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ARS – Pioneros en la investigación de frutas y verduras (Parte 1)

Frambuesas, aguacates, naranjas, ciruelas, cerezas dulces, arándanos, moras, uvas y fresas.
Los científicos del USDA han hecho contribuciones tremendas al cultivo de frutas y verduras, incluida la domesticación del arándano silvestre y el desarrollo de fresas libres de virus. (Foto de Stephen Ausmus, D833-1) 

En reconocimiento a la proclamación de las Naciones Unidas de 2021 como el Año de las Frutas y Verduras, Tellus analiza cómo ARS ha ayudado a mejorar la producción de frutas y verduras.




Cuando se creó el Departamento de Agricultura de EE. UU. En 1862, más de la mitad de la fuerza laboral estadounidense eran agricultores. Desde el principio, los investigadores del USDA colaboraron con los productores de frutas y verduras para ayudarlos a enfrentar sus mayores desafíos. Los científicos del USDA hicieron tremendas contribuciones al cultivo de frutas y verduras, que incluyen:

  • determinando la causa de la hambruna irlandesa de patatas
  • domesticar el arándano silvestre
  • desarrollar fresas libres de virus
  • creando estándares oficiales de grado del USDA para frutas y verduras
  • guiando a los agricultores a salir de la peor sequía en la historia de EE. UU., el Dust Bowl

El USDA estableció formalmente el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en 1953, y desde entonces, los investigadores del ARS han tenido un impacto significativo en la industria agrícola, incluso ayudando a salvar algunas industrias de la devastación. El líder del programa nacional del ARS, Dr. Joseph Munyaneza, señaló la industria de la papa como un ejemplo reciente.

Las papas infectadas con la enfermedad del chip de cebra muestran síntomas oscuros, como rayas en el tejido.
Los tubérculos infectados con la enfermedad del chip de cebra muestran síntomas oscuros en forma de rayas en el tejido. Los científicos del ARS han dado a los productores de papa herramientas para manejar y mitigar la enfermedad. (Foto de Joseph Munyaneza, D2395-1) 

Chip de cebra

A principios y mediados de la década de 2000, una enfermedad grave amenazaba los cultivos de papa en todo el Medio Oeste. Los productores veían manchas o rayas oscuras en las hojas de sus cultivos, que luego se deteriorarían rápidamente. Los investigadores del ARS determinaron que la enfermedad era «chip de cebra», que fue causada por una bacteria y transmitida por un insecto.

“Rápidamente nos dimos cuenta de que los insectos diminutos eran la causa, pero no sabíamos cómo estaban propagando la enfermedad”, dijo Munyaneza. «Una vez que supimos que los insectos eran portadores de la enfermedad, trabajamos en formas de erradicar tanto los insectos como las enfermedades».

Ver: FAO busca crear conciencia de los beneficios que genera para la salud el consumo de frutas y verduras

La enfermedad del chip de cebra todavía existe hoy en día, pero los productores de papa ahora tienen las herramientas para manejarla y mitigarla.

“Algunas de las cosas más impresionantes que ha hecho el ARS han girado en torno a cómo respondemos a las crisis”, dijo el Dr. Timothy Rinehart, líder del programa nacional del ARS. “Cuando estas enfermedades surgen por primera vez, realmente pueden cambiar las cosas. Pero, como ya estamos trabajando en estrecha colaboración con los productores, podemos abordar rápidamente los problemas «.

Innovación ARS

Munyaneza ve las innovaciones tecnológicas de ARS como una fuerza importante detrás de las mejoras agrícolas y la sostenibilidad a lo largo de los años.

Ver: Los consumidores japoneses están más preocupados por la edición genética del ganado que de las verduras, muestra una encuesta

“Especialmente con los cultivos especiales, la tecnología ha jugado un papel muy importante en la mejora de la productividad”, dijo.

Una innovación reciente es el pulverizador de precisión . Es un sistema inteligente de control de rociado que usa visión láser para mapear el tamaño, la forma y la densidad del follaje de un árbol o planta y luego aplica una dosis personalizada de pesticida. Las pruebas de campo mostraron que el rociador de precisión podría reducir la deriva del rociado hasta en un 87 por ciento y el uso de pesticidas entre un 30 y un 85 por ciento.

“Este pulverizador de precisión ha revolucionado todo, porque puede adaptarse a cultivos de diferentes tamaños y formas, y puedes ser muy preciso en el lugar donde se está pulverizando”, dijo Munyaneza.

Manzanas Gala en las ramas de los árboles.
Los científicos del ARS han creado docenas de portainjertos de manzanas y cítricos que han sido valiosos para los productores. (Foto de Peggy Greb, D3539-1) 

Portainjertos

Los científicos del ARS han creado docenas de portainjertos de manzanas y cítricos que han sido valiosos para los productores y están aplicando esa experiencia a muchos otros cultivos, como tomates, melones y bayas. Los nuevos portainjertos pueden proporcionar a los consumidores más variedad y a los productores prácticas agrícolas mejoradas y un mayor rendimiento y rentabilidad.

