Desde robots blandos que se arrastran por los cultivos hasta fertilizantes de base biológica que protegen los cursos de agua, el futuro de la agricultura se encuentra en la intersección de disciplinas científicas, según un nuevo estudio que describe cómo los desafíos más difíciles de la agricultura requieren avances coordinados en biología, química, ingeniería y ciencia de datos.
por Matt Hayes, Universidad de Cornell
El estudio, publicado en Global Change Biology , presenta cinco casos prácticos que demuestran cómo este tipo de colaboración profunda puede transformar el monitoreo de cultivos, el uso de fertilizantes y la gestión del agua . Fue realizado por 25 investigadores de dos Centros de Ciencia y Tecnología (CST) de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF): el Centro de Investigación en Sistemas de Plantas Programables (CROPPS), dirigido por Cornell, y el Centro de Ciencia y Tecnología para la Sostenibilidad del Fósforo (STEPS), con sede en la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
«Trabajar en distintas disciplinas no solo amplía nuestras herramientas, sino que también redefine las preguntas que hacemos», dijo Vesna Bacheva, ingeniera mecánica de la Escuela Smith de Ingeniería Química y Biomolecular y de la Sección de Biología Vegetal de la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas, quien fue coautora de la investigación con Imani Madison, investigadora postdoctoral del Departamento de Biología Vegetal y Microbiana de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
Alimentar a una población mundial creciente y al mismo tiempo gestionar recursos naturales limitados presenta desafíos constantes para científicos, ingenieros, agricultores y formuladores de políticas, dijeron los investigadores.
Un estudio de caso presenta nanosensores y robótica blanda desarrollados por el Centro de Investigación en Sistemas Programables de Plantas (CROPPS) para ayudar a monitorear el estado hídrico de las plantas en el campo. Otro, basado en el Centro de Ciencia y Tecnología para la Sostenibilidad del Fósforo (STEPS), explora innovaciones en fertilizantes y sistemas de recuperación de fósforo que podrían contribuir a un uso más eficiente de los nutrientes.
«Este tipo de soluciones integradas son posibles porque los investigadores de nuestros centros trabajan de forma creativa, trascendiendo las fronteras disciplinarias, para alcanzar objetivos comunes», afirmó Abe Stroock, profesor Gordon L. Dibble ’50 de la Escuela Smith de Ingeniería Química y Biomolecular y profesor adjunto de la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas, director de CROPPS y autor principal del estudio.
El estudio también examina cómo la comunicación con actores clave del sector agrícola —incluidos agricultores, ingenieros y colaboradores universitarios— puede orientar la investigación y guiar el desarrollo de tecnologías prácticas. Los investigadores en ciencias sociales que participaron en el proyecto realizaron entrevistas y encuestas para comprender las consideraciones sobre la adopción de tecnologías relacionadas con la recuperación de fósforo y el uso de nutrientes.
Los autores destacan la importancia del apoyo institucional para la colaboración y la capacitación interdisciplinaria. También señalan que los enfoques presentados en el artículo pueden adaptarse para abordar otros temas de innovación agrícola.
«Este trabajo es un ejemplo de cómo se pueden combinar distintos tipos de conocimientos científicos para desarrollar nuevos enfoques de la producción agrícola y la gestión de recursos», dijo Margaret Frank, profesora asociada de la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas de Cornell y una de las autoras correspondientes del estudio.
Otros autores de CROPPS incluyen a Mathew Baldwin, April Gu, Mehmet Ilman, Jen Liu, Sijin Li, Anand Mishra, Gloire Rubambiza, Robert Shepherd y Hakim Weatherspoon de la Universidad de Cornell y Mark Beilstein y Jesse Woodson de la Universidad de Arizona.
Más información: Vesna Bacheva et al., Colaboraciones transdisciplinarias para el avance de sistemas agrícolas sostenibles y resilientes, Biología del Cambio Global (2025). DOI: 10.1111/gcb.70142
