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El CIMMYT en la Cumbre AIM for Climate

Sieg Snapp, Tek Sapkota y socios fotografiados durante AIM for Climate (Foto: CIMMYT)

A medida que se aceleran las amenazas del cambio climático, se requieren nuevas tecnologías, productos y enfoques para que los pequeños agricultores mitiguen y se adapten a las amenazas actuales y futuras. Dirigirse a los pequeños agricultores beneficiará no solo a los agricultores sino a todo el sistema agroalimentario a través de un mejor conocimiento relevante a nivel local que aprovecha los sensores portátiles y los avisos sobre las opciones de gestión, el estado del suelo, el clima y la información del mercado.

La Misión de Innovación Agrícola para el Clima (AIM for Climate / AIM4C, en inglés) busca abordar el cambio climático y el hambre global uniendo a los participantes para aumentar significativamente la inversión y otro tipo de apoyo para la agricultura climáticamente inteligente y la innovación de sistemas alimentarios durante cinco años (2021-2025).

El Centro Internacional para el Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), como socio de AIM for Climate, organizó una sesión de trabajo titulada «Gestión inteligente de fertilizantes para pequeños agricultores para abordar la seguridad alimentaria, el cambio climático y los límites planetarios» durante la Cumbre AIM for Climate en Washington. DC, del 8 al 10 de mayo de 2023.

Los fertilizantes son esenciales para aumentar el rendimiento de los cultivos y garantizar la seguridad alimentaria; sin embargo, el uso de fertilizantes para alimentos y forrajes está gravemente sesgado a nivel mundial, lo que lleva a una fertilización excesiva en algunas regiones y a una fertilización insuficiente en otras.

Los agricultores de los países de bajos ingresos son muy vulnerables a la escasez de fertilizantes y al aumento de los precios, que tienen consecuencias directas en los precios de los alimentos y el hambre. Mejorar la eficiencia de los fertilizantes y las fuentes orgánicas e inorgánicas integradas es importante a nivel mundial, ya que la pérdida de nutrientes en el medio ambiente debido al uso inadecuado de insumos genera emisiones de gases de efecto invernadero y contaminación.

Sprint de innovación

Debido a que los pequeños agricultores son los principales administradores de la tierra y el agua, el Sprint de innovación AIM4C liderado por el CIMMYT está diseñado para implementar y ampliar una gama de nutrientes resistentes al clima, estrategias de gestión en 12 países, y llegar a decenas de millones de pequeños agricultores en estrecha colaboración con casi 100 organizaciones asociadas público-privadas.

Sieg Snapp pidió más inversiones en síntesis de datos (Foto: CIMMYT)

Las estrategias incluyen innovaciones en la extensión donde las herramientas digitales permiten asesoramiento público y privado centrado en el agricultor para aumentar la adopción de prácticas de gestión de nutrientes adaptadas localmente. Conectar a los agricultores con los inversores y los mercados proporciona apoyo financiero para mejorar la gestión de nutrientes.

Al adaptar las prácticas validadas de gestión de la fertilidad a sus condiciones específicas y el uso integrado de leguminosas y estiércol, los pequeños agricultores optimizarán la productividad, mejorarán la resiliencia climática y mitigarán las emisiones de gases de efecto invernadero. La investigación de otras organizaciones ha determinado que una mejor gestión de los fertilizantes puede aumentar el rendimiento global de los cultivos en un 30 % y, al mismo tiempo, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Lugar exacto, momento exacto

“Necesitamos enfoques de gestión de fertilizantes adaptados localmente que funcionen para los pequeños agricultores. Al adaptar las prácticas validadas de manejo de la fertilidad a sus condiciones específicas, los pequeños agricultores optimizarán la productividad, mejorarán la resiliencia climática y mitigarán las emisiones de gases de efecto invernadero”, dijo Sieg Snapp, Directora del Programa de Sistemas Agroalimentarios del CIMMYT. Ella expresó: “Lo que se necesita ahora es una gran inversión en la síntesis de datos. A través de este Sprint, estamos explorando opciones para permitir llevar sensores a escala, para llegar a decenas de millones de agricultores con información de suelos hiperlocales”.

La desigualdad es el núcleo del problema en el manejo de fertilizantes: algunas regiones aplican más de la cantidad requerida, mientras que en otras regiones la aplicación de fertilizantes es insuficiente para las necesidades de las plantas, lo que conduce a bajos rendimientos y degradación del suelo.

Tek Sapkota hablando sobre el manejo de fertilizantes (Foto: CIMMYT)

“La eficiencia de los fertilizantes se puede mejorar mediante la aplicación de la cantidad correcta de fertilizante utilizando la fuente correcta empleando los métodos correctos de aplicación en el momento adecuado de la demanda de la planta”, dijo Tek Sapkota, científico principal del CIMMYT.

La sesión incluyó presentaciones de la Fundación para la Investigación en Alimentos y Agricultura (FFAR, por sus siglas en inglés), la Fundación de las Naciones Unidas, el Consejo de Investigación Agrícola de Pakistán (PARC, por sus siglas en inglés), el Instituto Internacional del Agua de Estocolmo (SIWI, por sus siglas en inglés), el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA, por sus siglas en inglés) y la Alianza de CIAT-Bioversity. Destaca las prácticas sostenibles y climáticamente inteligentes en Pakistán, la genética vegetal novedosa para mejorar el ciclo del nitrógeno y la gestión del agua y los nutrientes del suelo en Zambezi para abordar los desafíos de la seguridad alimentaria y el cambio climático.

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Siguiendo el desarrollo y alcance de la investigación sobre el clima del CIMMYT

Las organizaciones de investigación para el desarrollo generan una gran cantidad de conocimientos. Sin embargo, debido a las limitaciones de tiempo y recursos, este conocimiento no se ha analizado sistemáticamente, y la dinámica de cómo se comparte la investigación en línea no se ha comprendido plenamente.

Hoy en día, los avances técnicos en minería de textos, análisis de redes y análisis de hipervínculos han hecho posible captar las conversaciones en torno a los resultados de la investigación mencionados casi en cualquier lugar de la web. Han surgido nuevas metodologías de investigación digital que ofrecen enfoques integrales para aprovechar los datos a través de la web y sintetizarlos de formas que serían imposibles de llevar a cabo utilizando enfoques tradicionales.

En un estudio publicado en Nature Scientific Reports, científicos del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) se asociaron con investigadores de la Universidad de Coimbra y la Universidad de Molise para investigar cómo se está desarrollando la investigación del CIMMYT en cambio climático y agricultura sensible al clima y en qué medida el centro está intercambiando conocimientos con comunidades de todo el mundo.

Utilizando la minería de textos, el análisis de redes sociales y el análisis de hipervínculos para descubrir tendencias, narrativas y relaciones en espacios digitales como bases de datos de investigación, repositorios institucionales y Twitter, el equipo descubrió que el CIMMYT ha aumentado constantemente su atención a la investigación sobre el cambio climático y está compartiendo eficazmente este conocimiento en todo el mundo. Los autores también descubrieron que la investigación climática del CIMMYT se centraba en tres países principales: México, India y Etiopía.

El novedoso marco analítico desarrollado por el equipo ayudará a los científicos a rastrear dónde se comparte y discute su investigación en la web, desde las bases de datos tradicionales de revistas científicas hasta las redes sociales.

«El marco analítico web propuesto en este artículo podría ser una herramienta útil para que muchas organizaciones de investigación para el desarrollo evalúen el alcance de su producción, difusión e influencia del conocimiento desde una perspectiva integrada que cartografíe tanto el panorama científico como el compromiso público», afirma Bia Carneiro, primera autora del artículo.

Los resultados del estudio mostraron que la difusión de la investigación del CIMMYT sobre la ciencia del clima era mayor en las plataformas académicas y de investigación, pero también se reflejaba en las redes sociales y en los sitios web de gobiernos y organizaciones internacionales de todo el Norte y el Sur.

Las conclusiones del estudio son importantes para la descolonización de la ciencia y la democratización del debate científico. Muestran que el CIMMYT está descolonizando la ciencia del clima al compartir, crear y cocrear conocimientos con comunidades de todo el mundo, especialmente en América Latina, Asia meridional y África. En Twitter, el equipo observó que casi todos los países eran mencionados en las conversaciones de Twitter del CIMMYT.

El estudio también muestra que el CIMMYT está llevando la ciencia del clima y la agricultura sensible al clima al debate público, en particular a través de las plataformas de medios sociales, aunque señalan que hay potencial para compartir más conocimientos a través de estos canales.

Según Tek Sapkota, científico de Sistemas Agrícolas y Cambio Climático del CIMMYT y coordinador del estudio, este tipo de análisis ayuda a las organizaciones de investigación para el desarrollo a comprender cómo percibe la gente de todo el mundo su experiencia en la materia, identificar su ventaja comparativa y desarrollar la propuesta de valor de su trabajo de cara al futuro.

Lea el estudio aquí.

Foto de portada: Red de menciones en Twitter de la cuenta oficial del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (@CIMMYT). (Crédito: Nature Scientific Reports)

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El CIMMYT ocupa un lugar destacado en las conversaciones sobre sistemas climáticos y alimentarios a nivel mundial, según un nuevo estudio

Publicado en Nature Scientific Reports, un nuevo estudio describe un método innovador para evaluar el alcance y el impacto del conocimiento y las asociaciones creadas como parte del trabajo de las organizaciones de investigación para el desarrollo.

Utiliza la minería de textos y el análisis de las redes sociales y los hipervínculos para extraer conclusiones de las fuentes digitales disponibles públicamente, incluidos los repositorios institucionales, las bases de datos científicas y las redes sociales.

«El método puede descubrir narrativas, dinámicas y relaciones que quedan ocultas en los análisis bibliométricos tradicionales», afirma Tek Sapkota, especialista en sistemas de cultivo y cambio climático del Centro Internacional de Mejoramiento del Maíz y el Trigo (CIMMYT) y coautor del estudio, en el que también participaron la Universidad de Coimbra (Portugal) y la Universidad de Molise (Italia).

«Casi el 90% de la investigación del CIMMYT está relacionada con el cambio climático y su impacto en los sistemas alimentarios, y viceversa, por lo que la evaluamos para ilustrar nuestro nuevo marco analítico basado en la web. Este novedoso enfoque puede ayudar a las organizaciones de investigación para el desarrollo a aprovechar los datos en línea y medir su impacto».

Lea el estudio completo aquí.

Foto de portada: Red de menciones en Twitter de la cuenta oficial del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (@CIMMYT). (Foto: Nature Scientific Reports)

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¿Puedes ayudar a dar forma al futuro de la detección de enfermedades vegetales?

La Inteligencia Artificial (IA) y el Aprendizaje Automático (AM) se aplican cada vez más en una amplia gama de disciplinas. Muchos aspectos de nuestra vida y nuestro trabajo se benefician ahora de estas tecnologías. El reconocimiento de enfermedades, tanto humanas como vegetales, no es una excepción. Las técnicas de IA/ML, cada vez más potentes, están abriendo interesantes oportunidades para mejorar la vigilancia, el seguimiento y la alerta temprana de las amenazas de enfermedades.

Científicos de la Penn State University/PlantVillage, en colaboración con centros del CGIAR, la FAO y socios nacionales, están a la vanguardia del desarrollo de la tecnología de IA/ML aplicada al reconocimiento de plagas y enfermedades en los cultivos. El desarrollo de la aplicación móvil «PlantVillage Nuru» ha proporcionado una herramienta automatizada de diagnóstico de enfermedades precisa y sencilla que puede ser utilizada por personas no expertas, incluidos los agricultores. Un artículo publicado recientemente en Frontiers of Plant Science demostró que Nuru podía diagnosticar los síntomas de las enfermedades de la yuca con mayor precisión que los agentes de extensión agrícola o los agricultores.

«El valor de herramientas como PlantVillage Nuru es que podemos aumentar en gran medida la cobertura y la velocidad de la vigilancia», dice el científico del CIMMYT y experto en vigilancia de enfermedades Dave Hodson. «Los patólogos sólo pueden visitar un número limitado de campos en momentos determinados de la temporada. Con herramientas como Nuru, los agentes de extensión y los agricultores pueden contribuir a los estudios de campo. Esto puede dar lugar a una detección mucho más rápida de los brotes de enfermedades, a una mejor alerta temprana y a mayores posibilidades de control».

Los nuevos avances en la tecnología de IA/ML prometen ahora mejoras aún mayores en estas herramientas ya potentes. Los científicos del CIMMYT llevan mucho tiempo colaborando con el grupo de PlantVillage, trabajando para intentar desarrollar diagnósticos mejorados de importantes enfermedades del trigo, como la roya y el brusone. Ya se han hecho progresos considerables en el desarrollo de diagnósticos automatizados para las enfermedades del trigo, pero la introducción de técnicas avanzadas de segmentación de imágenes y de mosaico promete ser un gran salto adelante.

