Ensayos del Instituto Salk evalúan plantas con sistemas radiculares que crecen hacia capas más profundas del suelo para medir su respuesta al déficit hídrico, el rendimiento y su capacidad de retener carbono
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Eduardo Schmitz
Investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos están probando en campos de Estados Unidos plantas de soja modificadas para desarrollar raíces más profundas y abundantes, una característica con la que buscan mejorar la respuesta del cultivo frente a la sequía y aumentar la cantidad de carbono que permanece almacenada bajo tierra.
Uno de los ensayos se desarrolla en Illinois, donde el científico Ashish Rajurkar examinó plantas cuyas raíces presentan una arquitectura marcadamente diferente a la habitual: en lugar de extenderse principalmente hacia los lados, penetran de forma más vertical en el perfil del suelo. Los investigadores quieren determinar si esa característica permite acceder a reservas de agua situadas a mayor profundidad durante periodos secos.
La investigación forma parte de la Harnessing Plants Initiative del Instituto Salk, un programa dedicado a estudiar cómo la genética y la arquitectura de las raíces pueden utilizarse para obtener cultivos capaces de mantener funciones productivas bajo condiciones climáticas adversas y, al mismo tiempo, incrementar el almacenamiento de carbono en el suelo.
Raíces profundas para buscar agua durante la sequía
La profundidad del sistema radicular puede resultar especialmente relevante cuando disminuye la humedad en las capas superficiales. La hipótesis que se está comprobando es que las plantas con raíces orientadas hacia abajo podrían alcanzar agua que permanece disponible a mayor profundidad y soportar mejor determinados episodios de déficit hídrico.
La estrategia coincide con otras líneas de investigación sobre la arquitectura subterránea de los cultivos. Estudios anteriores han mostrado que las raíces pueden modificar su ángulo de crecimiento para acceder a agua más profunda, un mecanismo que ha despertado interés para el desarrollo de variedades agrícolas mejor adaptadas a la escasez hídrica.
Para la soja, comprobar esa ventaja en condiciones reales tiene una importancia productiva directa. La campaña 2025/2026 en Uruguay, por ejemplo, mostró hasta qué punto el déficit de agua puede afectar a esta oleaginosa: la sequía redujo fuertemente la producción y el rendimiento de la soja, mientras los cultivos bajo riego conservaron una ventaja considerable respecto de los sistemas de secano.
Los científicos identificaron 347 genes relacionados con raíces y carbono
El trabajo actual se apoya en varios años de investigación genética. El Instituto Salk informa que sus científicos secuenciaron cientos de genomas vegetales e identificaron 347 genes candidatos relacionados con características de las raíces y el almacenamiento de carbono. A partir de ese conocimiento han desarrollado líneas experimentales de cultivos, incluida la soja, con sistemas radiculares más largos y voluminosos.
Los investigadores también trabajan sobre la presencia de suberina, una sustancia similar al corcho que forma parte de determinados tejidos vegetales. Debido a que se descompone más lentamente que otros componentes de la planta, aumentar su presencia en las raíces podría favorecer una permanencia más prolongada del carbono incorporado al suelo.
El planteamiento combina así dos características: llevar una mayor cantidad de biomasa radicular hacia capas profundas y aumentar la proporción de materiales vegetales de degradación lenta. Sin embargo, la cantidad de carbono que finalmente permanezca almacenada dependerá de las condiciones del suelo, la profundidad alcanzada por las raíces y el tiempo durante el cual ese carbono permanezca en el sistema.
Ensayos de campo medirán sequía, carbono y rendimiento
Una de las preguntas centrales es si los resultados obtenidos durante las etapas experimentales pueden mantenerse en explotaciones agrícolas. En la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, las plantas son cultivadas bajo instalaciones capaces de controlar la cantidad de lluvia que reciben, lo que permite comparar su comportamiento bajo condiciones de sequía.
