y se utiliza hoy en día para fabricar mermeladas, almíbar, vinos y licores. Y mientras que los huertos de bayas del saúco están apareciendo en partes del medio oeste, las de California crecen por lo general en los bordes de los campos, y los productos de baya del saúco que se venden al menudeo dependen mayormente de cultivos forrajeros o importaciones.
Los granjeros de la granja The Cloverleaf, cerca de Davis, ya están vendiendo productos hechos con bayas del saúco cultivadas en sus instalaciones al lado de sus moras y frutas de hueso. Y se han dado cuenta que a los clientes les encantan. Los granjeros quieren entender la viabilidad de cultivar bayas de saúco para comercializarlas más allá de su naciente esfuerzo, para trasladar a casa, un poco de la producción de fuera de estado.
“Pienso mucho acerca de la sustentabilidad a largo plazo de nuestros sistemas alimentarios”, señaló Katie Fyhrie, una de los granjeros de Cloverleaf. “Sigo pensando sobre cuánto nos enfocamos en el cultivo de moras y arándanos azules, cuando la baya del saúco también logra, con menos recursos, ese color oscuro y sabor que a la gente le gusta”.
Las bayas del saúco crecen típicamente en las granjas como barreras vegetales por su habilidad de atraer a los insectos benéficos, actuar como rompe vientos y captar carbono, beneficiando a la salud general de la granja, pero sin proveer de un beneficio directo al propósito principal de esta. A pesar de los prolongados programas que comparten costos con el gobierno federal para plantar las bayas del saúco, la cantidad que se han plantado en California sigue siendo bastante pequeña en relación con la gran expansión de tierras de cultivo en el estado. Agregar un incentivo financiero al cultivo de bayas del saúco podría ayudar a incrementar su popularidad entre los granjeros.
Mientras que los cambios climáticos impactan a California con calor y una disponibilidad de agua impredecible, algunos estudios sugieren que los granjeros necesitarían tomar en consideración la diversificación de sus cultivos para adaptarse a los cambios climáticos locales.
Las bayas del saúco, las cuales crecen en regiones áridas de California a lo largo de la costa y en las montañas, tienen el potencial de crecer en una variedad de climas y adaptarse a los cambiantes ecosistemas de California en el futuro.
No es muy probable que los granjeros planten huertos enteros de bayas del saúco, en parte debido a las restricciones que existes para podar la baya del saúco que pudiera ser el refugio para el escarabajo longicornio del saúco del Valle, incluido en la lista federal de especies amenazadas. Pero para los agricultores pequeños y medianos que buscan diversificar sus fuentes de ingresos, las bayas del saúco podrían representar un buen impulso.
El proyecto de dos años de la baya del saúco que se lleva a cabo actualmente concluirá con una guía de producción para granjeros, un estudio sobre el costo de producción, una evaluación de la demanda comercial y contenido nutritivo, además de talleres para ayudar a los granjeros a conectarse con compradores interesados en productos de bayas del saúco. El proyecto también abordará asuntos relacionados con el escarabajo longicornio del saúco del Valle y cómo generar dinero con las barreras vegetales.
“El jugo de baya del saúco está disponible ya en muchos productos”, manifestó Fyrhie, “así que crear un mercado para las bayas del saúco cultivadas localmente no parece ser una situación desventajosa”.
Para los granjeros que se interesen aprender sobre cómo incorporar plantas perenes en cultivos anuales y prácticas agroforestales similares, vean un seminario en línea (en inglés) sobre el tema, impartido recientemente por SAREP, pulsando aquí.
La hermosa y saludable pitaya crece en el sur de California
El granjero Arian Williams atiende con éxito 16 acres de aguacates en el área de Temecula conocida como De Luz, pero él y su esposa llegaron al Festival de la Pitaya de la UC, realizado el pasado mes de agosto, para ver si existe un potencial comercial para la producción de esta fruta.
"Nos estamos llevando unas muestras ahora para probarlas”, dijo Williams.
Vanessa Caballero, la esposa de Williams, se mostró entusiasmada sobre la posibilidad. "Me encanta como lucen las pitayas y no hay muchas que se cultiven comercialmente ahora", señaló.
La visita al campo del Centro de Investigación y Extensión South Coast de UC en Irvine incluyó presentaciones con bases científicas sobre estrategias de riego, control de taltuzas, manejo integrado de plagas y el impacto del nematodo agallador de las parras y del cactus de pitaya. Nativo de América Central, este cultivo se ha hecho popular en Asia y el Medio Oriente. La mayor parte de las frutas que se venden en EUA son importadas.
