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ELFUTURODELAALIMENTACIÓNYRETOSDELA
AGRICULTURAPARAELSIGLOXXI:
Debatessobrequién,cómoyconquéimplicacionessociales,económicasy
ecológicasalimentaráelmundo.
THEFUTUREOFFOODANDCHALLENGESFOR
AGRICULTUREINTHE21stCENTURY:
Debatesaboutwho,howandwithwhatsocial,economicandecological
implicationswewillfeedtheworld.
ELIKADURARENETORKIZUNAETANEKAZARITZAREN
ERRONKAKXXI.MENDERAKO:
Munduanork,nolaetazer-nolakoinplikaziosozial,ekonomikoetaekologikorekin
elikatukoduenizangodaeztabaidagaia
Lainvestigaciónalserviciodelasostenibilidady
seguridadalimentariaenuncontextodecambio
climático
Del-CantoA,MenaPetiteA,Pérez-LópezU,AldezabalA,
Muñoz-RuedaA,LacuestaM
Paper#74
Apirila–Abril–April
24,25,26
2017
www.elikadura21.eus
Lainvestigaciónalserviciodelasostenibilidady
seguridadalimentariaenuncontextodecambio
climático
Del-CantoA,MenaPetiteA,Pérez-LópezU,AldezabalA,Muñoz-Rueda
A,LacuestaM
Laactividadagrícolaestásiendosometidaaunacrecientepresiónpara
incrementarymejorarsuproductividad,conelfindeasegurarelsuministrode
alimentosenunescenariodecambioclimáticoydecrecientepoblaciónmundial.
Duranteaños,laproducciónagrícolasehabasadoenunaumentocontínuodela
producción,incrementandoelusodefertilizantes,pesticidas,yundescensoenla
biodiversidaddecultivos.Losdañosqueestetipodeprácticashangeneradoenel
medioambiente,unidosaunaumentodelasensibilidaddelconsumidorporlos
temasmedioambientalesyelbienestaranimal,asícomounmayorapoyoalas
técnicasdeproduccióntradicionalesyalaproduccióndecercanía,están
modificando,aunquelentamente,lossistemasdeproducción.Aestohayque
añadirelimpactoqueelcambioclimáticopuedetenerenlossistemas
agroforestalesamedioylargoplazo.Así,elaumentodelCO2ydeotrosgasesde
efectoinvernadero,responsablesdelcambioclimático,estánprovocandoel
incrementodelaTa,delosciclosdesequíaydelasalinizacióndelossuelos.Estos
cambiosprovocanimportantesmodificacionesenlafisiologíadelasplantas
alterandoelcrecimiento,laproductividadylacalidaddelosproductosagrícolasy
losrecursosnaturalesdelamontaña(sistemasextensivos).
Estoscambiosdebenserabordadosdesdediferentesperspectivasparaevitar,oal
menosminimizar,elimpactoqueelcambioclimáticopuedetenerenlossistemas
biológicos,enlabiodiversidad,enlaproduccióndealimentosyenlaseguridad
alimentaria.Porello,esfundamentalllevaracaboinvestigacionestantobásicas
comoaplicadasquepermitanconocer,nosóloelefectoqueelcambioclimático
tienesobrelaproducciónycalidaddelosalimentos,sinotambiénlacapacidadde
adaptación,tantodeloscultivosagrícolascomodelosrecursospascícolasfrentea
lanuevasituaciónambiental,buscandoestrategiasqueminimicenlosimpactos
negativosyfavorezcanlossistemasdeproducciónfrentealasnuevassituaciones
ambientales.
NuestrogrupodeinvestigaciónFisioclimaCO2delaUniversidaddelPaísVasco
(UPV/EHU)llevamásde20añosanalizandolainteraccióndelincrementodelCO2
ylosprincipalesestresesasociados(comolaTa,déficithídrico,fertilización
nitrogenada,salinidad)enlaproductividadysupervivenciadediferentesespecies
vegetalesdeinterésagronómicocomocebada,alubia,maíz,sorgo,lechuga.Así
mismo,sehanrealizadoestudiosecológicosdecomunidadesenpastos
seminaturales,evaluandolainteraccióndeespeciesvegetalespratensesyla
interacciónvegeción-herbívoroconelfindeobtenerunaprovechamientoóptimo
delospastosdemontaña.Losobjetivosprincipalesquesepersiguenennuestras
líneasdeinvestigaciónsonlossiguientes:
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
1. INTRODUCCIÓN
1
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
1. Conocerenprofundidadlosmecanismosecofisiológicosylacapacidadde
adaptacióndelasespeciesdeinterésagrícolaalascondicionesimpuestas
porelcambioclimático.Estosconocimientosayudaríanaestablecerlas
pautasderespuestadelasplantasfrentealosestresesambientales,tanto
desdeelpuntodevistagenéticocomofisiológicoypodríautilizarseen
programasdemejora.Paraello,trabajamosen:(i)laseleccióndenuevas
variedadesdecebadamástolerantesasequía,CO2yTa;(ii)lamejorade
lasinteraccionesrizobio-leguminosaquepermitaadaptarloscultivosante
lasnuevassituacionesambientalesdeCO2ysequía,reduciendoelusode
fertilizantesnitrogenados;(iii)elestudiocomparadodelaproducción
ecológicayconvencionaldeleguminosasparadotardeherramientasque
permitanfomentarelusodelaagroecologíacomoalternativade
producción.
