La respuesta a esta pregunta la encontraron investigadores turcos que trabajan con diferentes variedades de sorgo en diferentes condiciones para recetas de agricultura de precisión.
El estudio, realizado por científicos de la Universidad Erciyes, la Universidad Çanakkale Onsekiz Mart, la Universidad Bilecik Şeykh Edebali, la Universidad Ömer Halisdemir y la Universidad de Tecnología Avanzada KGUT, descubrió cómo los diferentes niveles de riego y tasas de fertilizantes nitrogenados afectan el rendimiento y la calidad nutricional de los granos de sorgo.
A medida que crece la preocupación por la seguridad alimentaria mundial y la sostenibilidad ambiental cobra mayor importancia, es fundamental comprender cómo optimizar la producción agrícola con un impacto ambiental mínimo. Esta investigación ofrece a los agricultores perspectivas prácticas al vincular la aplicación precisa de agua y fertilizantes con mayores rendimientos y una mejor calidad del grano.
El estudio se centró en la aplicación de tres tasas de riego: 50%, 75% y 100% de la evapotranspiración de referencia, la cantidad total de agua perdida del suelo y de la superficie de la planta (calculada mediante la evaporación en tanque), en combinación con cuatro tasas de nitrógeno (0, 90, 180 y 270 kg por hectárea). Mediante la variación sistemática de estos dos factores, los científicos monitorearon varios parámetros importantes del sorgo, como la altura de la planta, las características del grano (como el peso de mil granos, los granos por panícula y el peso del grano por panícula), el rendimiento total de grano y propiedades nutricionales clave, como el contenido de aceite, proteína, almidón y minerales.
Uno de los principales hallazgos fue que aumentar los niveles de riego y de nitrógeno generalmente mejoró la mayoría de los parámetros de crecimiento y rendimiento.
Por ejemplo, el mayor rendimiento de grano alcanzado, 7120 kg/ha, se registró con un riego del 100% y 180 kg/ha de nitrógeno.
Además de las mejoras en el rendimiento, los detalles más finos de las propiedades nutricionales del grano también mostraron una variabilidad considerable.
El contenido de proteína fue mayor en el nivel de riego más alto combinado con las dosis más altas de nitrógeno, alcanzando 11,85%, mientras que el contenido de aceite, por el contrario, disminuyó con el aumento de la fertilización nitrogenada, incluso cuando el riego fue máximo.
Esta discrepancia resalta que mientras algunas propiedades nutricionales se benefician de una mayor fertilización, otras pueden verse afectadas negativamente.
El contenido total de almidón y de ácido fítico (un compuesto conocido por sus propiedades de fijación de nutrientes y su potencial para reducir la disponibilidad de minerales en la dieta) aumentó con mayores niveles de riego y dosis de nitrógeno. Con 270 kg ha-1 de nitrógeno, el sorgo alcanzó un nivel máximo de almidón del 77,29% y el de ácido fítico alcanzó el 1,83%. Cabe destacar también que la proporción de almidón resistente (un tipo de almidón que resiste la digestión y actúa como fibra dietética) fue mayor con niveles de riego más bajos (50%) y bajos aportes de nitrógeno. Esto sugiere una relación inversa entre la síntesis total de almidón y el desarrollo de almidón resistente en estas condiciones.
Además, la composición de ácidos grasos del grano se vio afectada por el tratamiento. En concreto, el ácido linoleico, una de las principales grasas poliinsaturadas, aumentó con niveles más altos de riego, mientras que el ácido oleico, una grasa monoinsaturada asociada con beneficios cardiovasculares, aumentó con la fertilización nitrogenada.
Además, se alteraron las concentraciones de varios minerales importantes. Un mayor riego incrementó los niveles de potasio, magnesio, hierro, fósforo y zinc, mientras que los de calcio y manganeso disminuyeron.
El modelo muestra que la disponibilidad de agua es un factor clave en la absorción y distribución de nutrientes dentro de la planta, y que los niveles de nitrógeno generalmente tuvieron un efecto positivo en el contenido de micronutrientes, especialmente magnesio, hierro y zinc, cuando los aportes de nitrógeno oscilaron entre 180 y 270 kg ha-1.
Estos hallazgos nutricionales son importantes no solo desde una perspectiva agrícola, sino también para la industria alimentaria y la ciencia nutricional. Proporcionan una base clara para la gestión de recursos y el logro de objetivos específicos de producción y nutrición.
Estudios similares previos en maíz han demostrado que la manipulación de fertilizantes de agua y nitrógeno puede influir significativamente en la composición del grano, incluyendo las propiedades del almidón y el contenido de ácido fítico. En el estudio del maíz, ciertas combinaciones de reducción del riego y aumento del nitrógeno produjeron un mayor contenido de almidón y alteraron las proporciones de amilosa y amilopectina, factores clave para el procesamiento de alimentos y la calidad nutricional.
Aunque el tipo de cultivo difiere, ambos estudios apuntan a un delicado equilibrio entre la disponibilidad de agua, el crecimiento de las plantas y la acumulación de nutrientes, lo que demuestra que las prácticas de agricultura de precisión deben tener en cuenta estas interacciones para optimizar los resultados de los cultivos.
La metodología empleada en este estudio sobre sorgo fue sencilla pero eficaz. Al establecer tasas de riego controladas en función de las condiciones ambientales medidas con una bandeja y aplicar dosis graduadas de nitrógeno, los investigadores crearon una serie de grupos de tratamiento que permitieron realizar comparaciones claras entre diferentes estrategias de manejo.
Se tomaron mediciones de parámetros de crecimiento y calidad del grano en etapas claves de desarrollo, asegurando que los resultados reflejen con precisión el impacto de estos tratamientos en el campo.
La conclusión general es que para el sorgo, el nivel de riego completo combinado con tasas de nitrógeno de 180 a 270 kg/ha es óptimo tanto para maximizar el rendimiento como para mejorar las características nutricionales deseadas.
Esta información puede ser particularmente útil en regiones donde la escasez de agua o la fertilidad del suelo son factores limitantes, proporcionando un enfoque personalizado que ayuda a sincronizar los objetivos de rendimiento y la calidad del grano.
Fuente: journals.plos.org.doi.org/10.1371/journal.pone.0323901