El seguimiento incluye cámaras subterráneas y equipos de medición para observar el desarrollo de las raíces y estudiar el carbono presente en el suelo. También existen pruebas en Missouri, Kansas e Iowa, con las que el equipo pretende obtener información de diferentes ambientes productivos.
Los investigadores necesitan establecer si el desarrollo de raíces más profundas implica algún coste para otras funciones de la planta. Wolfgang Busch, director de la Harnessing Plants Initiative, ha señalado que precisamente por esa incertidumbre es necesario comprobar en campo la relación entre arquitectura radicular, almacenamiento de carbono y productividad.
La evaluación del rendimiento resulta indispensable porque una característica favorable frente al clima tendría una aplicación agrícola limitada si redujera significativamente la cosecha. La respuesta de la soja ante diferentes combinaciones ambientales ya ha mostrado que producción y calidad no necesariamente evolucionan en la misma dirección: investigaciones recientes sobre el efecto del cambio climático sobre el rendimiento y la composición del grano de soja encontraron respuestas distintas ante CO₂ elevado, temperatura y restricción hídrica.
El carbono del suelo no sustituye la disponibilidad de agua
Las raíces profundas tampoco deben interpretarse como una garantía contra cualquier sequía. La cantidad y distribución del agua en el perfil, las características físicas del terreno, el manejo y la intensidad del episodio seco continuarán condicionando la respuesta del cultivo.
La misma cautela se aplica al almacenamiento de carbono. Un análisis realizado con maíz, soja y trigo de primavera mostró que un mayor carbono orgánico del suelo no evita las pérdidas durante sequías extremas, aunque puede contribuir al rendimiento y a una mayor estabilidad productiva en otras condiciones hídricas.
Por ello, los ensayos del Salk buscan cuantificar por separado diferentes variables: profundidad y masa de raíces, comportamiento frente al déficit hídrico, rendimiento y cantidad de carbono retenida. Los primeros resultados de las pruebas de campo estaban previstos para el otoño de 2026.
Una tonelada adicional de CO₂ por hectárea es todavía una estimación
A partir de resultados previos de laboratorio, los investigadores estiman que una hectárea de soja con raíces más grandes y profundas podría almacenar adicionalmente alrededor de una tonelada métrica de dióxido de carbono por año. La cifra todavía debe ser contrastada con las mediciones obtenidas en condiciones agrícolas reales.
También será necesario determinar cuánto tiempo permanece ese carbono bajo tierra. Introducirlo a mayor profundidad podría disminuir su exposición a algunas perturbaciones superficiales, incluida la labranza, pero su persistencia depende de múltiples procesos físicos, químicos y biológicos del suelo.
Además del carbono y del acceso al agua, el equipo investiga si sistemas radiculares más extensos pueden capturar una mayor cantidad de nitrógeno y reducir parte de las pérdidas de nutrientes. Esa posibilidad deberá evaluarse conjuntamente con el rendimiento y las necesidades agronómicas de cada sistema de producción.
La adopción agrícola dependerá de beneficios comprobables
Incluso si las pruebas confirman ventajas agronómicas y ambientales, trasladar estas características a grandes superficies agrícolas requerirá superar una etapa adicional: demostrar a productores y empresas de semillas que las nuevas plantas ofrecen resultados suficientemente consistentes.
El Instituto Salk sostiene que una ventaja de trabajar con cultivos ampliamente establecidos es que las nuevas características podrían incorporarse a sistemas agrícolas que ya disponen de tierra, maquinaria, cadenas comerciales e infraestructura. Sin embargo, la adopción dependerá también de factores como el coste de las semillas, los rendimientos, la regulación, el acceso a financiación y la aceptación de los productores.
El objetivo inmediato de los ensayos no es asumir que una soja de raíces profundas resolverá por sí sola los problemas asociados con la sequía o el cambio climático, sino obtener datos de campo que permitan determinar cuánto puede aportar esta arquitectura radicular, qué compensaciones productivas puede presentar y en qué condiciones agrícolas tendría utilidad práctica.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Salk Institute for Biological Studies – Harnessing Plants Initiative
