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La Fundación Bill & Melinda Gates elogia el maíz tolerante a la sequía y el uso de la previsión en la agricultura

El trabajo de los científicos del maíz y el trigo del CGIAR y del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) ha sido presentado en el último informe Goalkeepers de la Fundación Bill & Melinda Gates, que se lanza con los Global Goals Awards el 20 de septiembre y un evento abierto a todo el mundo transmitido en vivo el 21 de septiembre.

En el análisis de por qué la crisis ucraniana está afectando fuertemente a África, la introducción del informe de Bill Gates profundiza en las razones de la dependencia de las importaciones de cultivos. La mayoría de los agricultores de África son pequeños agricultores con pequeñas parcelas y tienen una capacidad limitada para utilizar fertilizantes o tener acceso a la irrigación. Esto significa que cualquier choque en el sistema alimentario, como la interrupción de la cadena de suministro mundial causada por el conflicto de Ucrania, afecta enormemente a los niveles de rendimiento, amenazando la seguridad alimentaria y nutricional.

El conflicto no es el único riesgo para los sistemas alimentarios en África. El cambio climático es el reto más destacado al que siguen enfrentándose los pequeños agricultores del continente.

Desarrollado gracias al apoyo de la Fundación Bill & Melinda Gates, DroughtTego, un maíz híbrido derivado del CIMMYT con mayor resistencia a climas más cálidos y secos, produce una media del 66% más de grano por acre en Kenia. A través de asociaciones público-privadas, las semillas DroughtTego pueden aumentar los ingresos de los agricultores, ya que proporcionan más que suficiente para alimentar a una familia de seis personas durante todo un año, lo que les permite invertir el dinero adicional en enviar a sus hijos a la escuela o construir nuevas casas.

Los científicos del CIMMYT y del CGIAR también han utilizado modelos predictivos para acelerar el cultivo de plantas y desarrollar nuevas variedades que puedan rendir bien incluso en entornos africanos propensos a la sequía. La inteligencia artificial ayuda a procesar la información genómica de los cultivos junto con los datos ambientales, como las muestras de suelo y las imágenes por satélite. Los resultados crean una visión de cómo deberán ser las granjas agrícolas en el futuro, lo que permite a los científicos determinar qué tipo de variedades de cultivos pueden tener más éxito en lugares específicos.

La modelización epidemiológica predictiva puede poner de manifiesto dónde pueden propagarse las enfermedades de las plantas, como la roya del trigo. Un sistema de alerta temprana, desarrollado por una asociación entre el CIMMYT, la Universidad de Cambridge, la Oficina Meteorológica del Reino Unido, el Instituto de Investigación Agrícola de Etiopía (EIAR), el Instituto de Transformación Agrícola (ATI) y el Ministerio de Agricultura Etíope, alertó con éxito a los agricultores de Etiopía de un brote de la enfermedad para que pudieran tomar medidas preventivas. El resultado fue la mayor cosecha de trigo jamás registrada en el país, en lugar de una devastadora epidemia de roya.

Un post en LinkedIn de Bill Gates también hizo hincapié en la investigación del CIMMYT, preguntando qué cultivo representa alrededor del 30% de la ingesta calórica de la población del África subsahariana: la respuesta es «el maíz».

La inclusión en este informe pone de manifiesto el impacto global del trabajo del CIMMYT en los agricultores y en los sistemas alimentarios mundiales, que sólo es posible gracias a asociaciones exitosas con organizaciones como la Fundación Bill & Melinda Gates.

Foto de portada: Un agricultor del distrito de Zaka (Zimbabue) sufre una sequía que podría afectar al rendimiento de los cultivos. (Foto: Johnson Siamachira/CIMMYT)

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Menos agua para mejores cultivos

En la India, casi una sexta parte de las reservas de agua subterránea está sobreexplotada y casi una quinta parte se encuentra en estado crítico o semicrítico. Para un país que depende en gran medida de las aguas subterráneas para beber y regar, estas estadísticas son casi una sentencia de muerte.

Sin embargo, la crisis del agua en la India no es única en la región. El crecimiento de la población, unido a la creciente urbanización e industrialización, ha hecho que el sur de Asia, una de las zonas más regadas del planeta, sea muy vulnerable al estrés hídrico. Además, como los efectos del cambio climático se dejan sentir cada vez más en esos países, la producción agrícola, incluso al nivel actual, puede no ser sostenible.

En este contexto, garantizar que los recursos hídricos se utilicen de forma eficiente y sostenible es fundamental para satisfacer la creciente demanda mundial. En las últimas décadas, los sistemas tradicionales de riego han dado paso a sistemas de riego por goteo más eficientes que suministran la cantidad adecuada de agua y nutrientes a la zona de las raíces de las plantas. Pero a medida que la escasez de mano de obra agrícola se agrava, la inversión en sistemas de riego automatizados —que prometen un aumento de las tasas de producción y de la calidad del producto— será la única forma de garantizar la sostenibilidad de los sistemas de producción agrícola en todo el mundo.

Un nuevo artículo con coautoria de un equipo de investigadores del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y del Instituto Thapar de Ingeniería y Tecnología sintetiza la información disponible relacionada con la automatización de los sistemas de riego por goteo y explora los recientes avances en la ciencia de las redes de sensores inalámbricos (WSN), el internet de las cosas (IoT) y otras tecnologías de comunicación que aumentan la capacidad de producción al tiempo que reducen los costes.

«Agrupar ambos elementos —el riego por goteo y la automatización— en la aplicación del agua puede suponer un gran ahorro en el riego e impulsar la eficiencia hídrica, especialmente en sistemas de alto consumo de agua y basados en cereales como las llanuras indogangéticas», explica M.L. Jat, científico principal del CIMMYT y uno de los autores del estudio.

Invertir en datos y en la juventud

Las tecnologías de riego inteligente, incluidos los sensores y el IoT, permiten a los agricultores tomar decisiones informadas para mejorar la calidad y la cantidad de sus cultivos, proporcionándoles datos específicos del lugar sobre factores como la humedad del suelo, el estado de los nutrientes, la presión de las malas hierbas o la acidez del suelo.

Sin embargo, esta información sigue limitada a determinados tipos de suelo y cultivos. «Para mejorar los sistemas de riego por goteo en otros lugares, especialmente en las regiones con «estrés hídrico», necesitamos datos adicionales sobre los antecedentes agrícolas en esas zonas», señaló Jat. «Esa es la única forma en que podemos adaptar eficazmente las innovaciones a cada escenario, ya que una talla única no sirve para todos».

También es esencial poner estos datos a disposición de los agricultores y hacerlos legibles. En este sentido, los jóvenes pueden convertirse en muy buenos aliados, ya que suelen tener más conocimientos tecnológicos y están acostumbrados a trabajar con grandes volúmenes de información. «No sólo están más capacitados para integrar los datos agrícolas en la toma de decisiones, sino que también pueden ayudar a los agricultores más veteranos a adoptar y confiar en los sistemas de riego inteligentes», concluye Jat.

Plataforma de investigación a largo plazo en Karnal, India, por H.S. Jat, científico principal del ICAR-CSSRI. (Foto: ICAR-CSSRI y CIMMYT)
Plataforma de investigación a largo plazo en Karnal, India, por H.S. Jat, científico principal del ICAR-CSSRI. (Foto: ICAR-CSSRI y CIMMYT)

Incentivos contra subvenciones

Con la creciente escasez de agua en todo el mundo, aprovechar al máximo cada gota se convierte en una prioridad urgente. Pero en los países en los que los sistemas de riego por goteo están muy subvencionados, los agricultores pueden tener dificultades para ver esta urgencia. La India, por ejemplo, subvenciona el coste de la energía para bombear el agua para la agricultura, lo que anima a los pequeños agricultores a extraer más de lo que necesitan.

¿Cómo podemos incentivar a los agricultores de estos países para que adopten tecnologías de uso eficiente del agua?

Según Jat, utilizar la «tarjeta científica» puede funcionar con los pequeños agricultores que, tras haber cultivado durante décadas, no cambian de opinión automáticamente. «Estas personas pueden ser reacias a aceptar incentivos para mecanismos de eficiencia hídrica al principio, pero seguramente se interesarán por enfoques más científicos», explicó Jat, subrayando que «el énfasis debe ponerse en la ciencia, no en la tecnología».

El diseño de modelos empresariales rentables también puede incentivar a los productores a adoptar mecanismos más eficientes. Los agricultores que han disfrutado de subvenciones para el riego durante décadas pueden no ver ningún beneficio en probar nuevas tecnologías, pero ¿qué pasa si se les da la oportunidad de convertirse en campeones o embajadores de estas innovaciones agrícolas? «Eso aporta una perspectiva totalmente nueva», afirma Jat.

Además de incentivar a los agricultores, los buenos modelos de negocio también pueden llamar la atención de las grandes empresas, que aportarían inversiones para impulsar la investigación y la innovación en el riego por goteo. «Cada vez más empresas se interesan por la agricultura inteligente y la agricultura de bajas emisiones, y sus aportaciones pueden ayudar a conceptualizar el futuro de este campo», comentó.

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Publicaciones recientes: Un estudio sobre el mercado del agua en Bangladesh

La producción nacional de arroz y trigo en Bangladesh se ha más que duplicado en los últimos 30 años, a pesar de la disminución de la tierra arable per cápita.  El hecho de que el país ahora sea casi autosuficiente en la producción de alimentos básicos se debe en gran parte a la adopción exitosa y rápida de variedades de cultivos modernos y de alto rendimiento.  Esto se ha documentado de manera amplia, pero se ha prestado menos atención a la contribución de los sistemas de riego a pequeña escala, cuya proliferación ha permitido el doble cultivo de arroz y un sistema de mercado competitivo en el que los agricultores pueden comprar servicios de riego a propietarios privados de bombas a precios asequibles.