2
2. Laoptimizacióndelosrecursospascícolasanalizandolaincidenciaquelasequía
ylasprácticasasociadasalpastoreopuedentenerenlaproduccióny
calidadfinaldelospastos.Medianteunexperimentoeninvernadero
(mesocosmos)seanalizaráelefectoquelos
principalesmecanismos
inducidosporelpastoreo(defoliación,fertilización,dispersióndesemillas)
ensituacionesdesequía,ejercensobreladiversidadflorística,calidad
nutritivayrelacionesdecompetenciadelospastosseminaturales
atlánticos.
3. Encontrarestrategiasqueminimicenelimpactodelcambioclimáticoy
permitanunaproducciónsostenibleylaseguridadalimentariapresentey
futura.
2.TRAYECTORIAYRESULTADOSMÁSDESTACABLESDELGRUPO
FISIOCLIMA-CO2
Enlaactualidad,elgrupodeinvestigacióndelaUPV-EHUFisioclima-CO2dirigido
porelDr.Muñoz-Rueda,estácompuestopor15investigadores(7profesores,5
postdoctorales,3predoctorales)quepertenecenalasáreasdeconocimientode
FisiologíaVegetal(lideradoporelDr.AlbertoMuñoz)yBotánica(lideradoporla
Dra.ArantzaAldezabal).
Elequipodefisiologíavegetal,poseeunaampliaexperienciaenelestudiodela
interaccióndelaumentodelCO2conotrosestresesligadosalcambioclimático
comolasequíaylasalinidad.Talesestudiosvanencaminadosadilucidarlos
mecanismosdelarespuestadelaproductividaddeloscultivos(principalmente
cerealesyleguminosas)alaumentodelCO2ylabúsquedadeespeciesocultivares
capacesdeaprovecharelefectoestimuladorqueelaumentodeCO2tienesobre
laproduccióndeloscultivosbajolascondicionesdecambioclimático.Entales
ensayosseponedemanifiestolanecesidaddeanalizardequéformaelelevado
CO2interactuaráconotrosestresescomolasequíaylasalinidad,entreotros.
Trashabercontrastadoalgunasdelashipótesissobrelainteracciónentre
diferentesfactoresasociadosalcambioclimáticoenunasolaespecie,iniciamos
estudiosenotrosecosistemascomolospastosdemontaña,dondeconvivenmás
deunaespecieyexisteelfactordelacompetenciaentreespecies.Estatemática
sirviódenexoconlosobjetivosplanteadosenlosestudiosdesarrolladosen
condicionesnaturalesporelequipode“EcologíadelPastoreoyDinámica
Forestal”delaUPV/EHU,deBotánica,quecuentaconunalargatrayectoriaenel
análisisdelainteracciónentrelosherbívorosysuhábitat,asícomoenelestudio
deladinámicaforestalyladiversidadfúngicaterrestreasociadaadichos
ecosistemas.Lostrabajosrealizadospordichogrupotienencomoobjetivo
principalentendercómorespondenlascomunidadesvegetalesalas
perturbaciones,seannaturalesogeneradasporelhombre(principalmente,el
pastoreo).Enlaactualidad,suactividadinvestigadorasecentraendoslíneasde
investigación:(1)elanálisisdelainteracciónsuelo-vegetaciónyelefectodelcese
totaldelpastoreosobrelacomposiciónflorísticadelpasto,diversidadvegetal,
diversidaddelacomunidadfúngicaendomicorrícica,parámetrosfísico-químicos
delsuelo,asícomolatemperatura,contenidodeaguaylaactividaddelas
comunidadesmicrobianasensuelo;(2)laevaluaciónydescripcióndelosprocesos
quemodificanlospatronestemporalesyespacialesdelasespeciesleñosas,
principalmenteenmatorralesybosques,asícomoelestudiodelasinteracciones
entreplantasyhongosmicorrícicos.Elgruposehaespecializadoendiversas
técnicascomoladendrocronologíayelmodeladodepatronesespacialesy
temporales.
Desdeelaño2016,traslafusióndeambosequipos,elgrupodeinvestigación
FisioclimaCO2hatrabajadonosóloencondicionescontroladasencámarasde
crecimiento,fitotronesoinvernaderos,simulandolascondicionesambientales
ligadasalcambioclimático(comosonsequía,salinidad,temperatura,elevado
CO2,etc),sinotambiénenparcelasexperimentalesenelcampo,encultivo
convencionalyecológicoyenpastosseminaturales,loqueleconfiereuna
experienciamuyvaliosaparaavanzarenelconocimientodelefectoquelas
condicionesligadasalcambioclimáticoproducenencereales,leguminosasy
pastosseminaturales.
Acontinuaciónsedescribendeunamaneraesquemáticayresumidaalgunosde
losresultadosmásrelevantesdenuestrasinvestigaciones.
2.1.RespuestadelacebadaalasequíayelelevadoCO2
1-ElelevadoCO2aliviaelimpactodelasequíaenlacebadamejorandosuestado
hídricoaldisminuirlaconductanciaestomáticayretrasandosusefectossobrela
fotosíntesis(Robredoetal.,2007).
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
2-Elestréshídricoinfluyedemaneradiferencialenlascaracterísticas
fotosintéticasdecebadacuandocreceaCO2elevadooaCO2ambiental.El
elevadoCO2contrarrestaelefectodelasequíaatravésdemecanismostanto
bioquímicoscomofisiológicos,disminuyendoelriesgodedañosenelaparato
fotosintético,loquepermitealasplantasenfrentarsemáseficientementeal
estréshídrico(Robredoetal.,2010).
