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La revolución digital puede transformar los sistemas agroalimentarios

Una transformación digital está cambiando el rostro de la investigación internacional para el desarrollo y los sistemas agroalimentarios en todo el mundo. Este fue el punto clave de la cuarta convención anual del CGIAR sobre Macrodatos en la Agricultura, la cual se celebró el mes pasado.

“En muchos países, los agricultores están utilizando datos para conocer las tendencias del mercado y las predicciones meteorológicas”, dijo Martin Kropff, director general del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), en un video dirigido a los participantes de la convención. «Pero muchos todavía no tienen acceso a todos los beneficios de los macrodatos, y ahí es donde entran el CIMMYT y sus socios».

Como miembro del CGIAR, el CIMMYT se compromete a garantizar que los agricultores de todo el mundo tengan acceso a información y soluciones basadas en datos, mientras se asegura de que los datos generados por agricultores, investigadores y otros se utilicen de forma ética.

Según los expertos del CGIAR y las organizaciones asociadas, hay cuatro áreas clave con el potencial de transformar la agricultura en los próximos 10 años: los datos, la inteligencia artificial, los servicios digitales y la inteligencia del sector.

Las intervenciones clave incluirán habilitar los datos abiertos y el uso responsable de los datos, desarrollar una inteligencia artificial responsable, habilitar y validar los servicios digitales integrados para los sistemas alimentarios y generar confianza en la tecnología y los macrodatos, muchos de los cuales el CIMMYT ya ha estado trabajando.

El aprovechamiento de los datos y su análisis

Dirigido por el CIMMYT, el equipo de Excelencia en el Mejoramiento del CGIAR (EiB) ha estado desarrollando el Enterprise Breeding System (EBS), una única solución de software de gestión de datos para programas globales de mejora genética. El software tiene como objetivo proporcionar una solución para administrar datos en todo el flujo de trabajo de datos de mejoramiento, desde la creación de experimentos hasta el análisis, todo en un solo panel de control fácil de usar.

El CIMMYT y sus socios también han logrado avances significativos en el modelado de cultivos para comprender mejor el rendimiento de los cultivos y las brechas de rendimiento, optimizar las fechas de siembra y los sistemas de riego y mejorar las predicciones de brotes de plagas. La Comunidad de Práctica (CoP) sobre Modelado de Cultivos, una iniciativa del CGIAR liderada por el fisiólogo de cultivos del CIMMYT Matthew Reynolds, tiene como objetivo fomentar la colaboración y mejorar la recopilación de datos de acceso abierto y fáciles de usar disponibles para el modelado de cultivos.

La Comunidad de Práctica (CoP) sobre Datos Socioeconómicos dirigida por el CIMMYT sigue trabajando a la vanguardia para hacer que los datos socioeconómicos confusos sean interoperables para abordar los problemas de desarrollo mundial urgentes y apremiantes en los sistemas agroalimentarios. La interoperabilidad de datos, uno de los componentes fundamentales de los estándares de datos FAIR respaldados por el CGIAR, aborda la capacidad de los sistemas y servicios que crean, intercambian y consumen datos para tener expectativas claras y compartidas para su contenido, contexto y significado. A raíz del COVID-19, el mundo fue testigo de la necesidad de una mejor interoperabilidad de datos para comprender lo que está sucediendo en los sistemas alimentarios globales, y la CoP apoya activamente ese proceso.

The MARPLE team carries out rapid analysis using the diagnostic kit in Ethiopia. (Photo: JIC)
El equipo de MARPLE lleva a cabo un análisis rápido utilizando el kit de diagnóstico en Etiopía. (Foto: JIC)

Mejora en el uso de datos y apoyo a la transformación digital

En Etiopía, el kit de diagnóstico MARPLE, desarrollado por el CIMMYT, el Instituto Etíope de Investigación Agrícola (EIAR) y el Centro John Innes (JIC), ha ayudado a investigadores, gobiernos locales y agricultores a detectar rápidamente enfermedades como la roya del trigo. El kit del tamaño de una maleta reduce el tiempo que lleva detectar esta enfermedad de meses a solo 48 horas.

En colaboración con organizaciones de investigación y meteorológicas, como la Universidad de Wageningen y la Agencia Espacial Europea (ESA), los investigadores del CIMMYT también han desarrollado aplicaciones prácticas para los datos meteorológicos obtenidos por satélite. Los científicos agrícolas han utilizado estos datos para analizar los sistemas de cultivo de maíz y trigo a mayor escala y crear modelos de cultivos más precisos para predecir la tolerancia de las variedades de cultivos a tensiones como la sequía y las olas de calor. El objetivo es compartir los datos climáticos y meteorológicos disponibles en una base de datos de acceso abierto y fácil de usar.

