Cultivos mejor adaptados a nuestro suministro de agua

Asunto: La gestión de unos recursos hidráulicos sostenibles empieza a esgrimirse como una prioridad para Europa. En la europa septentrional, el interés principal gira en torno a una mejora de la calidad; más al sur, la cuestión de la calidad está vinculada con las limitaciones de suministro impuestas por la sequedad del clima. La creciente presión sobre nuestros recursos hidráulicos proviene de las demandas cada vez mayores de la urbanización y el turismo, una mejor calidad de vida, y la incidencia de las industrias en crecimiento. No obstante, la agricultura ejerce una influencia fundamental tanto sobre la calidad del agua como sobre su disponibilidad.

Relevancia: El apoyo del desarrollo y la adopción de variedades de cultivos 'benignos' para el agua podría contribuir de forma significativa a la gestión sostenible del agua. Podrían aprovecharse en este empeño la investigación y las políticas agrícolas comunitarias. Entre los posibles instrumentos para combatir la influencia negativa de la agricultura sobre el suministro de agua hay la política de fijación de precios, los instrumentos reguladores, los permisos negociables, la modificación del uso de la tierra, y mejoras en la tecnología del riego. Sin embargo, lo que a menudo se olvida es la potencial aportación de la ciencia de cosechas, tanto al cultivo convencional como a la investigación biotecnológica.

El impacto de la agricultura sobre los recursos hidráulicos

Puede atribuirse a la agricultura una proporción creciente de la contaminación del agua y del consumo global de este recurso natural

Tras las Directivas y acción recientes bajo el 5° Plan de Acción Medioambiental de la Comisión Europea, se ha logrado controlar muchos de los focos de contaminación (particularmente los vertidos industriales), mejorando así la calidad de las aguas en superficie. No obstante, se sigue deteriorando la calidad de nuestra agua subterránea, fuente de un 65% del suministro público de agua. La mayor parte de la contaminación del agua subterránea proviene de una variedad de fuentes; se cree que la agricultura aporta un 25% del fósforo, un 60% del nitrógeno y una proporción significativa de los microcontaminantes orgánicos. El cálculo numérico de modelos por ordenador indica que la concentración en nitratos del agua en superficie (hasta 1m. de profundidad) excede el nivel guía establecido por la UE (25 mg/l) en más del 85% de la superficie agrícola Europea. Similarmente, el modelo indica que el estandar de 0¿5 mg/l establecido para el agua de consumo se supera en el 75% de las tierras cultivables. Si bien hubo un tiempo en que se creía, erróneamente, que el suelo filtraría adecuadamente los productos agroquímicos, ahora es evidente que las aguas subterráneas sí sufren contaminación. Dado que la limpieza de las mismas resulta muy cara, e incluso técnicamente impracticable, hay que buscar una solución en la acción preventiva.

La agricultura tiene una influencia importante sobre la disponibilidad del agua, especialmente en las zonas mediterráneas donde las crecientes superficies agrícolas sometidas al regadío ya ocupan más del 80% de la demanda global. Además, el riego es una actividad fuertemente estacional; se practica durante los meses en que el suministro de agua está en sus mínimos, por razones climáticas, y cuando el consumo doméstico y del turismo alcanza su apogeo.

Cosechas que precisan menos agua

El desarrollo de cosechas resistentes a las sequías, al frío y a la sal produce resultados alentadores

Las plantas resistentes a las sequías necesitan raíces profundas capaces de penetrar la capa de arcilla compacta, y que tengan una cobertura frondosa densa y la capacidad de equilibrar la concentración de sal dentro de las células. Los científicos intentan desarrollar cereales dotados de estas características, pero han tenido más éxito con el cultivo convencional combinado con marcadores moleculares para facilitar la identificación y selección . A través de la selección y el cultivo, se han producido variedades resistentes a las sequías de diversas cosechas de cereales.

El desarrollo de variedades resistentes a la sal puede reducir la presión sobre los recursos hidráulicos al permitir el riego con agua procedente de fuentes tales como los acuíferos salinos. Se están realizando investigaciones de gran envergadura en la India, Pakistán, Japón y la Africa del Norte, donde se han transferido con éxito, utilizando métodos clásicos, genes que pueden mejorar la tolerancia salina de las plantas a cosechas que incluyen la cebada, la alfalfa, el tomate y el trigo. Asimismo, un grupo de investigación de Purdue University ha desarrollado recientemente plantas de trigo tolerantes a la sal mediante métodos clásicos de cultivo.

