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Los rendimientos del arroz caen en picado y el arsénico aumenta en futuros escenarios de clima-suelo

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El arroz es el cultivo básico más grande del mundo, consumido por más de la mitad de la población mundial, pero nuevos experimentos de la Universidad de Stanford sugieren que con el cambio climático, la producción en las principales regiones productoras de arroz con arsénico endémico del suelo sufrirá una disminución dramática y pondrá en peligro los suministros críticos de alimentos.


por la Universidad de Stanford


Estos experimentos que exploran la producción de arroz en condiciones climáticas futuras muestran que los rendimientos del arroz podrían caer alrededor del 40 por ciento para 2100, con consecuencias potencialmente devastadoras en partes del mundo que dependen del cultivo como fuente básica de alimentos. Además, los cambios en los procesos del suelo debido al aumento de las temperaturas harán que el arroz contenga el doble de arsénico tóxico que el arroz que se consume en la actualidad. La investigación fue publicada el 1 de noviembre en Nature Communications .

«Para cuando lleguemos a 2100, se estima que tenemos aproximadamente 10 mil millones de personas, lo que significaría que tenemos 5 mil millones de personas que dependen del arroz y 2 mil millones que no tendrían acceso a las calorías que normalmente necesitarían». dijo el coautor Scott Fendorf, profesor de Terry Huffington en ciencias del sistema de la Tierra en la Facultad de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de la Universidad de Stanford (Stanford Earth). «Tenemos que ser conscientes de estos desafíos que se avecinan para poder estar preparados para adaptarnos».

Los investigadores observaron específicamente el arroz porque se cultiva en arrozales inundados que ayudan a aflojar el arsénico del suelo y lo hacen especialmente sensible a la absorción de arsénico. Si bien muchos cultivos alimentarios actuales contienen pequeñas cantidades de arsénico, algunas regiones en crecimiento son más susceptibles que otras. Los cambios futuros en el suelo debido a temperaturas más altas combinadas con condiciones de inundación hacen que las plantas de arroz absorban arsénico a niveles más altos, y el uso de agua de riego con alto arsénico natural agrava el problema. Si bien estos factores no afectarán a todos los productos básicos mundiales de la misma manera, se extienden a otros cultivos de inundación, como el taro y el loto.

«Simplemente no esperaba la magnitud del impacto en el rendimiento del arroz que observamos», dijo Fendorf, quien también es miembro del Instituto para el Medio Ambiente de Stanford Woods. «Lo que extrañé fue cuánto respondería la biogeoquímica del suelo al aumento de la temperatura, cómo eso amplificaría el arsénico disponible para la planta y luego, junto con el estrés por la temperatura, cómo eso realmente afectaría a la planta».

El arsénico, un químico semimetálico natural, se encuentra en la mayoría de los suelos y sedimentos, pero generalmente está en una forma que las plantas no absorben. La exposición crónica al arsénico conduce a lesiones cutáneas, cánceres, agravamiento de la enfermedad pulmonar y, en última instancia, la muerte. Es especialmente preocupante en el arroz no solo por su importancia global, sino también porque el alimento bajo en alérgenos a menudo se introduce temprano en los bebés.

«Creo que este problema también es crucial para las personas que tienen niños pequeños en nuestra sociedad», dijo el autor principal E. Marie Muehe, un ex becario postdoctoral en Stanford y ahora en la Universidad de Tübingen, Alemania. «Debido a que los bebés son mucho más pequeños que nosotros, si comen arroz, eso significa que absorben más arsénico en relación con su peso corporal».

Simulaciones climáticas

Los investigadores crearon condiciones climáticas futuras en invernaderos con base en estimaciones de un posible aumento de temperatura de 5 grados Celsius y el doble de dióxido de carbono atmosférico para 2100, según lo proyectado por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático.

Si bien la investigación previa examinó los impactos del aumento de la temperatura en el contexto de la crisis alimentaria mundial, este estudio fue el primero en explicar las condiciones del suelo en combinación con los cambios climáticos.

Para los experimentos, el grupo cultivó una variedad de arroz de grano medio en el suelo de la región arrocera de California. Los invernaderos fueron controlados por la temperatura, las concentraciones de dióxido de carbono y los niveles de arsénico del suelo, que serán más altos en el futuro debido a la acumulación en los suelos de los cultivos de riego con agua contaminada con arsénico, un problema que se agrava por el bombeo excesivo de agua subterránea.

«No solemos pensar en esto, pero el suelo está vivo, está lleno de bacterias y muchos microorganismos diferentes», dijo Fendorf. «Resulta que esos microorganismos determinan si el arsénico permanece dividido en los minerales y lejos de las plantas o si sale de los minerales a la fase acuosa».

Los investigadores descubrieron que con el aumento de la temperatura, los microorganismos desestabilizan más el arsénico inherente del suelo, lo que lleva a mayores cantidades de toxina en el agua del suelo que está disponible para su absorción por el arroz. Una vez absorbido, el arsénico inhibe la absorción de nutrientes y disminuye el crecimiento y el desarrollo de las plantas, factores que contribuyeron a la disminución del 40 por ciento en el rendimiento que observaron los científicos.

Alerta temprana, planificación futura

Si bien la dramática pérdida de producción es un motivo de gran preocupación, los científicos esperan que esta investigación ayude a los productores a encontrar posibles soluciones para alimentar al mundo.

«La buena noticia es que, dados los avances pasados ​​en términos de la capacidad de la comunidad global para producir variedades que puedan adaptarse a las nuevas condiciones, junto con las revisiones al manejo del suelo , estoy optimista de que podamos solucionar los problemas observados en nuestro estudio», dijo Fendorf. dijo. «También soy optimista de que a medida que continuamos arrojando luz sobre las amenazas resultantes de un cambio de 5 grados centígrados, la sociedad adoptará prácticas para garantizar que nunca alcancemos ese grado de calentamiento».

Como próximos pasos, Fendorf, el coautor Tianmei Wang y Muehe esperan evaluar los rendimientos de arroz a escala mundial mediante el uso de sensores remotos para identificar los arrozales contaminados a fin de modelar los rendimientos futuros y la contaminación por arsénico .

«Es muy probable que esto sea un problema donde se consume la mayor parte del arroz, por lo que pensamos en el sur y el este de Asia», dijo Wang, Ph.D. candidato en ciencia del sistema terrestre. «Especialmente para personas como mi papá: consume arroz tres veces al día y simplemente no puede vivir sin él».

*Tomado de: https://mundoagropecuario.com/los-rendimientos-del-arroz-caen-en-picado-y-el-arsenico-aumenta-en-futuros-escenarios-de-clima-suelo/

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