Las pasturas se adaptan a los cambios climáticos

El aumento de 2 °C en la temperatura facilita la fotosíntesis y el incremento de la cantidad de hojas y de la biomasa en una planta leguminosa forrajera, de acuerdo con un estudio de científicos de la Universidad de São Paulo

Por Elton Alisson

Agência FAPESP – El aumento de 2 °C en la temperatura global hasta 2050, de acuerdo con uno de los escenarios previstos por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), podrá aportar beneficios a la fisiología y a los procesos bioquímicos y biofísicos implicados en el crecimiento de plantas forrajeras tales como la Stylosanthes capitata Vogel, una leguminosa utilizada como pastura de ganado en países tropicales como Brasil.

Esta conclusión se desprende de un estudio realizado por investigadores del Departamento de Biología de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de la Universidad de São Paulo (USP), campus de Ribeirão Preto.

Dicho estudio, producto de un Proyecto Temático realizado en el ámbito del Programa FAPESP de Investigación sobre Cambios Climáticos Globales (PFPMCG), acaba de salir publicado en la revista Environmental and Experimental Botany.

“El aumento de 2 °C en la temperatura del ambiente en que la Stylosanthes capitata Vogel fue cultivada experimentalmente favoreció la fotosíntesis, además del aumento de las hojas y de la biomasa de la planta”, dijo Carlos Alberto Martinez, coordinador del proyecto y primer autor del estudio, durante una conferencia dictada en el Workshop on Impacts of Global Climate Change on Agriculture and Livestock, realizado el día 27 de mayo en la FAPESP.

De acuerdo con Martinez, la Stylosanthes capitata Vogel es una importante leguminosa forrajera de las regiones tropicales y subtropicales del mundo. Esta especie de planta puede crecer en ambientes arenosos y es sumamente resistente a la sequía.

Con el cambio climático global, se estimaba que un aumento moderado de poco más de 2 °C en la temperatura podría tener efectos perjudiciales sobre el rendimiento fisiológico y el crecimiento de la planta cuando se la cultiva en un ambiente tropical como Brasil.

Con el fin de poner a prueba estas hipótesis, los investigadores realizaron un experimento en el cual cultivaron plantas en campo abierto, en un ambiente con temperatura normal, y en un área con temperatura controlada por medio de un sistema llamado T-FACE.

El sistema cuenta con un equipamiento que permite controlar la irradiación de calor sobre la copa de las plantas con calentadores de infrarrojo, de modo tal de permitir que la temperatura del ambiente de cultivo se ubique siempre 2 °C arriba de la temperatura normal.

Luego de cultivar las plantas con esas diferencias de temperatura durante 30 días, los investigadores realizaron mediciones de conversión de energía fotosintética, además de análisis bioquímicos y de la biomasa arriba del suelo.

Los resultados de las mediciones y los análisis indicaron que el aumento de alrededor de 2 °C en la temperatura fue capaz de mejorar la actividad fotosintética y la protección antioxidante de las plantas.

Asimismo, redundó en un incremento del 32% en el índice de área foliar y del 16% en la producción de biomasa arriba del suelo en comparación con las plantas cultivadas en temperatura normal, según Martinez.

“El aumento de la temperatura durante el período experimental fue favorable para el desarrollo de los procesos bioquímicos y biofísicos implicados en el crecimiento de la planta”, afirmó.

Adaptación climática

Según Martinez, algunas de las posibles explicaciones para el aumento de la actividad fotosintética, además de la elevación del índice de área foliar y el incremento de la producción de biomasa de ejemplares de Stylosanthes capitata Vogel sometidas al aumento de la temperatura, radicaron en la aclimatación térmica y fotosintética de la planta.

El organismo promovió ajustes en su fisiología, de modo tal no solamente de lidiar con un aumento potencialmente estresante de la temperatura durante su fase de crecimiento, sino también para realizar fotosíntesis con mayor eficiencia y mantener o incluso aumentar su crecimiento en esa nueva condición climática.