También la manipulación de genes que afectan la síntesis de los osmolitos -prolina, betaina, trehalosa, los poliols - da resultados prometedores. Una producción excesiva de osmolitos confiere al tabaco una tolerancia salina y una resistencia a las sequías, mejora la producción de biomasa y facilita el desarrollo de la flor bajo condiciones adversas. No obstante, estos osmolitos pueden provocar efectos secundarios negativos, ya que tienden a atraer a los insectos. Son necesarios más estudios para identificar metabolitos alternativos que no sean atractivos para los depredadores de la planta.

El desarrollo de cosechas resistentes al frío o más tempranas también puede reducir el riego al permitir que las cosechas aprovechen la precipitación de los primeros meses del año. Las investigaciones se han concentrado en los genes del Arabidopsis.

Cosechas que precisan una reducida aportación química

Las variedades de cosechas resistentes a las plagas generan un mayor rendimiento, al tiempo que reducen su dependencia a pesticidas potencialmente dañinos

Casi la tercera parte de la producción global de cereales se pierde a causa de las malas hierbas, los insectos y los patógenos, factores que inciden cada vez más en la práctica agrícola moderna, fuertemente orientada hacia la monocultura. Esto ha conducido al uso generalizado de la protección química, con los riesgos de contaminación que ello supone, tales como la contaminación de los recursos hidráulicos. Además se han introducido complejas mezclas químicas para combatir los insectos nocivos resistentes. Aunque el negocio de desarrollar insecticidas (en su mayor parte químicos, algunas biológicos) está valorado en más de US$7,5 mil millones en todo el mundo, la pérdida de producción debida a los insectos todavía asciende a un 13% aproximadamente.

Los agricultores son reacios a abandonar los pesticidas sin una alternativa segura. La investigación del cultivo de cosechas empieza a proporcionar alternativas en la forma de variedades dotadas de una resistencia natural a las plagas. Es probable que la mejora genética de las cosechas sea menos perjudicial para el medio ambiente y más aceptable socialmente que la fabricación de los pesticidas químicos y su uso en el fumigado. Durante el transcurso de este siglo, los programas de cultivo convencionales han tenido algún éxito en generar cosechas altamente productivas y resistentes a las plagas. No obstante, pocas variedades modernas retienen el mismo grado de resistencia exhibido por sus variedades hermanas de carácter salvaje. Cada vez se utiliza más la biotecnología para desarrollar una resistencia más estable contra una variedad de plagas (Figura 1).

Figura 1: Plantas transgénicas resistentes a las plagas

Resistencia Estado Ejemplos

Insectos y Nematodos * 32% de los ensayos con los OGM* Comercialización a plena escala prevista para mediados de 1996 * Inserción de genes que codifican proteínas intracristalinas del Bacillus thuringiensis. Se ha confirmado la resistencia en más de 50 plantas contra plagas que incluyen el escarabajo del Colorado, el gusano de la cápsula, la minadora del tabaco, el gusano rosado del algodonero, la polilla del maíz europea y otras polillas nocivas.(el cultivo de cosechas mixtas con variedades susceptibles combate la resistencia notada en algunas poblaciones de campo de la plaga vegetal Plutella xylostella. * El uso del gen del pea lectin y la proteína inhibidora del cowpea trypsin da resultados positivos.* Ciba, Mycogen y Monsanto plantarán 200.000 acres de maíz, patatas y algodón biomanipulados.

Virus * 18% de los ensayos de campo aprobados por la USDA* ensayos de campo avanzados * Plantas transgénicas con genes de capa de proteína

Hongos y Bacterias * a la zaga de la protección viral e insectívora debido a la complejidad y diversidad de los sistemas * Resistencia contra Phytoptera infestans en la patata* Resistencia contra el ataque bacteriano (Erwinia) en la patata

Los cereales autofertilizantes brindan beneficios tanto medioambientales como económicos

Se están realizando investigaciones en Países Bajos y en EE.UU. para desarrollar cosechas de campo y de forraje que precisen menos fertilizantes. Un ejemplo especialmente prometedor pero aún futurístico son los cereales que se autofertilizan con nitrógeno. Un equipo internacional encabezado por la Universidad de Nottingham (Reino Unido) ha descubierto variedades de bacterias nitrificadoras que penetran las raíces de los cereales y convierten el nitrógeno atmosférico en una forma asimilable por las plantas. Los beneficios potenciales son excepcionales: además de reducir la contaminación por nitratos del agua subterránea, este producto podría eliminar el gasto anual de 20 mil millones de dolares en fertilizantes de nitrógeno sintético, y reducir los gases invernaderos al sustituirse los fertilizantes basados en los combustibles fósiles. Hay una posibilidad razonable de éxito dentro de los próximos quince años en el desarrollo de estas plantas si se acomete la inversión necesaria ahora.

