Agricultura Cultivos y Semillas Opinión

Escasez de fosfato: el recurso menguante requerido para cultivar alimentos


Para 2030, se proyecta que la población mundial será de aproximadamente 8,5 mil millones de personas . La seguridad alimentaria mundial es una de las principales preocupaciones de los gobiernos: el hambre cero es el segundo más importante de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas .


por Toluwase Olukayode


Sin embargo, existe un grave conflicto entre la producción sostenible de alimentos y el uso de recursos no renovables en los sistemas agrícolas, en particular el fosfato. El fósforo es un nutriente mineral importante requerido por las plantas de cultivo para un crecimiento y productividad óptimos. El fosfato es la única forma de fósforo que las plantas pueden absorber; a menudo se aplica a los cultivos como fertilizante de fosfato.

El fosfato se obtiene a través de la minería de roca . El setenta por ciento de las reservas mundiales de fosfato se encuentran en el norte de África. China, Rusia, Sudáfrica y los Estados Unidos tienen cantidades limitadas de roca mineral.

Una escasez de fosfato amenazará la producción mundial de alimentos: los fertilizantes de fosfato se utilizan ampliamente para producir un rendimiento óptimo de la planta. Crédito: Shutterstock

Recursos finitos

Los científicos han informado que la producción global de fosfato alcanzaría un máximo alrededor de 2030, al mismo tiempo que la población mundial alcanzará los 8,5 mil millones de personas. Varios informes también han advertido que la reserva global se agotará en los próximos 50 a 100 años. La práctica agrícola actual implica el uso de una alta cantidad de fertilizante de fosfato para lograr un rendimiento óptimo de la planta.

Esto se debe a las propiedades químicas del fosfato, que interactúa con las partículas del suelo de una manera que dificulta la adquisición de la planta, dejando una gran parte del elemento en la superficie del suelo .

Debido a que las plantas solo pueden absorber pequeñas cantidades de fosfato, la gran mayoría de los fertilizantes terminan en lugares no deseados, como cuerpos de agua , lo que hace que estas prácticas sean ecológicamente y financieramente insostenibles. Solo es razonable comprender que a medida que el fosfato se vuelve más caro y eventualmente se agota, no solo representa una amenaza para la seguridad alimentaria, sino que también puede plantear una crisis política entre los países ricos en fosfatos y los países importadores.

Muchos investigadores de todo el mundo están comprometidos con este esfuerzo, incluido el Instituto Global para la Seguridad Alimentaria (GIFS) de la Universidad de Saskatchewan. Mi investigación doctoral en GIFS investiga el papel de las moléculas móviles en la integración del crecimiento de raíces y brotes en condiciones de deficiencia de minerales. El equipo de investigación de GIFS explora cómo las moléculas se producen en una parte de la planta —por ejemplo, el brote— modula la respuesta de las plantas al estrés mineral en otra parte, como la raíz.

Comprender la absorción de fosfato

Una puntada a tiempo ahorra nueve, y es con esto en mente que los investigadores de múltiples disciplinas están buscando formas de optimizar el uso de fosfato en las plantas de cultivo. Los científicos del suelo buscan formas de mejorar el manejo del fosfato del suelo, mientras que los biólogos de las plantas han intensificado sus esfuerzos para comprender cómo las plantas pueden adaptarse al fósforo limitado.

De hecho, se han logrado considerables logros en la comprensión de la respuesta adaptativa de las plantas al bajo contenido de fosfato en el suelo. Por ejemplo, cuando las plantas carecen de fosfato, detienen el crecimiento de su raíz primaria y desarrollan más raíces secundarias y pelos de la raíz para aumentar su capacidad de absorber el fosfato en el suelo con niveles más bajos de mineral. Esta estrategia que se conoce como cambios en la arquitectura del sistema raíz .

Otra estrategia es que durante las condiciones de bajo contenido de fosfato, las plantas pueden removilizar el fosfato almacenado en otras partes de la planta para mantener el crecimiento y el desarrollo. También durante este período, las plantas cambian su patrón de expresión génica para adaptarse. Aumentan la expresión de genes que están involucrados en la captación de fosfato del suelo; en otras palabras, un mayor esfuerzo se compromete a buscar y adquirir fosfato.

Curiosamente, los avances en genómica y bioquímica nos han ayudado a descubrir algunos de los genes y proteínas que controlan estos procesos. Sin embargo, todavía se desconocen algunos genes reguladores que controlan la respuesta de la planta al bajo contenido de fosfato, lo que dificulta la obtención de cultivos que estén bien adaptados a bajas cantidades de fosfato.

Regulación de proteínas

Este mes, un gran descubrimiento se informó en la revista Plant Physiology . Un equipo internacional de científicos descubrió una proteína en las plantas que es capaz de detectar los niveles de fósforo en el suelo y luego le dice a la planta que ajuste el crecimiento y la floración. La proteína, llamada SPX4, regula los genes que controlan la absorción de fósforo, el crecimiento de las plantas y el tiempo de floración. Le dice a la planta cuando ha adquirido suficiente fósforo y se coordina con las raíces para detener la absorción.

Este descubrimiento sobre cómo una proteína integra el estado de nutrientes con el desarrollo nos ayudará a comprender cómo las plantas pueden funcionar bien incluso con una aplicación limitada de fósforo.

Otra investigación publicada en la revista Cell identificó un gen que regula la arquitectura del sistema radicular . Los investigadores demostraron que este gen modula una hormona vegetal y, en última instancia, regula la profundidad del sistema radicular. Aunque esta investigación no involucra directamente al fosfato, una mejor comprensión del desarrollo de la raíz también ayudará en la búsqueda de desarrollar variedades de cultivos que tengan una mejor adaptación al bajo contenido de fosfato.

Teniendo en cuenta el problema en cuestión y los avances en tecnología, este es un momento emocionante para estudiar la señalización de fosfato en las plantas y desarrollar cultivos que puedan adaptarse mejor al bajo contenido de fosfato. En última instancia, esto nos ayudará a producir alimentos suficientes para la población en crecimiento sin tener un efecto adverso sobre el medio ambiente. El gobierno y las agencias de financiamiento deben apoyar investigaciones más fundamentales y aplicadas que busquen entender cómo se comportan las plantas en condiciones de bajo contenido de fosfato .


Leer más


Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *