El aumento de las temperaturas globales debido al cambio climático está modificando los ciclos de crecimiento de los cultivos en todo el mundo. Registros recientes de Europa muestran que las plantas silvestres y cultivadas crecen antes y más rápido debido al aumento de las temperaturas.
Los agricultores tienden a cultivar cuando las condiciones meteorológicas son más favorables. Al desplazarse estos periodos debido al cambio climático, los calendarios de siembra están cambiando con el tiempo.
A lo largo de miles de años de domesticación y posterior mejoramiento de los cultivos, el ser humano ha conseguido modificar artificialmente la respuesta de las variedades a la temperatura y la duración del día, ampliando así la superficie cultivable. Ahora los agricultores pueden elegir variedades que maduran a ritmos diferentes y adaptarlas a su entorno.
Incluir las decisiones de los agricultores sobre cuándo cultivar y qué variedades cultivar son ingredientes vitales para comprender cómo el cambio climático está afectando a los cultivos básicos en todo el mundo y cómo la adaptación podría contrarrestar los efectos negativos.
En un estudio pionero, un equipo de investigadores del Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK), la Universidad Técnica de Múnich y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) investigó cómo afectan las decisiones de gestión de los agricultores a las estimaciones del rendimiento futuro de los cultivos mundiales en condiciones de cambio climático.
«Durante mucho tiempo, la parametrización de los modelos de cultivos globales en lo que respecta al calendario y la fenología de los cultivos ha sido un reto», afirma Sara Minoli, primera autora del estudio. «La publicación de calendarios globales de siembra y cosecha ha permitido avances en los modelos de cultivos a escala global y simulaciones de rendimiento más precisas; sin embargo, existe un vacío de conocimiento sobre cómo podrían evolucionar los calendarios de cultivos bajo el cambio climático. Si queremos estudiar el futuro de la producción agrícola, necesitamos modelos que puedan simular no sólo el crecimiento de los cultivos, sino también las decisiones de gestión de los agricultores.»
Mediante simulaciones informáticas y modelos basados en procesos, el equipo proyectó los calendarios de siembra y maduración de cinco cultivos básicos, maíz, trigo, arroz, sorgo y soya, adaptados a un periodo climático histórico (1986-2005) y a dos periodos futuros (2060-2079 y 2080-2099). A continuación, el equipo comparó los periodos de crecimiento de los cultivos y sus correspondientes rendimientos en tres escenarios: sin adaptación, en el que los agricultores siguen con las fechas de siembra y variedades históricas; adaptación oportuna, en el que los agricultores adaptan las fechas de siembra y variedades en respuesta al cambio climático; y adaptación retardada, en el que los agricultores retrasan 20 años el cambio de fechas de siembra y variedades.
Los resultados del estudio, publicado el año pasado en Nature Communications, revelaron que las fechas de siembra condicionadas por la temperatura sufrirán mayores cambios que las condicionadas por las precipitaciones. Los investigadores descubrieron que la adaptación podría aumentar el rendimiento de los cultivos en un 12%, en comparación con la no adaptación, y que el maíz y el arroz mostraban el mayor potencial de aumento del rendimiento de los cultivos, con un 17%. Esto, a su vez, reduciría los efectos negativos del cambio climático y aumentaría el efecto fertilizante del incremento de los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera.
También descubrieron que en el futuro se necesitarán variedades de cultivos de maduración más tardía, especialmente en latitudes más altas.
«Nuestras conclusiones indican que hay margen para mantener y aumentar la productividad de los cultivos, incluso bajo la amenaza del cambio climático. Desgraciadamente, cambiar las fechas de siembra —una medida de muy bajo costo— no es suficiente, y debe complementarse con la adaptación de todo el ciclo de cultivo mediante el uso de diferentes cultivares», dijo Minoli.
Otro aspecto importante de este estudio, según Anton Urfels, agrónomo de sistemas del CIMMYT y coautor del estudio, es que tiende un puente sobre el espectro GxMxE (Gen-Gestión-Medio Ambiente) utilizando simulaciones de cultivos como herramienta interdisciplinar para evaluar interacciones complejas entre dominios científicos.
«Aunque los cultivos modelizados no representan cultivares reales, los resultados aportan información a los mejoradores sobre la duración del crecimiento de los cultivos (es decir, la necesidad de variedades de mayor duración) que se necesitará en el futuro, así como información agronómica sobre las épocas de siembra y cosecha en los principales regímenes climáticos mundiales. Se necesitarán más estudios interdisciplinarios de este tipo para abordar los complejos retos a los que nos enfrentamos en la transición de nuestros sistemas alimentarios hacia otros más sostenibles y resistentes», afirmó Urfels.
Foto de portada: Mejoradores de maíz del CIMMYT utilizaron modelos climáticos del Programa de Investigación del CGIAR sobre Cambio Climático, Agricultura y Seguridad Alimentaria (CCAFS) para fundamentar las decisiones de mejoramiento. (Foto: L. Sharma/Marchmont Communications)
