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ELFUTURODELAALIMENTACIÓNYRETOSDELAAGRICULTURAPARAELSIGLOXXI:Debatessobrequién,cómoyconquéimplicacionessociales,económicasyecológicasalimentaráelmundo.

THEFUTUREOFFOODANDCHALLENGESFOR

AGRICULTUREINTHE21stCENTURY:Debatesaboutwho,howandwithwhatsocial,economicandecological

implicationswewillfeedtheworld.ELIKADURARENETORKIZUNAETANEKAZARITZARENERRONKAKXXI.MENDERAKO:Munduanork,nolaetazer-nolakoinplikaziosozial,ekonomikoetaekologikorekinelikatukoduenizangodaeztabaidagaia

Lainvestigaciónalserviciodelasostenibilidadyseguridadalimentariaenuncontextodecambio

climático Del-CantoA,MenaPetiteA,Pérez-LópezU,AldezabalA,

Muñoz-RuedaA,LacuestaM

Paper#74

Apirila–Abril–April24,25,262017

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ylaAgriculturaenelSigloXXI.

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Lainvestigaciónalserviciodelasostenibilidadyseguridadalimentariaenuncontextodecambio

climático Del-CantoA,MenaPetiteA,Pérez-LópezU,AldezabalA,Muñoz-Rueda

A,LacuestaM

1. INTRODUCCIÓN

Laactividadagrícolaestásiendosometidaaunacrecientepresiónparaincrementarymejorarsuproductividad,conelfindeasegurarelsuministrodealimentosenunescenariodecambioclimáticoydecrecientepoblaciónmundial.Duranteaños,laproducciónagrícolasehabasadoenunaumentocontínuodelaproducción,incrementandoelusodefertilizantes,pesticidas,yundescensoenlabiodiversidaddecultivos.Losdañosqueestetipodeprácticashangeneradoenelmedioambiente,unidosaunaumentodelasensibilidaddelconsumidorporlostemasmedioambientalesyelbienestaranimal,asícomounmayorapoyoalastécnicasdeproduccióntradicionalesyalaproduccióndecercanía,estánmodificando,aunquelentamente,lossistemasdeproducción.Aestohayqueañadirelimpactoqueelcambioclimáticopuedetenerenlossistemasagroforestalesamedioylargoplazo.Así,elaumentodelCO2ydeotrosgasesdeefectoinvernadero,responsablesdelcambioclimático,estánprovocandoelincrementodelaTa,delosciclosdesequíaydelasalinizacióndelossuelos.Estoscambiosprovocanimportantesmodificacionesenlafisiologíadelasplantasalterandoelcrecimiento,laproductividadylacalidaddelosproductosagrícolasylosrecursosnaturalesdelamontaña(sistemasextensivos).

Estoscambiosdebenserabordadosdesdediferentesperspectivasparaevitar,oalmenosminimizar,elimpactoqueelcambioclimáticopuedetenerenlossistemasbiológicos,enlabiodiversidad,enlaproduccióndealimentosyenlaseguridadalimentaria.Porello,esfundamentalllevaracaboinvestigacionestantobásicascomoaplicadasquepermitanconocer,nosóloelefectoqueelcambioclimáticotienesobrelaproducciónycalidaddelosalimentos,sinotambiénlacapacidaddeadaptación,tantodeloscultivosagrícolascomodelosrecursospascícolasfrentealanuevasituaciónambiental,buscandoestrategiasqueminimicenlosimpactosnegativosyfavorezcanlossistemasdeproducciónfrentealasnuevassituacionesambientales.

NuestrogrupodeinvestigaciónFisioclimaCO2delaUniversidaddelPaísVasco(UPV/EHU)llevamásde20añosanalizandolainteraccióndelincrementodelCO2

ylosprincipalesestresesasociados(comolaTa,déficithídrico,fertilizaciónnitrogenada,salinidad)enlaproductividadysupervivenciadediferentesespeciesvegetalesdeinterésagronómicocomocebada,alubia,maíz,sorgo,lechuga.Asímismo,sehanrealizadoestudiosecológicosdecomunidadesenpastosseminaturales,evaluandolainteraccióndeespeciesvegetalespratensesylainteracciónvegeción-herbívoroconelfindeobtenerunaprovechamientoóptimodelospastosdemontaña.Losobjetivosprincipalesquesepersiguenennuestraslíneasdeinvestigaciónsonlossiguientes:

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1. Conocerenprofundidadlosmecanismosecofisiológicosylacapacidaddeadaptacióndelasespeciesdeinterésagrícolaalascondicionesimpuestasporelcambioclimático.Estosconocimientosayudaríanaestablecerlaspautasderespuestadelasplantasfrentealosestresesambientales,tantodesdeelpuntodevistagenéticocomofisiológicoypodríautilizarseenprogramasdemejora.Paraello,trabajamosen:(i)laseleccióndenuevasvariedadesdecebadamástolerantesasequía,CO2yTa;(ii)lamejoradelasinteraccionesrizobio-leguminosaquepermitaadaptarloscultivosantelasnuevassituacionesambientalesdeCO2ysequía,reduciendoelusodefertilizantesnitrogenados;(iii)elestudiocomparadodelaproducciónecológicayconvencionaldeleguminosasparadotardeherramientasquepermitanfomentarelusodelaagroecologíacomoalternativadeproducción.