Sin embargo, el exceso de extracción de agua subterránea en áreas de alta densidad de pozos poco profundos y el aumento de los costos de combustible para el bombeo han puesto en duda la sostenibilidad de la economía de riego de aguas subterráneas de Bangladesh. Se requieren métodos agronómicos de ahorro de costos, junto con políticas alineadas, mercados e incentivos para los agricultores.

Un estudio reciente realizado por investigadores del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) examina las diferentes instituciones y los métodos de fijación de precios del agua para los servicios de riego que han surgido en Bangladesh, de los cuales, cada uno varía en su estructura de incentivos para la conservación del agua y el nivel de riesgo económico para los agricultores y proveedores de servicios.

Utilizando datos primarios recopilados de 139 proveedores de servicios de riego y 556 clientes, los autores evaluaron la estructura de los tipos de servicios de riego, así como las dimensiones asociadas del mercado y las instituciones.  Descubrieron que la competencia entre los propietarios de las bombas, el capital social y las relaciones sociales entre los propietarios de las bombas y los clientes influye significativamente en la estructura de los servicios de riego y los métodos de fijación de precios del agua de riego. Una mayor competencia entre los propietarios de bombas, por ejemplo, aumenta la probabilidad de servicios de pago por hora al tiempo que reduce la de los acuerdos para compartir cultivos.

Con base en estos y otros hallazgos, los autores hicieron recomendaciones de políticas para mejorar los servicios de riego y la sostenibilidad en Bangladesh. Como Bangladesh ya tiene éxito en términos del sistema de riego convencional, los autores instan a llevarlo al siguiente nivel para la sostenibilidad y la eficiencia.

Actualmente, el sistema de riego de Bangladesh se basa en bombas centrífugas y motores diésel. Los autores sugieren ampliar la bomba de flujo axial de eficiencia energética y el sistema de alternancia humectación/secado para la conservación del agua y la eficiencia del riego. También recomiendan una mayor inversión en la electrificación rural para facilitar el uso de motores eléctricos, que pueden reducir la contaminación del aire al reducir la dependencia de los motores diésel.

Lea el artículo completo:

“Comprensión de los clientes, proveedores y las dimensiones institucionales de los servicios de riego en países en desarrollo: un estudio de los mercados del agua en Bangladesh” (en inglés) en Agricultural Water Management, Volume 222,  agosto 1, 2019, páginas 242-253.

Este estudio fue posible gracias al apoyo brindado por la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) y la Fundación Bill y Melinda Gates para la Iniciativa de Sistemas de Cereales para el Sur de Asia (CSISA por sus siglas en inglés).  El apoyo adicional fue proporcionado por los Programas de Investigación de Maíz y Trigo del CGIAR.

Local irrigation service providers in southern Bangladesh demonstrate the use of a two-wheeled tractor to power an axial flow pump to provide fuel-efficient surface water irrigation. (Photo: Tim Krupnik/CIMMYT)
Los proveedores de servicios de irrigación locales en el sur de Bangladesh muestran el uso de un tractor de dos ruedas para alimentar una bomba de flujo axial y proporcionar irrigación de superficie de bajo consumo. (Foto: Tim Krupnik/CIMMYT)

Otras publicaciones recientes de investigadores del CIMMYT:

  1. A spatial framework for ex-ante impact assessment of agricultural technologies. 2019. Andrade, J.F., Rattalino Edreira, J.I., Farrow, A., Loon, M.P. van., Craufurd, P., Rurinda, J., Shamie Zingore, Chamberlin, J., Claessens, L., Adewopo, J., Ittersum, M.K. van, Cassman, K.G., Grassini, P. En: Global Food Security v. 20, p. 72-81.
  2. Assessing genetic diversity to breed competitive biofortified wheat with enhanced grain ZN and FE concentrations. 2019. Velu, G., Crespo-Herrera, L.A., Guzman, C., Huerta-Espino, J., Payne, T.S., Singh, R.P. En: Frontiers in Plant Science v. 9, art. 1971.
  3. Genome-wide association mapping and genomic prediction analyses reveal the genetic architecture of grain yield and flowering time under drought and heat stress conditions in maize. 2019. Yibing Yuan, Cairns, J.E., Babu, R., Gowda, M., Makumbi, D., Magorokosho, C., Ao Zhang, Yubo Liu, Nan Wang, Zhuanfang Hao, San Vicente, F.M., Olsen, M., Prasanna, B.M., Yanli Lu, Zhang, X. En: Plant Breeding v. 9, art. 1919.
  4. Diversifying conservation agriculture and conventional tillage cropping systems to improve the wellbeing of smallholder farmers in Malawi. 2019. TerAvest, D., Wandschneider, P.R., Thierfelder, C., Reganold, J.P. En: Agricultural Systems v. 171, p. 23-35.
  5. Biofortified maize can improve quality protein intakes among young children in southern Ethiopia. 2019. Gunaratna, N.S., Moges, D., De Groote, H. Nutrients v. 11, no. 1, art. 192.