3-ElelevadoCO2mejoraelmetabolismodelnitrógenoafectadoporlasequíaal
mantenerunmejorestadohídricoyaumentandolafotosíntesis,loquepermite
unamayorreduccióndelnitratoyasimilacióndelamonio,mitigandomuchosde
losefectosdelasequíaenelmetabolismodelnitrógenoypermitiendounamás
rápidarecuperacióntraselestréshídrico(Robredoetal.2011).
2.2.RespuestadelacebadaalasalinidadyelelevadoCO2
1-Elimpactodelestréssalinoenelestadohídricodelacebadaesmitigado
3
parcialmenteporelelevadoCO2,debido,enparte,aunamayorcapacidadde
realizarajusteosmóticoyunamenorpérdidadeelasticidad(Pérez-Lópezetal.,
2009a,2010a,2014a).
2-ElelevadoCO2reducelaslimitaciones,tantoestomáticascomofotoquímicasy
bioquímicasprovocadasporlasalinidadenlafotosíntesisdeloscultivaresde
cebada.(Pérez-Lópezetal.,2012).
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
3-Elestrésoxidativocausadoporlasalinidadenloscultivaresdecebadaes
mitigadoporelaumentodelaconcentracióndeCO2implicandomenorestasasde
generacióndeROSyunmejormantenimientodelahomeostasisredoxcomo
consecuenciadeunamásaltatasadeasimilaciónymenortasade
fotorrespiración,siendoademástalrespuestadependientedelcultivar(PérezLópezetal.,2009b,2010b).
4
4-LaconcentracióndeCO2contrarrestaelefectodelasalinidadenlanutrición
mineralalincrementarelcrecimientovegetalylatomadeionescomo
consecuenciadeunamayorfracciónderaícesfinasydeunamayorcantidadde
esqueletoscarbonados,loquepodríapermitirunamayordisponibilidaddeATP,
necesarioparalatomadenutrientes(Pérez-Lópezetal.,2014b).
5-ElefectodelasalinidadenelmetabolismodelNesmoduladoporelnivelde
CO2delaatmósferaatravésdemayorestasasdetoma,reducciónyasimilación
delnitrógeno,mostrandonivelessuperioresdecomposiciónisotópicade15Ny
proteínas,loquelespermitesermáseficientesenelusodelnitrógenoyobtener
unmayordesarrollo(Pérez-Lópezetal.,2013c).
6-Lareduccióndelcrecimientoprovocadoporlasalinidades,enparte,
contrarrestadaporelelevadoCO2yaqueescapazdesintetizarmásbiomasaseca
porárea,consecuenciadeunamayortasafotosintética,yamortiguarlareducción
delaexpansiónfoliar,debidoaunpotencialdeparedmáselevado(Pérez-López
etal.,2013a).
2.3.EfectodelelevadoCO2enlarespuestadeleguminosas
1-LarespuestafisiológicadelasleguminosasalelevadoCO2dependedelacepa
deRhizobiuminoculada.Dependiendodelascondicionesambientalesylacepade
S.melilotiinoculada,larespuestadelaplantaalCO2elevadofuediferente.
Mientrasquelasplantasinoculadasconlacepa102F78mostraronunamayor
fotosíntesis,fijacióndeN2bajocondicionesdeCO2elevadoqueresultóenmayor
producción;lasplantasinoculadasconlacepa1032GMImostraronunamenor
respuestaaestascondiciones(Sanz-Sáezetal.,2012a,2012b,2013).
2-LainoculaciónconunacepaseleccionadadeBradyrhizobiumjaponicumno
alteralarespuestadelasojaalelevadoCO2encondicionesdecampo,yse
concluyequeapesardequelacepaseleccionadaeramáseficientequelanativa
enlafijacióndeN2,fotosíntesisycrecimiento,sinembargo,cuandoseinoculan
conlacepaseleccionadamacetasenlasqueyaexisteunapoblacióndecepas
nativas,noseobservaunefectopositivodelainoculación;porloquepodemos
decirquelascepasseleccionadas,mejoranelcrecimientodelasplantasdesoja,
siemprequenoexistancepasnativasenelsuelo(Sanz-Sáezetal.,2015).
2.4.Seguridadalimentariaymejoradelacalidadnutricionaldelosvegetales
Losresultadosdelainvestigacióndemuestranquelaproduccióndebiomasayla
calidadnutricionaldelalechugapuedensermodificadasperolarespuestaes
dependientedelcultivar,ylaeleccióndelamejortécnicadecultivo(usarelevada
intensidaddeluzoaguasaladasolas,oacompañadasdelelevadoCO2)depende
delascaracterísticasdelalechugaquesequieramodificar(Pérez-Lópezetal.,
2013b,2015a,2015b).
Elnitrógenoesunnutrienteesencialquelimitalaproductividadagrícolaycuyo
usoestáampliamenteextendidoenlaagriculturaconvencional.Sinembargo,el
excesodefertilizantesnitrogenados,nosólosuponeunriesgoparalasalud
humanayelmedioambiente,sinoqueinclusopuedesernegativoparael
crecimientodelcultivo.Enestostrabajos,resultadosdelaTesisdoctoraldelDr.