El asesor de Extensión Cooperativa de la UC, Ramiro Lobo, descubrió que el hermoso cactus que da fruto crece bien en el clima del Sur de California. La pitaya se da bien en las regiones donde se producen los aguacates, pero usan mucho menos agua. También son excelentes plantas para jardín, agregando un toque especial a la vez que producen frutos.
El fruto de la pitaya empieza con una flor grande y llamativa que florea durante la noche y que contiene las partes masculinas y femeninas. En muchas de las variedades más populares, las anteras (las partes masculinas que contienen el polen) y el estigma (la parte femenina que necesita ser polinizada) están separadas por una distancia que previene que los polinizadores nocturnos, como las mariposas nocturnas, hagan consistentemente la conexión.
Para que se logre un cultivo abundante y uniforme, Lobo sugiere que se lleve a cabo la polinización manual. El polen se puede colectar agitando una flor sobre un tazón o cortando las anteras con unas anteras sobre una taza. Lobo guarda el polen en el congelador hasta la noche o las primeras horas de la mañana cuando el cactus florea. Luego toma un poquito con una brocha para maquillaje barata y la espolvorea ligeramente sobre el estigma de las flores.
“Es fácil y solo toma unos segundos por flor", mencionó Lobo. "Si no lleva a cabo la polinización manual termina con frutos muy pequeños. Y no hay uniformidad".
La polinización manual también permite que los granjeros hagan una proyección más exacta de su cosecha de pitayas y trabajen con anticipación con las compañías que comercializan la fruta. Lobo señaló que lleva consigo un contador mecánico que presiona conforme poliniza las flores. Cuarenta días más tarde, el número preciso de pitayas estarán listas para ser cosechadas.
Agricultura para toda la vida: tema de la Semana Nacional de la Agricultura
¿Cómo celebra usted en su vida la agricultura estadounidense? Antes de la Semana Nacional de la Agricultura, celebrada del 19 al 25 de marzo y el Día Nacional de la Agricultura, el 21 del mismo mes, los estudiantes del tercer grado del Valle Central “aprendieron con una lechuga” cómo llevar más agricultura a sus vidas. El Centro de Extensión e Investigación de UC Kearney ofrece una actividad para plantar lechugas todos los años Durante el Día de la Granja y Nutrición, en los condados de Fresno y Kings County, alrededor de la misma fecha en que se celebra la Semana Nacional de la Agricultura.
Los estudiantes, con la ayuda de voluntarios, aprendieron cómo sembrar pequeñas plántulas de lechugas en una maceta con tierra saludable para llevarse a casa y trasplantar más tarde. Además de ayudar a los niños a entender la relación entre sus alimentos y la agricultura. La plantación de lechugas les ofreció una experiencia práctica acerca de sembrar alimentos saludables y nutritivos en casa.
La Semana Nacional de la Agricultura representa un esfuerzo nacional coordinado del Consejo Nacional de la Agricultura para difundir la historia vital de la agricultura estadounidense y recordar a los ciudadanos que la agricultura es parte de todos nosotros. El Día Nacional de la Agricultura insta a todos los estadounidenses a:
• Entender la forma en la que los alimentos y productos de fibra son producidos.
• Apreciar el papel que la agricultura juega en la tarea de proveer productos seguros, abundantes y costeables.
• Valorar el papel esencial de la agricultura en el mantenimiento de una economía fuerte.
• Reconocer y considerar las oportunidades profesionales en las industrias de la agricultura, alimentos y fibra.
Cada granjero estadounidense alimenta a alrededor de 144 personas. Conforme la población mundial se incrementa, existe una mayor demanda de alimentos, fibra y recursos renovables que son producidos en Estados Unidos. La agricultura es la principal exportación de esta nación y es increíblemente importante para sustentar una economía saludable. Por ello la Semana Nacional de la Agricultura es el momento ideal para reflexionar y agradecer al sector agrícola estadounidense por ello.
Empiece a sembrar sus vegetales de primavera y verano
Empiece con el pie derecho su huerto de primavera-verano. Inicie ya el cultivo de plantas de semillero en el interior para tenerlas listas para trasplantar en el suelo cuando el clima se ponga más cálido y no exista más la amenaza de una helada. Cultivar verduras a partir de semillas es una pasión para muchos ávidos jardineros, pero hasta un jardinero novicio puede divertirse y tener éxito con un poco de planeación y esfuerzo.
Aunque cultivar verduras a partir de semillas requiere un poco de trabajo extra, cuando germina sus propias semillas tiene acceso a una más amplia variedad de verduras que las que están disponibles típicamente en un vivero local. A muchos jardineros les encanta experimentar con el cultivo de sabores, colores, texturas, tamaños exóticos o inusuales de sus verduras favoritas.
¿Qué necesita?