A través de la plataforma AgriFoodTrust, una nueva plataforma de prueba y aprendizaje para tecnologías digitales de confianza y transparencia, los investigadores del CIMMYT han estado experimentando con tecnologías como blockchain para abordar cuestiones como la seguridad alimentaria, la trazabilidad, la sostenibilidad, fertilizantes y semillas adulterados y falsificadas. Los hallazgos se utilizarán para crear capacidades en todos los aspectos tecnológicos y su aplicación para garantizar que sean inclusivas y utilizables.

En México, el CIMMYT y sus socios han desarrollado una aplicación que ofrece recomendaciones personalizadas para ayudar a los agricultores individuales a enfrentar los desafíos de la producción de cultivos de manera sostenible. La aplicación AgroTutor ofrece a los agricultores información gratuita sobre el potencial de rendimiento histórico, puntos de referencia locales, prácticas agrícolas recomendadas, pronóstico de precios de productos básicos y más.

Aceptando el desafío

A medida que el mundo se vuelve cada vez más digital, aprovechar todo el potencial de las tecnologías digitales es un área de gran oportunidad para la comunidad de investigación agrícola para el desarrollo, pero que actualmente carece de un liderazgo claro. Como organización que ya trabaja en problemas globales, es hora de que la red CGIAR se enfrente al desafío. Con un legado de investigación agronómica, extensión agrícola e investigación sobre la adopción de tecnologías e innovaciones, el CGIAR tiene la oportunidad de convertirse en líder en la transformación digital de la agricultura.

Actualmente, el sistema CGIAR se está uniendo como One CGIAR. Este proceso de transformación es una reformulación dinámica de las asociaciones, el conocimiento, los activos y la presencia global del CGIAR, con el objetivo de lograr una mayor integración e impacto frente a los desafíos interdependientes que enfrenta el mundo actual.

«El papel de One CGIAR en el apoyo a la digitalización es mejorar la investigación impulsada por los datos y su análisis y fomentar la digitalización de la agricultura en países de ingresos bajos y medianos», dijo el economista del CIMMYT Gideon Kruseman en una sesión sobre exploración de la estrategia digital del CGIAR en la convención de Macrodatos del mes pasado.

«One CGIAR, con su postura neutral y enfoque en los bienes públicos globales, puede actuar como un intermediario honesto entre diferentes partes interesadas en el ecosistema digital».

Foto de portada: Un investigador demuestra el uso de la aplicación AgroTutor en un teléfono móvil en México. (Foto: Francisco Alarcón/CIMMYT)

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El kit MARPLE acelera el diagnóstico de la roya del trigo en Etiopía

 

El kit de diagnóstico Laboratorio de Fitopatología Portátil y en Tiempo Real (MARPLE por sus siglas en inglés) es un laboratorio portátil revolucionario desarrollado por un equipo del Centro John Innes (JIC por sus siglas en inglés), el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y el Instituto Etíope de Investigación Agrícola (EIAR por sus siglas en inglés). Utiliza la tecnología de secuencia de nanoporos para diagnosticar y controlar rápidamente la roya del trigo en los campos de los agricultores.

Diseñado para usarse sin electricidad constante y en temperaturas variables, el laboratorio del tamaño de una maleta permite a los investigadores identificar la roya del trigo hasta el nivel de cepa en solo 48 horas — algo que solía llevar meses usando otras herramientas.

El equipo MARPLE fue reconocido como Innovador del Año por su impacto internacional en 2019 por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC por sus siglas en inglés) del Reino Unido.

Un nuevo video del Centro John Innes muestra cómo el kit de diagnóstico MARPLE permitirá a Etiopía identificar rápidamente las cepas de óxido de trigo, en lugar de enviar muestras a los laboratorios en el extranjero.