Saiz-Fernández,sedemostróquelaaplicacióndedosisaltasdeNO3-enuncultivo
demaíznoincrementabalaproductividaddelcultivoniencondiciones
controladasnienexperimentosencampo.Inclusoencondicionescontroladas,se
observóunafuerteinhibicióndelcrecimiento,enplantasdemaízcrecidas
durante45díasconconcentracionessuperioresa5mMdeNO3-.Estainhibición
delcrecimiento,quesedabatantoanivelradicularcomoaéreo,parecíaestar
mediadoporalteracionesenlosniveleshormonales,asíseobservóunincremento
enelniveldelácido1-aminociclopropano-1-carboxílico,precursordeletilenoen
hojas,quesetranslocóprobablementedesdelasraíces,yunaumentodelos
nivelesdecitoquininasqueocasionóunareduccióndeltamañocelularydel
númerodelascélulas.Lacombinacióndeestosefectosprovocólainhibición
generaldelcrecimientoenlasplantascrecidasbajoaltasconcentracionesdeNO3.LosresultadosdemostraronquelaaplicacióndealtasconcentracionesdeNO3-
inhibenelcrecimientoenmaízmediantecambiosenlosniveleshormonalesque
modificanelcrecimientocelular,desdelacélulahastalaplantaenteraysuponen
unamenorproductividadencampo(Saiz-Fernándezetal.,2015).
2.6.Efectodelcambioclimáticoenlacompetenciaentreespecies
Larespuestaalcambioclimáticoesdependientedelaespecieydeltipode
competenciaestablecidaentrelasespecies.Así,elincrementodelabiomasaa
elevadoCO2enlasgramíneasessuperiorcuandocrecenencompetencia
intraespecíficaquecuandocrecenencompetenciainterespecífica.Mientrasque
enelcasodelasleguminosasseobservalarespuestacontraria.Porotrolado,en
competenciaintraespecíficalasleguminosasestánmásafectadasporlasequía
quelasgramíneas,mientrasqueencompetenciainterespecíficalasleguminosas
aguantanmásquelasgramíneas.Estasdiferenciasaniveldeespecieenla
respuestadelcrecimientoalelevadoCO2yalasequíapodríallevarconsigo
cambiosenlacomposiciónybiodiversidaddelospastizalesencondiciones
climáticasfuturas(Miranda-Apodacaetal.,2015).
2.7.Efectosdelpastoreosobrelavegetación,elsuelo,laactividadydiversidad
microbiana
Losresultadosobtenidoshastalaactualidadporelgrupoindicanquelosefectos
másnotablesinducidosporunaexclusiónpermanentedelpastoreo(dealmenos
5años)sonlareduccióndelacalidadnutritivadelasespeciespascícolas
(Odriozolaetal.,2014),laausenciadefluctuacionestérmicasdiariasenla
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
2.5.Elaportedealtasdosisdenitrógenoreduceelcrecimientoenmaíz,desde
unnivelcelularhastalaplantaentera
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ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
temperaturadelsuelodebidoalefectodeaislamientoqueproducela
acumulacióndelamateriaseca(manto)porfaltadepastoreo,yunasrelaciones
hídricasmuycomplejasquedependendelatexturadelsueloylaradiaciónsolar
(Odriozolaetal.,2014).Asimismo,sehadetectadounapérdidaprogresivade
riquezaespecíficaenlasparcelasexcluidas,conunadominanciaclarade
gramíneasyciperáceas.Enconsecuencia,losmicroorganismosdelsuelo
respondenreduciendosuactividadenzimáticaybiomasamicrobiana,
aumentandolasemisionesdeCO2ysutasametabólica(CO2),locualindicauna
menoreficienciametabólicaenausenciadepastoreo(Aldezabaletal.,2015).Sin
embargo,enrelaciónaladiversidadbacterianayfúngicadelascomunidades
microbianas,nosehanencontradodiferenciassignificativasentrelasparcelas
excluidasypastadas(Aldezabaletal.,2015).Losresultadospresentadosen
Odriozolaetal.(2017)corroboranunareducciónprogresivadeespeciesvegetales
traslaexclusióndelpastoreode10años.Tambiénobservamosqueelpastoreode
pequeñosrumiantesretrasalasucesiónvegetaldelosbosquessecundarios
(Laskurainetal.,2013).
3.OBJETIVOSPLANTEADOSPARAELPERIODO2016-2021
Objetivo1:Selecciónencampodeloscultivaresdecebadaquemuestran
característicasdeadaptación*(enbaseaproducciónycalidaddelgrano)al
aumentodelCO2yladisponibilidadhídrica.*Sedefinelaadaptacióncomola
capacidaddegenerarunaaltaproducciónconaltacalidadnutricionaly/obuena
aptitudtecnológicaenfuncióndeldestinodelproducto.
Objetivo2:Selecciónencondicionescontroladas(cámarasdecrecimiento)de
lascaracterísticasagronómicas,fisiológicasymolecularesresponsablesdela
mayorcapacidaddeadaptación(enbaseaproducciónycalidaddelgrano)alos
factoresambientalesligadosalcambioclimático(altaTa,sequíayelevadoCO2)de
loscultivarespreviamenteseleccionadosenlosensayosencampo,loquenos
servirácomoindicadorcomúnparalaposteriorseleccióndelosgenotiposmás
adaptados.
Objetivo3:Validarycomprobarlafiabilidaddelcarácterocaracteres
seleccionado/senellaboratorioparalaidentificaciónyseleccióndegenotipos
deinterés.Paraello,aquelloscaracteresseleccionadosenelobjetivo2se
evaluaránencampoenelconjuntodeloscultivaresdepartidayse
correlacionaránconlosparámetrosdeproducciónycalidaddelgrano
establecidos,loquenospermitiráidentificaryseleccionarlosgenotiposmás
adaptadosalascondicionesfuturasdecambioclimático(sequía,elevadaCO2y
altaTa).
