Plantas más productivas, gracias a sensores

La producción agraria tendrá que elevarse en los próximos años, si se quiere asegurar la alimentación de la creciente población mundial de más de 7 mil millones de personas. Y si ese aumento de la producción agraria no quiere seguir haciéndose a espensas del medio ambiente, tendrá que hacerse con la ayuda de innovaciones tecnológicas: una tarea para científicos y cultivadores.

Las características genéticas de las plantas se identifican por la secuencia de sus genes, un proceso conocido como genotipado o genotipificación; pero también a través de la fenotipificación, o sea la observación del comportamiento de su crecimiento en determinados suelos y condiciones climáticas. El fin de estos estudios debe ser el que las plantas tratadas sean altamente productivas, no importa si han sufrido bajo heladas o sequías.

¿Qué tanto más puede crecer la cebada?

Para constatarlo, científicos usan sensores sobre cultivos que son escaneados para tomar imágenes tridimensionales, como lo explica la geógrafa de la Universidad de Colonia, Nora Tilli: "Antes de sembrar cualquier planta, escaneamos primero todo el campo para obtener imágenes de alto resolución. Una vez las plantas comienzan a crecer, medimos el crecimiento y la superficie de las plantas cada dos semanas. Así logramos registrar el crecimiento de las plantas con una resolución de un centímetro”.

Con imágenes de tan alta resolución se pueden identificar mejor cuáles son las plantas que mejor crecen. De la altura, los científicos deducen la cantidad de biomasa, agrega Dirk Hoffmeister, también de la Universidad de Colonia: “En el campo se puede observar, a simple vista, que las plantas sembradas a un lado no han crecido tan bien como las del otro”.

¿Qué se esconde bajo tierra?

Si una planta crece mucho o no es solo parte de la información que los científicos necesitan para escoger la más exitosa. Debajo del suelo se esconden muchos factores importantes, como la humedad y la fertilidad.

“Hay diferencias, pero también preferencias de los cultivadores. El crecimiento de las plantas depende, en gran parte, de las características de los suelos. Por eso el cultivador necesita mucha más información de los suelos en los que piensa cultivar algo”, explica el profesor Heiner Goldbach, agrónomo de la Universidad de Bonn.

Informaciones que recibe, por ejemplo, de Stefan Pätzold, quien inspecciona el suelo con un espectrómetro de rayos gama, un sensor que detecta radioactividad natural, calcio y otros elementos. Los iones de calcio actúan como co-factor en muchas reacciones enzimáticas, intervienen en el metabolismo del glucógeno, y junto al potasio y el sodio regulan en el cuerpo humano la contracción muscular, por ejemplo. “Gracias al espectrómetro de rayos gama podemos establecer la distribución de calcio en los suelos. Una vez identificado el calcio y otros elementos, analizamos la relación con los contenidos de arcilla y arena”, agrega Pätzold.

Luz como instrumento de diagnóstico

Hay algo igualmente importante que se esconde bajo la tierra: los nematodos, que son microscópicos gusanos que atacan las raíces. Un mal que Birgit Fricke, de la Universidad de Bonn, detecta con sensores de luz espectral, sin necesidad de arrancar las plantas. La luz espectral mide distancias de entre 300 y 1.700 nanómetros. Las plantas poseen ondas de 550 nanómetros. Birgit Fricke explica el proceso: “La luz solar que cae sobre las plantas es, en gran parte, reflejada. La parte que penetra las hojas es transmitida por la fotosíntesis y también reflejada”.

La intensidad de las señales de la luz que una planta refleja está relacionada con el estrés al que está sometida por los ataques de parásitos. “Con el cálculo de algoritmos se puede establecer la población de gusanos que ataca una planta y así poder emitir un diagnóstico temprano sobre el estado de las plantas”, concluye Fricke.

Los sensores se convierten así, en un instrumento confiable para garantizar mejores cosechas, y con ellas, asegurar la alta producción.