“Los resultados de este estudio indicaron que un aumento de hasta 2 °C en la temperatura puede ser ventajoso para el crecimiento de algunas especies de plantas tropicales tales como la Stylosanthes capitata Vogel”, afirmó Martinez.

“No obstante, se hace necesario aún dilucidar los efectos del calentamiento en la fase reproductiva para detectar posibles impactos del aumento de la temperatura sobre la floración, la fecundación, el rendimiento de las semillas y otros procesos del desarrollo de esas plantas”, dijo.

En otro experimento, los investigadores cultivaron la planta forrajera Panicum maximum a una temperatura 2 °C superior a la normal y con una concentración de carbono de 600 partes por millón (ppm), equivalente a un 50% más que la existente actualmente y que debe alcanzarse en 2050, de acuerdo con un de los escenarios proyectados por el IPCC.

Los investigadores constataron que hubo una menor partición de biomasa para las hojas en relación con el tallo de las plantas cultivadas en tales condiciones.

“Este cambio en la relación hoja-tallo es malo, pues el ganado se alimenta de la hoja y no del tallo, que es muy duro, y el animal no logra digerirlo”, dijo Martinez.

Braquiaria

Resultados similares también obtuvieron científicos del Centro de Energía Nuclear en Agricultura (Cena), de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la USP, campus de Piracicaba, en un experimento realizado con Brachiaria decumbens, una maleza común en los cultivos de café y la principal planta forrajera de Brasil, conocida popularmente como en el país como capim-mombaça.

Al cultivar la planta en un ambiente con 200 ppm de carbono arriba del nivel actual también en un sistema FACE, instalado en Embrapa Medio Ambiente, en la localidad de Jaguariúna, interior de São Paulo, los investigadores observaron un aumento en la producción de tallo y una disminución de biomasa en las hojas de la planta.

“Esto puede tener una serie de implicaciones en el uso de esta planta como forrajera, utilizada en más de 80 millones de hectáreas de pasturas en Brasil”, dijo Raquel Ghini, investigadora de Embrapa Meio Ambiente y una de las autoras del estudio, durante su conferencia en el evento.

Seguridad alimentaria

A juicio de Martinez, resulta necesario investigar los posibles impactos de los cambios climáticos globales sobre plantas utilizadas como pasturas, pues éstas representan la principal fuente de alimento para el ganado en países como Brasil, uno de los únicos del mundo que produce carne y leche con ganadería extensiva, es decir, mediante la cría de ganado en pasturas.

Si el rendimiento de los cultivos tropicales y pasturas se viera afectado por los cambios climáticos, esto ocasionaría consecuencias económicas importantes para el país y para la producción mundial de alimentos, sostuvo.

“Los impactos de los cambios climáticos sobre las áreas de pastoreo son muy serios y ya están registrándose”, afirmó Martinez. “La solución para cultivar pasto en áreas susceptibles a la sequía podrá ser la irrigación o la utilización de especies resistentes a la deficiencia hídrica y adaptadas a los cambios climáticos”, declaró el investigador a Agência FAPESP.

El Proyecto Temático coordinado por Martinez cuenta con la participación de investigadores de la University of Illinois, de la Columbia University y del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA, por sus siglas en inglés), además del Consiglio Nazionale delle Ricerche, de Italia, de la Universitat de Barcelona, España, y en Brasil, de las universidades Federal de São Carlos (UFSCar), Estadual Paulista (Unesp) y Estadual del Norte Fluminense (UENF), además del Cena de la USP, del Instituto de Botánica y de la estatal Embrapa.

Suscriptores de la revista Environmental and Experimental Botany pueden leer el artículo intitulado Moderate warming increases PSII performance, antioxidant scavenging systems and biomass production in Stylosanthes capitata Vogel (doi: 10.1016/j.envexpbot.2014.02.001), en: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009884721400029X.

En tanto, el artículo Biomass production, elemental and fibre composition of Brachiaria produced under free air carbon dioxide enrichment conditions, de Ghini y otros, puede leerse en: www.alice.cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/981745/1/2013RA011.pdf.