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Objetivo4:EstudiarelefectodeltipodecepadeBradyrhizobiumenla
produccióndesojaencondicionesdeCO2ambienteyelevado.Enesteobjetivo
seanalizarálarespuestafisiológicaydeproduccióndeunavariedaddesoja
crecidaencondicionesdeCO2ambientalyelevadoalainoculacióncontrescepas
deBradyrhizobiumjaponicumaisladasendiferentesambientesdeCO2:(1)lacepa
SFJ4-24-,bacteriapredominanteennódulosdesojacrecidasencondiciones
ambientalesdeCO2;(2)lacepaSFJ14-36,predominanteennódulosdesoja
crecidasencondicionesdeCO2elevado;ylacepaUSDA110,cepa"control"
seleccionadaporsualtaeficienciaenlafijacióndeN2.Esteestudioserealizaráen
Objetivo5:SeleccióndelaasociaciónsimbióticaRhizobium-Alubiamáseficiente
encondicionesdesequíaconelfindeincrementarelpotencialproductorde
variedadeslocalesycomercialesdealubiatantoencultivoecológicocomo
convencional.Enesteobjetivoseanalizarálacapacidadproductivadediferentes
variedadesdealubiacomercialesylocalescultivadasensuelosecológicosy
convencionalessometidosasequía.Trasidentificarlasvariedadesmás
productivasencadatipodesuelo,seprocederáalaislamientoeidentificaciónde
lasbacteriasparasuposteriorinoculaciónenlasdiferentesvariedadesdealubiay
evaluarsilainoculaciónconunacepasresistentealasequíaayudaaaumentarla
producción.
Objetivo6:Analizarelefectoquepresentandosfactoresasociadosalcambio
climáticocomosonelenriquecimientodeCO2atmosféricoyelestréshídricode
maneraseparadaoconjuntaenlaecofisiologíadeespeciespratenses(Festuca
rubra,Agrostiscapillaris,TrifoliumrepensyT.pratense).Asuvez,determinarsi
existendiferenciasentrelasdistintasespeciesy/ogruposfuncionalesyelucidarsi
larespuestaalasvariacionesambientalessevemoduladaporeltipode
competenciaenlaquecrecenlasplantas.Semediránunconjuntodevariables
ligadasalasrelacioneshídricas,alarespuestadelmetabolismofotosintético,alos
sistemasantioxidantesimplicadosenprevenireldañoproducidoporlaformación
deradicalesdeoxígenoyalcrecimientodelasplantas,suproductividad,ycalidad
forrajera.
Objetivo7:Dilucidarlosefectosdelpastoreoylasequíaenlabiodiversidady
productividaddepastosdemontaña.Elobjetivodeesteexperimentoes
cuantificarlacontribuciónindividualdelabonado,elre-semilladoyladefoliación
alefectoglobaldelpastoreoenlabiodiversidadvegetalylaproducciónde
biomasaycalidadnutritiva,todoelloenelcontextodelcambioclimático,esdecir,
delcambioenlaproductividadderivadodeldescensoproyectadoenlas
precipitaciones.
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
doscondicionesdiferentes,encámarasdecrecimientosometidasaCO2ambiente
yelevado,yencampo.Elestudiodecámaraspermitirácrecerlasplantasen
condicionesdeCO2controladas,yenausenciadeaportedefertilizante
nitrogenado,porloqueelNqueacumulenlasplantasserámayoritariamente
procedentedelafijacióndeN2.Estonospermitiráestudiarquécepade
BradyrhizobiumesmáseficienteenlafijaciónenlosdiferentesambientesdeCO2.
Elexperimentodecampo,aunqueserealizarásolamenteencondicionesdeCO2
ambiental,nospermitiráestudiarquécepaestimulamáslaproduccióndesojaen
condicionesedáficasyambientalesnaturalestantoencultivoecológicocomo
convencional.Porlotanto,elexperimentodecamposervirácomoconfirmación
delosdatosobtenidosencámara.
4.RELEVANCIAEIMPACTOSOCIOECONÓMICOYTECNOLÓGICODE
LAPRESENTEINVESTIGACIÓN
Labúsquedaeidentificacióndecaracterísticasagronómicas,fisiológicasy
molecularesquepuedanayudaraadaptarloscultivosdecebadaalascondiciones
decambioclimático,labúsquedadecepasderizobios(Bradyrhizobiumy
Rhizobium)queseancapacesdeunmejordesarrolloensimbiosisconleguminosas
7
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
comolasojaylaalubiadetantointerésagronómicocomoindustrialbajolas
condicionesclimáticasfuturas,yelestudiodelainfluenciadefactoresligadosal
cambioclimáticoyalcambioglobaldelossistemaspascícolasseminaturalesde
tantaimportanciaeneldesarrolloganaderodelaCAPV,abordaunretoglobalal
queseenfrentanuestrasociedadyavanzaenlabúsquedadesolucionescapaces
dedarrespuestaalasdemandas,tantopresentescomofuturas,resultantesdel
importanteprocesodecambioytransformaciónquevivimos.Portanto,
constituyeunodelosprincipiosdeactuacióneneldiseñodelaspolíticaspúblicas
deI+D+i,yasíquedareflejadoenlosobjetivosdeHorizonte2020.