La creación de nuevos portainjertos también ha sido fundamental para ayudar a los productores a lidiar con plagas y enfermedades nuevas y emergentes.

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«Es una gran inversión a largo plazo», dijo Rinehart, «pero los portainjertos ARS en manzana, melocotón y cítricos han cambiado las reglas del juego».

Tres ninfas de mosca linterna manchadas.
Mosca linterna manchada ( Lycorma delicatula ) ninfa de segundo y tercer estadio (negra); Ninfa del cuarto estadio (cuerpo rojo). El ARS reconstruyó con éxito el genoma de la mosca linterna manchada, abriendo la puerta para que los investigadores estudien formas efectivas de controlar y mitigar la plaga invasora. (Foto de Stephen Ausmus, D4016-6) 

Amenazas continuas

De Pierce enfermedad , enverdecimiento de los cítricos de la enfermedad , la peste marrón marmorated insecto , y las manchadas Lanternfly siguen amenazando a industrias enteras de cultivos. ARS ha invertido importantes recursos para detectar, prevenir y mitigar estas peligrosas plagas y enfermedades. En 2020, ARS creó una competencia, llamada ARSX , para abordar plagas y patógenos disruptivos de una manera innovadora con potencial para resultados escalables.

“Algunos de estos problemas no desaparecen, así que tenemos que adaptarnos y seguir trabajando en ellos”, dijo Rinehart. «Llevamos casi 15 años con la enfermedad de Pierce en las uvas y todavía estamos dedicando mucho tiempo y esfuerzo a ayudar a los productores a lidiar con ella y contenerla».

Ver: La producción animal es responsable de la gran mayoría de los impactos en la salud relacionados con la calidad del aire de los alimentos estadounidenses

Otros problemas son relativamente nuevos, como la aparición de la mosca linterna manchada. Tanto Rinehart como Munyaneza ven esta plaga como una gran preocupación entre los productores de diferentes industrias. En 2020, ARS reconstruyó con éxito el genoma de la mosca linterna manchada, lo que abrió la puerta para que los investigadores estudien formas efectivas de controlar y mitigar la plaga invasora.

Cabezas de lechuga romana en el suelo.
Arriba están las cabezas de lechuga romana. ARS está trabajando en estrecha colaboración con la industria de las hojas verdes para abordar la seguridad y calidad de los alimentos. (Foto de Jose Orozco, D3416-1) 

Viviendo en el presente

Junto con las plagas y enfermedades, Munyaneza citó la salud del suelo y la seguridad alimentaria como las principales preocupaciones de los productores de hoy. Por ejemplo, el retiro de productos de verduras de hoja verde ha planteado dos preguntas importantes para esta industria: 1) cómo controlar la prevalencia de enfermedades durante el lavado, empaque, envío y almacenamiento; y 2) cómo volver a inspirar al consumidor la confianza de que las verduras de hoja verde son seguras para comer.

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“Esta no es una solución fácil porque también queremos asegurarnos de no cambiar la calidad del producto”, dijo Munyaneza. «Estamos trabajando en estrecha colaboración con la industria de las hojas verdes para abordar la seguridad y la calidad de los alimentos».

Switchgrass y maíz en un campo.
El pasto varilla (derecha) y el maíz sin labranza que crecen en Nebraska en un estudio de secuestro de carbono del suelo. (Foto de Peggy Greb, D2611-1) 

Un clima cambiante

Uno de los problemas más generalizados en todos los productos básicos es el cambio climático, señaló Rinehart. Los productores enfrentan desafíos relacionados con inundaciones, sequías, clima extremo y temporadas de cultivo impredecibles, y deben equilibrar estos desafíos con esfuerzos para ser más amigables con el medio ambiente y sostenibles para alimentar a una población en crecimiento.

“Y esos son solo nuestros esfuerzos para adaptarnos al cambio climático”, dijo. “Hay un nuevo impulso para mitigar el cambio climático, lo que significa que estos mismos sistemas de cultivo ahora necesitan reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y almacenar carbono para que los agricultores puedan cobrar por los servicios de los agroecosistemas. Es un desafío difícil tanto para los investigadores como para los agricultores ”.

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Los criadores de frutas y verduras del ARS, los ecologistas del suelo y otros científicos están comprometidos con el desarrollo de cultivos que requieran menos agua, sean más resistentes a las enfermedades, se puedan cultivar en una miríada de condiciones climáticas y permitan que el carbono regrese al suelo. – Por Todd Silver , Oficina de Comunicaciones del ARS.



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