Es importante hacer notar que a nivel mundial, la tolerancia a los herbicidas es la característica que más frecuentemente se evalúa - en más del 28% de los ensayos de campo - en las cosechas transgénicas. Las cosechas resistentes a los herbicidas pueden surtir efectos beneficiosos en el medio ambiente cuando, por ejemplo, se puede utilizar un solo herbicida de espectro ancho que se descompone con relativa rapidez para sustituir a herbicidas persistentes tales como el alchlor y la atrazina. No obstante, el interés primario de las corporaciones agrícolas en desarrollar variantes tolerantes a herbicidas es, por supuesto netamente comercial, y en la mayoría de los casos hay un aumento del volumen total de herbicidas utilizadas al procurar los agricultores maximizar la destrucción de las malas hierbas sabiendo que las cosechas no sufrirán daño (aun con unas dosis muy superiores a las recomendadas por el fabricante). El uso repetido de un solo herbicida también aumenta la posibilidad de que las malas hierbas adquieran una resistencia y precisen unas dosis más grandes de herbicida.

Cuellos de botella en la investigación y desarrollo

La UE ha quedado a la zaga de Norteamérica en la investigación del cultivo de cosechas ...

La investigación y desarrollo actual del cultivo y la biotecnología está produciendo nuevas variedades que podrían contribuir a la gestión sostenible de los recursos hidráulicos europeos. Nuevas técnicas de transformación han conducido a la producción de cuarenta especies diferentes de plantas transgénicas. A finales de 1995 se habían realizado unos cuatro mil ensayos de campo. Si bien en 1991 el número de ensayos de campo era aproximadamente igual en Norteamérica y la UE/AELC, desde 1992 Norteamérica mantiene el liderazgo con más de la mitad de todos los ensayos realizados hasta la fecha. Durante los 6 próximos años se prevé que más de 3000 productos saldrán al mercado en EE.UU.

.. debido en parte a una legislación excesivamente celosa

Bajo las directivas de la UE sobre la liberación intencionada de organismos genéticamente modificados (OGM), nuevas variedades de OGM deben someterse a un proceso de aprobación, el cual comprende una evaluación del riesgo para demostrar que no suponen una amenaza significativa para el medio ambiente o la salud humana. Lo que se teme en particular de las variedades de cosechas transgénicas es la posibilidad de que invadan otros hábitats como malas hierbas, y que sus características resistentes se transfieran a plantas no deseables. Un estudio reciente del IPTS sugiere que las directivas de la UE pueden ser innecesariamente estrictas, dada la imposibilidad de demostrar la total ausencia de todo riesgo significativo.

La legislación japonesa y norteamericana sobre la liberación de los OGM es menos restrictiva, y se focaliza en el producto más que en el proceso. Desde 1987, EE.UU. ha tenido un sistema bien definido para el examen y la aprobación del ensayo de las plantas transgénicas, el cual fue enormemente simplificado en Marzo de 1993. La UE ha promulgado cambios en directiva sobre los OGM (90/220/CE) para introducir procedimientos simplificados para ciertas operaciones de liberación de plantas, pero sólo este año comenzarán a surtir pleno efecto; hasta la fecha sólo el Reino Unido, Francia y Países Bajos han actualizado sus procedimientos. Además, el proceso de patentado de las plantas transgénicas es un área de gran incertidumbre.

Según portavoces de la industria, cada OGM cuesta unos US$10 millones en desarrollo (incluidos US$1 millón en gastos normativos) y tarda al menos 6 años en trasladarse del laboratorio al producto comercial. Aunque hay una importante inversión privada de fuentes que incluyen las cooperativas agrícolas, aquellos vendedores de semillas cuya actividad principal es la venta de productos agroquímicos sólo tienen un interés limitado en desarrollar variantes que mermarían estas ventas. Por lo tanto es poco probable que se acometa la investigación necesaria sin una aportación pública más importante.