Otroproblemaqueafrontaestegrupodeinvestigacióneselqueviene
produciéndosedurantelosúltimosañosdeformageneralizadaenEuropa,esel
abandonoprogresivodelossistemasextensivosdepastoreo.Elmediorural
españolocupaenlaactualidadcercadel90%delterritorioyacogeúnicamenteal
25%delapoblacióndelpaís.Elprogresivoabandonodelasactividades
agropecuariasenzonasdemontañasuponeunanotablepérdidadebeneficios
socio-económicosendichaszonasrurales,yporconsiguiente,delbienestardel
conjuntodelasociedad.Lapolíticaruraleuropea(PolíticaAgrariaComún-PAC
2014-2020)estátratandodeestablecermedidasparaunmayorapoyoala
sostenibilidaddelossistemasdepastoreoenmontaña.
Nuestraslíneasdeinvestigaciónestándirigidasalainvestigaciónfundamental
científicaytécnicaqueabordalosochograndesretosidentificadosenla
EstrategiaEspañoladeCienciayTecnologíaydeInnovación.Losobjetivosdecada
líneaseencuadranenelcontextodelRetodelaSociedaddenominado
“Seguridad,CalidadAlimentaria;ActividadAgrariaProductivaySostenible,
SostenibilidadRecursosNaturales,InvestigaciónMarinayMarítima”,delPlan
EstataldeInvestigaciónCientífica,TécnicaydeInnovación2013-2016del
MINECO.Porotraparte,losobjetivosqueplanteamosseintegrandentrodelReto
propuestoporlaUniónEuropaensupropuestaHorizonte2020,denominado
“FoodSecurity,SustainableAgricultureandForestry,Marine,MaritimeandInland
WaterResearchandtheBio-Economy”.
5.BENEFICIOSEINNOVACIONESESPERADASCONLAPRESENTE
INVESTIGACIÓN
8
Desdeelpuntodevistadelconocimientobásicopermitiráconocerlarespuestaa
nivelmolecular,bioquímicoyfisiológicodelasespeciesobjetodeestudioantelas
condicionesligadasalcambioclimático;quéaspectosanivelestructural,
bioquímicoyfisiológicorelacionadosconelcrecimiento,eldesarrolloyla
productividadsevenalteradosporesosfactoresambientales,ydequémanera
incidensobrelaintegraciónfuncionaldelaplanta.Elconocerlarespuestadelos
cultivaresanalizadosantelascondicionesligadasalcambioclimáticoeidentificar
quéaspectosanivelagronómico,fisiológicoymolecularsevenalteradosporesos
factoresambientalespodríanservirdeindicadoresdelacapacidaddeadaptación
delacebadaylasleguminosasobjetodeesteestudio.Lainclusióndediferentes
cultivaresconferiráunampliorangoderespuestaquepodríapermitirpredecirla
productividadfuturaenfuncióndedichoscambios,ademásdeidentificarlos
rasgosmásrepresentativosdelatoleranciadeestasplantasalosestreses,loque
seríadegraninterésparaproyectosdemejoraagraria.
Desdeelpuntodevistasocioeconómicoseampliaráelconocimientodelimpacto
delcambioclimáticoenlaproduccióndelacebada,laalubiaylasoja,todasellas
especiesdealtovaloreconómico.Estosconocimientospodrántrasladarsealos
agricultores,incluyendoplanesparalaimplementacióndemedidasdeadaptación
anteelcambioclimático.Unavezidentificadosloscaracteresmorfofuncionales
indicadoresdetoleranciaalestrésydelrendimientoencondicionesclimáticas
futuras,podránserintegradosenprogramasdemejoraparalaobtenciónde
cultivaresdecebadamástolerantes,decepasdebacteriasmáseficientesensu
simbiosisconlasleguminosasyquemejorrespondanalascondicionesclimáticas
futuras,yunamayorcapacidaddepreservarlaseguridadalimentariaen
condicionesmedioambientalesmássostenibles.Nuestroshallazgossepodrían
traducirenbeneficioseconómicosparatodoslossectoresimplicados.
Enloreferentealasconclusionesqueseobtenganlasactividadesrelacionadas
conlospastosdemontaña,serviránparadefiniryevaluarlosbeneficiosasociados
almantenimientodelpastoreodemontañaderivadosdelaspolíticaspúblicasen
elmediorural.Lainformaciónresultante,además,puedeservirparaeldiseñode
herramientasdefomentodelpastoreodemontaña,ydeotrosmecanismosque
incrementenlaeficaciadelaspolíticaspúblicasparalapromocióndeactividades
pastorilesquecumplanconcriteriosdesostenibilidadyasegurenbeneficiospara
lasociedadengeneralyelmundoruralenparticular.
Elimpactoesperadodelosresultadosanivelcientífico-técnico,internacional,
socialy/oeconómicoenelretoanteriormenteespecificadosecentraenlos
siguientesaspectos:
1-Aportacióndedatosnovedososmultidisciplinaresparalaevaluaciónde
sostenibilidaddelsistemadepastoreoenlamontañacantábrica.Elcontrastede
estosresultadosconlosdeotrosestudiosdepastoreorealizadosenotraszonas
húmedasdemontañaenEuropaproporcionaráunaperspectivamásglobalpara
evaluarlasostenibilidaddelossistemasdemanejoenpastoreoysucontribución
almantenimientodelabiodiversidad.Desdeelpuntodevistasocioeconómico,
nuestrosestudiosampliaránelconocimientodelimpactodelcambioclimáticoen
unecosistemaemblemáticocomosonlospastosdemontañaylasimplicaciones
económicasdetalescambiossobreelpotencialdedesarrolloganaderodeesos
pastizales.