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El equipo de MARPLE premiado por su impacto internacional

MARPLE team members Dave Hodson and Diane Saunders (second and third from left) stand for a photograph after receiving the International Impact award. With them is Malcolm Skingle, director of Academic Liaison at GlaxoSmithKline (first from left) and Melanie Welham, executive chair of BBSRC. (Photo: BBSRC)
Los miembros del equipo de MARPLE, Dave Hodson y Diane Saunders (segundo y tercera desde la izquierda) después de recibir el premio de Impacto Internacional. Con ellos está Malcolm Skingle, director de Cooperación Académica en GlaxoSmithKline (primero desde la izquierda) y Melanie Welham, presidenta ejecutiva del BBSRC. (Foto: BBSRC)

El equipo de investigación que está detrás del kit de diagnóstico Laboratorio de Fitopatología Portátil y en Tiempo Real (MARPLE por sus siglas en inglés) ganó la categoría de Impacto Internacional de los Premios al Innovador del Año 2019, patrocinados por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC por sus siglas en inglés) del Reino Unido.

El equipo — Diane Saunders del Centro John Innes (JIC por sus siglas en inglés), Dave Hodson del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y Tadessa Daba del Instituto Etíope de Investigación Agrícola (EIAR por sus siglas en inglés) — recibió el premio en un evento en el Museo de Ciencias de Londres el 15 de mayo de 2019. Entre la audiencia se encontraban destacadas figuras del mundo de la inversión, la industria, el gobierno, la beneficencia y el mundo académico, incluido el Ministro de Estado de Universidades, Ciencia, Investigación e Innovación del Reino Unido, Chris Skidmore.

Los premios al Innovador del Año del BBSRC, en su undécimo año, reconocen y apoyan a las personas o equipos que han tomado descubrimientos en biociencia y los han convertido en impacto. Al reflejar el alcance de la investigación que apoya el BBSRC, se otorgan cuatro categorías de impacto: comercial, social, internacional y carrera temprana. Daba, Hodson y Saunders se encontraban entre un grupo selecto de 12 finalistas que compiten por los cuatro prestigiosos premios. Además del reconocimiento internacional, recibieron 10 000 libras (13 000 dólares aproximadamente).

«Me alegra que este trabajo haya sido reconocido», dijo Hodson. “La roya del trigo es una amenaza mundial para la agricultura y para los medios de vida de los agricultores en países en vías de desarrollo como Etiopía. MARPLE pone a disposición diagnósticos rápidos y de vanguardia en manos de los que están en mejores condiciones para responder: los investigadores en el terreno, el gobierno local y los agricultores».

Diagnóstico en el terreno

El kit de diagnóstico MARPLE es el primer sistema operativo en el mundo que utiliza tecnología de secuencia de nanoporos para el diagnóstico y control rápido de patógenos fúngicos complejos en el campo.

En su trabajo inicial en Etiopía, el kit de diagnóstico del tamaño de una maleta posicionó al país — uno de los principales productores de trigo de la región — como líder mundial en diagnóstico y pronóstico de patógenos. Generando resultados dentro de las 48 horas posteriores al muestreo de campo, el kit representa una revolución en el diagnóstico de enfermedades vegetales. Su uso tendrá implicaciones de gran alcance en cuanto a cómo se identifican y rastrean las amenazas para la salud vegetal en el futuro.

MARPLE está diseñado para funcionar en un sitio de campo sin electricidad constante y con las temperaturas variables del campo.

«Esto significa que realmente podemos llevar el laboratorio al campo», explicó Saunders. «Sin embargo, tal vez lo más importante es que los laboratorios pequeños y con menos recursos pueden conducir su propia investigación sin tener que depender de una gran cantidad de laboratorios grandes, financiados y con experiencia sofisticada en diferentes países».

En una entrevista reciente con JIC, la directora de EIAR, Tadessa Daba, dijo: «Queremos que este proyecto se utilice en el terreno, para mostrar a los agricultores y a la nación que esta tecnología funciona».

The MARPLE team uses the diagnostic kit in Ethiopia. (Photo: JIC)
El equipo de MARPLE usa el kit de diagnóstico en Etiopía. (Foto: JIC)

El desarrollo del kit de diagnóstico MARPLE fue financiado por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC) y la Plataforma del CGIAR para Macrodatos en Agricultura en el Desafío de Inspiración en Agricultura. El BBSRC también otorga apoyo continuo al Centro John Innes y al proyecto Delivering Genetic Gain in Wheat, liderado por la Universidad de Cornell y financiado por el Departamento para el Desarrollo Internacional del Reino Unido (DFID) y la Fundación Bill y Melinda Gates.

Puede encontrar más información sobre el premio en el sitio web de JIC, el sitio web del BBSRC y el sitio web del Programa de Investigación de Trigo del CGIAR.