Dados los amplios beneficios sociales, existe una justificación para una mayor intervención del sector público

La participación del sector público en los ensayos de cosechas es más elevada en Norteamérica (un 28% de todos los ensayos) que en Europa (17%), quizás como consecuencia de un mayor apoyo de la fitobiotecnología, más investigación universitaria de la identificación y aislamiento de los genes, y mejores conexiones entre los sectores público y privado. En el área Asia-Pacífico el sector público dirige el 79% de los ensayos. Ya que los beneficios en términos de la gestión del agua benefician a la sociedad en general, el sector público debería contribuir a esta investigación. La inversión en la ciencia de las cosechas debería considerarse una aportación rentable a la gestión integrada de los recursos hidráulicos - por cierto menos costosa que el desarrollo de recursos hidráulicos alternativos, y/o la descontaminación del agua subterránea.

Obstáculos a la adopción de variedades nuevas

Los agricultores tienen la clave de la introducción de nuevas variedades de cosechas .......

La introducción de nuevas variedades de cosechas, producidas a través de la biotecnología o por medio de las técnicas clásicas de cultivo, podría conllevar repercusiones ecológicas negativas, pero el coste adicional directo imputado a los agricultores debería ser mínimo. No obstante, los agricultores serán reacios a un cambio de variedades sin un motivo claro. Aunque los agricultores dependen de un suministro fiable de agua, este suministro es parte del "dominio público", y los agricultores individuales tendrán poco incentivo para reducir su impacto individual sobre este recurso común. Además, en el caso de los OGM, independientemente del verdadero riesgo, si el público percibe un peligro y hay duda en torno a su comercialización, los agricultores vacilarán en adoptarlas. También es posible que los agricultores sean reacios a cambiar a variedades patentadas. En el caso de las variedades resistentes a sequías y tolerantes a la sal, los agricultores podrían beneficiarse de una mayor flexibilidad de selección de cosechas y unos rendimientos más elevados. También es posible que los agricultores se convenzan de que gastarían menos en productos agroquímicos introduciendo ciertas variedades nuevas.

También la política agrícola tiene un papel a desempeñar

Si bien la actitud del individuo es importante, el factor principal que influye actualmente en la mayoría de las decisiones agrícolas europeas son las políticas agrícolas de la UE. No obstante, la evolución de la política agrícola empieza a reflejar cuestiones medioambientales. Un principio fundamental de las nuevas políticas sería el uso sostenible de los recursos terrestres y hidráulicos que apoyan la agricultura. A fin de incentivar el uso menos intensivo de la tierra, los subsidios se pagan actualmente en función de la superficie, no de la producción. En la actualidad, sin embargo, no hay subsidios relacionados directamente con las necesidades de regadío de las cosechas, ni con la cantidad de productos agroquímicos utilizados en su producción. La introducción de tales fórmulas podría incentivar la introducción de cultivos más acordes con un recurso escaso como el agua, y constituiría un paso hacia el desarrollo de una política verdaderamente integrada para los recursos hidráulicos de Europa.

Frases clave:

Agua, agricultura, plantas transgénicas, cultivo de cosechas, resistencia

Referencias:

* Agencia Medioambiental Europea, Environment in the European Union, 1995.

* Rogers, "Biotechnology Risk Assessment and Genetically Modified Organisms", IPTS, 1995.

* Technological Forecasting and Social Change, Sept. 1995.

* NABC (EE.UU.), Agricultural Biotechnology and the Public Good, 1994.

* Wen-Ju Yang, et al., Plant Physiology, 107/621, 1995.

Smirnoff, ed. Environment and Plant Metabolism: flexibility and

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Ahl Goy y J.J.Duesing, Bio/Technology, 13/454, 1995.

* Rogers, y H.C.Parkes, J.Experimental Botany, 46/286, 1995

Chun-sheng Zhang, et al., J.Biol.Chem., 270/37, 1995.

Agradecimiento:

Los autores desean agradecer a correspondientes en las siguientes organizaciones su valiosa aportación a la redacción de este artículo: CPRO-DLO (NL), ADIT (FR), U.Nottingham (RU), LEI-DLO (NL), Instituto Max Planck (D), Instituto del Medio Ambiente de Estocolmo (SE