2-Aportacióndeevidenciascientíficassobreloscambiosqueelabandonodel
sistemadepastoreo,osuprogresivadesaparición,ocasionaránsobrela
vegetaciónysuelosdelosactualesecosistemasdemontaña,ysuimpactomedio
ambientalacortoymedio-largoplazo.Estasevidenciascientíficascontribuirána
laconservaciónygestióneficientedelosecosistemasdemontañaconmanejo
ganaderobajoescenariosdecambioclimático.
3-EstimacióndelaemisióndeCO2deorigenedáfico,debidoalaactividad
microbianayradiculardelsuelo,yevaluacióndepropuestasrealesparala
reduccióndelaemisióndedichogasconobjetodeminimizarelimpactomedio
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
Desdeelpuntodevistaagrícolaeindustrialestetrabajoevidenciarálanecesidad
deseleccionargenotipos/cultivaresycepasbacterianasquerespondanmejora
losfactoresdelcambioclimático,ypodercumplirelretorelacionadoconla
calidadylaseguridadalimentariaylaactividadagrariaproductivaysostenible
(OrdenECC/1780/2013).
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ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
ambientaldelpastoreosobreelcambioclimáticoglobal.Desdeelpuntodevista
medioambiental,seampliaráelconocimientoylacapacidaddeintervenciónpara
comprender,prever,y,ensucaso,manejaromitigarlainfluenciaqueelcambio
climáticopuedatenersobrelabiodiversidaddelosgruposfuncionales
característicosdelospastosyprotegerlariquezapascícolaypaisajística,asícomo
suusoconfinesganaderosyrecreativos.Ademássevalorarálacapacidad
sumiderodeCO2delasdiferentesespeciesysuinteracciónconlasfluctuaciones
medioambientales.
4-Aportacióndeconocimientosobrelanecesidad,ono,demodificarlasprácticas
demanejodelospastos,tantodesdeelpuntodevistaagrícolacomoganadero.
Losresultadosobtenidosenlosexperimentosdesarrolladosporelgrupopodrán
serutilizadosporlosmodelizadoresparadesarrollarycalibrarmodelosde
simulaciónyhacerprediccionesdelimpactodelcambioclimáticosobrelos
pastizalesbajolosescenariosfuturos.Asimismo,losconocimientosobtenidoscon
lasinvestigacionesqueseproponenpodríantrasladarseaagricultoresy
ganaderosincluyendoplanesparalaimplementacióndemedidasdeadaptación
anteelcambioclimático.
6.PARTICIPACIÓNYCOLABORACIÓNDELGRUPODEINVESTIGACIÓN
CONOTROSAGENTES:INTERDISCIPLINARIEDADE
INTERNACIONALIZACIÓN
Ellogrodelosobjetivosdeinvestigacióndelgrupo,cadavezmásambiciosos,
exigelamultidisciplinariedady,portanto,lacooperaciónconotrosagentes.Para
ello,contamoscondiferentescolaboradoresenlapropiaUniversidadyen
diferentesUniversidadesEuropeas.Precisamente,conelfindeimpulsarla
interdisciplinaridadenelgrupo,lacolaboraciónquecomenzóenelaño2009con
lasDras.ArantzaAldezabalyNereAmaiaLaskurainparticipandoconjuntamente
enproyectossubvencionadosporlaCátedraUnesco(UNESCO09/18),actualmente
sehaconsolidadodandolugaralafusióndeambosequipos.Sinduda,estehecho
amplíaelabanicodeobjetivosabordablesporelgrupodeformamultidisciplinar,
yenriqueceydiversificanotablementelasrelacionesnacionaleseinternacionales
conotrosgruposdeprestigio,quesecomentanacontinuación.
Recientemente,sehaestablecidounarelacióndecolaboraciónconlaProfesora
ElisabethAinsworthdelDepartmentofPlantBiologydelaUniversityofIllinoisat
Urbana-Champaign,Urbana,Il(USA),encuyocentrosehanllevadoacabo
estudiosporpartedelDr.ÁlvaroSanzSáezdeJáuregui,miembrodelequipo,
relacionadosconelestudiodelainfluenciadelcambioclimáticoenlainteracción
simbióticasoja-Bradyrhizobiumdentrodelasegundasublíneadeinvestigación
másarribamencionada,yencuyaunidad(GlobalChangeandPhotosynthesis
ResearchUnit)pretendemosdesarrollarpartedelainvestigaciónpropuestaenla
presentesolicitud.
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NuestrogrupotambiénmantieneunaestrechacolaboraciónconlaDra.Cristina
SgherridelDipartimentodiChimicaeBiotecnologieAgrariedelaUniversidadde
Pisa(Italia).ConellaestudiamoslosefectosdelaumentodelCO2conotros
estresesligadosalcambioclimáticosobrelaspropiedadesnutricionalesyde
beneficioparalasaluddedistintoscultivosdeinterésalimenticio,comola
lechuga,desdeunpuntodevistaderiquezaantioxidante.LaDra.Sgherries
expertaenquímicaagrícolayenladeterminacióndecompuestosfitoquímicos.
Frutodeestacolaboraciónsehanpublicadodistintosartículoscientíficosy
capítulosdelibroylaDra.UsuePérezLópezrealizóunaestanciapostdoctoralen
dicholaboratorio,loquenoshapermitidoalcanzarunelevadonivelenla
estimaciónyelanálisisdelacalidadalimentaria.
Porotrolado,tambiénllevamosunaestrechacolaboraciónconelDr.NigelPaul
(UniversidaddeLancaster)especialistaenestudiosdelimpactodelaradiación,
fundamentalmenteultravioleta.Enelsenodeestacolaboracióntambiénha
habidointercambiodealumnospredoctoralesdeuncentroaotro.