- Semillas
El cultivo de plantas de semillero saludables empieza con semillas saludables y de alta calidad. Asegúrese de comprar semillas de un proveedor de buena reputación y leer las instrucciones y recomendaciones en los paquetes de semillas sobre instrucciones específicas para sembrar.
Recuerde que si usted guarda las semillas de su propio huerto, las plantas que produzca en el futuro podrían no ser idénticas a las plantas originales, porque son el resultado de una polinización al azar. Cuando guarde sus propias semillas, límpielas, séquelas y colóquelas en un recipiente que las mantenga secas. Guárdelas en un lugar frío. - Mezcla para germinación
Para empezar bien sus plantas de semillero no use tierra para jardín o mezcla para maceta (garden soil o potting mix). La tierra para macetas o jardín es muy pesada, no es estéril y no drena bien. Se recomienda usar la mezcla para germinación que consiste en una combinación de una tercera parte de arena esterilizada, una tercera parte de vermiculita y otra tercera parte de turba lo cual permite que el aire circule manteniendo la humedad, pero drena bien. - Recipientes
Hay una gran variedad de recipientes que puede comprar, incluyendo charolas con divisiones, o puede usar macetas pequeñas individuales de barro o plástico. También es posible reciclar cosas que tienen en su hogar, como los envases de leche, los rollos del papel higiénico o servilletas y los envases del yogur, por mencionar algunos. Es importante que lave todos los recipientes muy bien y los remoje y enjuague en una solución de una parte de blanqueador de cloro y nueve de agua, para ayudarle a prevenir la presencia de enfermedades en sus delicadas plantas de semillero.
- Una fuente de luz
Las plantas de semillero comestibles necesitan, generalmente, una fuente de luz intensa para convertirse en plantas saludables. A menudo, las germinaciones de semillas requieren de más luz de la que reciben de una ventana grande. Cuando requiera más luz, cuelgue luces fluorescentes sobre los semilleros a una distancia de seis a doce pulgadas durante aproximadamente 16 horas por día. Después de que las semillas han germinado, mueva los semilleros a una ventana fría, ubicada hacia el sur con suficiente luz natural. Revise los paquetes de semillas en busca de consejos específicos sobre germinación para ciertas especies. - Una fuente de calor
La mayoría de las semillas tienen un mínimo y máximo de temperatura óptima para germinar, revise los paquetes o catálogos de semillas para las temperaturas de germinación. La temperatura es extremadamente importante para obtener el mayor éxito en la germinación (vea la gráfica). La mayoría de las plantas comestibles germinan más rápido en suelo cálido (75° a 85° F), para proveer una fuente de calor constante se puede usar una almohadilla caliente. Una vez que las semillas han brotado los semilleros prefieren temperaturas un poco más frías así que la almohadilla caliente ya no se necesita.
Condiciones térmicas para la tierra para germinación de verduras, del California Master Gardener Handbook (tabla 5.2):
- Agua
La germinación empieza cuando la semilla absorbe el agua. Se necesita de un continuo y adecuado riego para asegurar una germinación exitosa. Una vez que la germinación ha empezado trate de evitar periodos de sequedad o riego excesivo que pueden causar que las pequeñas plantas de semillero se sequen.
Después de haber experimentado la maravilla de ver una semilla convertirse en un semillero maduro es tiempo de trasplantar. Para trasplantar, excave con cuidado y saque la pequeña planta del recipiente. Prepare su nueva ubicación haciendo un hoyo del mismo tamaño y profundidad que el espacio donde crece el semillero; una vez que lo coloque allí presione la tierra y riegue suavemente. Cuando sea posible, mantenga la planta trasplantada alejada de los rayos y calor directos del sol durante algunos días.
Aprenda más con el Programa Jardinero Maestro de la UC
¿Está interesado en aprender más sobre cómo sembrar plantas de semilleros o cómo cultivar un huerto? El Programa Jardinero Maestro de la UC cuenta con voluntarios capacitados dispuestos a ayudar. Los voluntarios están disponibles para responder a preguntas sobre la preparación de la tierra, fertilización, uso de mantillos y mucho más. Con programas en más de 50 condados a lo largo de California de seguro encontrará un taller o clase cerca de usted. Visite nuestro sitio web para localizar su Programa Jardinero Maestro de la UC, mg.ucanr.edu.
Recursos:
Guía del Jardinero Maestro de California, Propagación de Plantas (Plant Propagation), página 112-118, anrcatalog.ucanr.edu
Página web Jardinería en Callifornia, Verduras y Sustentables, (California Gardening, Vegetables & Sustainable)¿Cómo cultivo plantas de semillero en el interior? (How do I start seeds indoors? )