«Los avances en informática son constantes y esto puede beneficiar a la misión del CGIAR y de PlantVillage», explica David Hughes, titular de la Cátedra Dorothy Foehr Huck y J. Lloyd Huck de Seguridad Alimentaria Mundial en Penn State y fundador de PlantVillage.

«Las técnicas de segmentación de imágenes y de mosaico son un gran ejemplo. Antes requerían requisitos informáticos intensivos. Ahora, gracias a los avances de la informática, estas potentes técnicas son cada vez más accesibles y pueden aplicarse a problemas de enfermedades vegetales, como la roya del trigo.»

Mediante el uso de estas técnicas de segmentación de imágenes y de creación de mosaicos, los desarrolladores de PlantVillage están viendo una importante mejora en la capacidad de detectar automáticamente y con precisión las royas del trigo a partir de fotos in situ. «No podíamos identificar las royas con los enfoques anteriores, pero esta herramienta de segmentación y mosaico cambia las reglas del juego. El ordenador recorre las imágenes píxel a píxel, lo que resulta muy adecuado para enfermedades como las royas, que pueden extenderse por la hoja o el tallo de la planta. El ordenador dispone ahora de un algoritmo de búsqueda mucho más potente».

El equipo dirigido por Pete McCloskey, ingeniero jefe de inteligencia artificial de Plant Village, utilizó en realidad un proceso de varios pasos. Primero eliminaron el fondo para ayudar a la máquina a centrarse en la hoja. Posteriormente, cortaron digitalmente la hoja en segmentos para que la IA pudiera enfocar y encontrar el óxido. A continuación, se une toda la hoja y se resalta el óxido para ayudar a los humanos que trabajan en el sistema de nube PlantVillage.

Fig: Ejemplos de imágenes manuales etiquetadas a mano (filas superiores) comparadas con imágenes generadas por la IA mediante segmentación y mosaico (filas inferiores) para la roya.

Este nuevo y emocionante avance en la detección rápida y precisa de las royas del trigo en el campo necesita ahora ser validado y mejorado. Como ocurre con todas las aplicaciones de IA/ML, el número de imágenes incluidas en los modelos mejora realmente la calidad de las predicciones finales. «El éxito de cualquier modelo de aprendizaje automático se basa en la calidad y la cantidad de los datos con los que se entrena», señala McCloskey. «Por lo tanto, es fundamental obtener grandes y diversas cantidades de imágenes de alta calidad de todo el mundo para desarrollar un sistema global de reconocimiento de la roya del trigo». En este aspecto, esperamos que la comunidad mundial del trigo del CIMMYT pueda ayudar a impulsar el desarrollo de estas nuevas e interesantes herramientas.

El CIMMYT y PlantVillage esperan ampliar el actual conjunto de datos de imágenes de la roya del trigo y, como resultado, producir una herramienta de detección de enfermedades aún más valiosa y de interés público. Dado el amplio trabajo de campo realizado en los campos de trigo de todo el mundo por el personal del CIMMYT y sus socios, esperamos que usted pueda ayudarnos. Cualquier foto de royas del trigo (roya del tallo, de la raya y de la hoja) en el campo sería valiosa.

Nos gustaría tener imágenes con una hoja o tallo infectado por imagen, debe ser vertical en la imagen para que se pueda ver todo el segmento de hoja o tallo. La hoja o el tallo deben estar enfocados y centrados en la imagen. Resulta útil mantener la punta de la hoja alejada del tallo, de modo que esté extendida y plana. Lo ideal para los datos de entrenamiento es que la hoja tenga sólo un tipo de roya y ningún otro síntoma de enfermedad. Está bien que haya otras hojas/tallos/suelo/cielo en el fondo. También está bien que haya manos y otras partes del cuerpo en la imagen.

A continuación se muestran algunas imágenes de ejemplo. Cualquier imagen se puede subir aquí.

Imágenes de muestra de una variedad de royas del trigo (roya del tallo, de la raya y de la hoja) en el campo. (Fotos: CIMMYT)

Para más información, póngase en contacto con Dave Hodson, CIMMYT (d.hodson@cgiar.org) o Pete McCloskey, PlantVillage (petermccloskey1@gmail.com).