Paralasaproximacionesexperimentalesencampo,colaboramosconlaDra.
AmaiaOrtizBarredodeNeiker-Tecnalia,comoseobservaenlosproyectosquese
handesarrolladodemaneraconjunta.Asimismo,desdeelaño2014hemos
establecidounConvenioconfinesdeColaboraciónenlaInvestigaciónconla
DiputaciónForaldeÁlava,atravésdelLaboratorioAgropecuariodeEskalmendi.
Dichoconvenioseconcretademaneramásespecíficaeneldesarrolloyejecución
deanálisisdecontroldecalidaddemateriasprimasyproductosagrícolasy
ganaderos,enbasealosexperimentosllevadosacabopornuestroequipoenlas
distintaslíneasdeinvestigaciónespecificadasenlapresentesolicitud.
Porotrolado,duranteestosúltimosaños,lasDras.AldezabalyLaskurainhan
consolidadounaestrecharelacióncongruposdeotrasdisciplinas,delascuales
destacamoslassiguientes:(1)elequipodeDr.RodríguezBarrón(grupoLactiker
delaUPV/EHU,Valdivielsoetal.,2016);(2)elequipodelDr.Mijangos(grupo
SaluddelSuelodeNeiker-Tecnalia,Aldezabaletal.2015);(3)elequipodelaDra.
Mandaluniz(GrupoProducciónAnimaldeNeiker-Tecnalia,Mandalunizetal.
2011).Comofrutodeestacolaboración,enlaactualidadlasDras.Aldezabal,
LaskurainySarrionandiacompartenunproyectocoordinadotitulado“Evaluación
delasostenibilidaddelpastoreodemontañadelasovejaslecheras:integración
deaspectosproductivos,medio-ambientalesysocio-económicos”.Más
concretamente,participanconelDr.RodríguezBarrónenelsubproyecto
“Pastoreodemontaña:calidadytrazabilidaddealimentostradicionales,
biodiversidad,adaptacióndelsistemaalcambioglobalydesarrollorural
(TRADEMON,ref.:AGL2013-48361-C2-1-R)”,financiadoporelMINECO(20142016).
Paralelamente,laDra.LaskurainyelDr.Herrero(actualmenteinvestigador
postdoctoral)hanconsolidadounaestrecharelaciónconotrosprestigiosos
investigadores,destacandolossiguientes:(1)elDr.Olano(Olanoetal.,2002,
Olanoetal.,2009,Laskurainetal.,2013),profesordelÁreadeBotánicadel
DepartamentodeCienciasAgroforestalesdelaEscueladeIngenieríasAgrariasde
Soria;(2)elDr.CamareroinvestigadordelInstitutoPirenaicodeEcología(CSIC)y
elDepartamentodeEcologíadelaUniversidaddeBarcelona;(3)elDr.deZavala,
profesordelDepartamentodeEcologíadelaUniversidaddeAlcalá,quienenla
actualidadcoordinaungrupodeinvestigaciónsobremodelizacióndeladinámica
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
TambiénmantenemosunaestrechacolaboraciónconelDr.KarelDoležal,del
DepartmentofChemicalBiologyandGenetics,CentreoftheRegionHanáfor
BiotechnologicalandAgriculturalResearch,Olomouc–RepúblicaCheca,grupo
expertoenlaidentificacióndelosdiferentestiposdecitoquininasactivase
inactivas.
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delosecosistemasterrestresconénfasisenelanálisisdelosimpactosdelcambio
globalymecanismosdeadaptación.
Finalmente,bajoladireccióndelaDra.Sarrionandia,seestádesarrollandouna
líneadeinvestigacióndestinadaalestudiodelasinteraccionesentreplantasy
hongosmicorrícicos(Sarrionandiaetal.2015,Nouhraetal.2015),paralocual
actualmentecontamosconlacolaboracióndelequipodelDr.Nouhra(Consejo
NacionaldeInvestigacionesCientíficasyTécnicasdeCórdoba,Argentina).
7.REFERENCIASBIBLIOGRÁFICAS:
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NazioartekoHizketaldia
ELIKADURARENETORKIZUNAETANEKAZARITZARENERRONKAKXXI.MENDERAKO:
Munduanork,nolaetazer-nolakoinplikaziosozial,ekonomikoetaekologikorekin
elikatukoduenizangodaeztabaidagaia
2017koapirilaren24/26.EuropaBiltzarJauregia.Vitoria-Gasteiz.Araba.Euskal
Herria.Europa.
InternationalColloquium
THEFUTUREOFFOODANDCHALLENGESFORAGRICULTUREINTHE21stCENTURY:
ElfuturodelaalimentaciónylaAgriculturaenelSigloXXI.
Debatesaboutwho,howandwithwhatsocial,economicandecologicalimplications
wewillfeedtheworld.
April24th-26th.EuropaCongressPalace.VitoriaGasteiz.Álava.BasqueCountry/Europe
ColoquioInternacional
ELFUTURODELAALIMENTACIÓNYRETOSDELAAGRICULTURAPARAELSIGLOXXI:
Debatessobrequién,cómoyconquéimplicacionessociales,económicasyecológicas
alimentaráelmundo.
YZ/Y[deAbril,Y\]^.PalaciodeCongresosEuropa.Vitoria-Gasteiz.Álava.PaísVasco.
Europa.
GUNTZAILEAK/COLABORAN/COLLABORATINGORGANIZATIONS
LAGUNTZAEKONOMIKOA/APOYAN/WITHSUPPORTFROM
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