2. Laoptimizacióndelosrecursospascícolasanalizandolaincidenciaquelasequíaylasprácticasasociadasalpastoreopuedentenerenlaproducciónycalidadfinaldelospastos.Medianteunexperimentoeninvernadero(mesocosmos)seanalizaráelefectoquelosprincipalesmecanismosinducidosporelpastoreo(defoliación,fertilización,dispersióndesemillas)ensituacionesdesequía,ejercensobreladiversidadflorística,calidadnutritivayrelacionesdecompetenciadelospastosseminaturalesatlánticos.

3. Encontrarestrategiasqueminimicenelimpactodelcambioclimáticoypermitanunaproducciónsostenibleylaseguridadalimentariapresenteyfutura.

2.TRAYECTORIAYRESULTADOSMÁSDESTACABLESDELGRUPOFISIOCLIMA-CO2

Enlaactualidad,elgrupodeinvestigacióndelaUPV-EHUFisioclima-CO2dirigidoporelDr.Muñoz-Rueda,estácompuestopor15investigadores(7profesores,5postdoctorales,3predoctorales)quepertenecenalasáreasdeconocimientodeFisiologíaVegetal(lideradoporelDr.AlbertoMuñoz)yBotánica(lideradoporlaDra.ArantzaAldezabal).

Elequipodefisiologíavegetal,poseeunaampliaexperienciaenelestudiodelainteraccióndelaumentodelCO2conotrosestresesligadosalcambioclimáticocomolasequíaylasalinidad.Talesestudiosvanencaminadosadilucidarlosmecanismosdelarespuestadelaproductividaddeloscultivos(principalmentecerealesyleguminosas)alaumentodelCO2ylabúsquedadeespeciesocultivarescapacesdeaprovecharelefectoestimuladorqueelaumentodeCO2tienesobrelaproduccióndeloscultivosbajolascondicionesdecambioclimático.EntalesensayosseponedemanifiestolanecesidaddeanalizardequéformaelelevadoCO2interactuaráconotrosestresescomolasequíaylasalinidad,entreotros.

Trashabercontrastadoalgunasdelashipótesissobrelainteracciónentrediferentesfactoresasociadosalcambioclimáticoenunasolaespecie,iniciamosestudiosenotrosecosistemascomolospastosdemontaña,dondeconvivenmásdeunaespecieyexisteelfactordelacompetenciaentreespecies.Estatemáticasirviódenexoconlosobjetivosplanteadosenlosestudiosdesarrolladosen

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condicionesnaturalesporelequipode“EcologíadelPastoreoyDinámicaForestal”delaUPV/EHU,deBotánica,quecuentaconunalargatrayectoriaenelanálisisdelainteracciónentrelosherbívorosysuhábitat,asícomoenelestudiodeladinámicaforestalyladiversidadfúngicaterrestreasociadaadichosecosistemas.Lostrabajosrealizadospordichogrupotienencomoobjetivoprincipalentendercómorespondenlascomunidadesvegetalesalasperturbaciones,seannaturalesogeneradasporelhombre(principalmente,elpastoreo).Enlaactualidad,suactividadinvestigadorasecentraendoslíneasdeinvestigación:(1)elanálisisdelainteracciónsuelo-vegetaciónyelefectodelcesetotaldelpastoreosobrelacomposiciónflorísticadelpasto,diversidadvegetal,diversidaddelacomunidadfúngicaendomicorrícica,parámetrosfísico-químicosdelsuelo,asícomolatemperatura,contenidodeaguaylaactividaddelascomunidadesmicrobianasensuelo;(2)laevaluaciónydescripcióndelosprocesosquemodificanlospatronestemporalesyespacialesdelasespeciesleñosas,principalmenteenmatorralesybosques,asícomoelestudiodelasinteraccionesentreplantasyhongosmicorrícicos.Elgruposehaespecializadoendiversastécnicascomoladendrocronologíayelmodeladodepatronesespacialesytemporales.

Desdeelaño2016,traslafusióndeambosequipos,elgrupodeinvestigaciónFisioclimaCO2hatrabajadonosóloencondicionescontroladasencámarasdecrecimiento,fitotronesoinvernaderos,simulandolascondicionesambientalesligadasalcambioclimático(comosonsequía,salinidad,temperatura,elevadoCO2,etc),sinotambiénenparcelasexperimentalesenelcampo,encultivoconvencionalyecológicoyenpastosseminaturales,loqueleconfiereunaexperienciamuyvaliosaparaavanzarenelconocimientodelefectoquelascondicionesligadasalcambioclimáticoproducenencereales,leguminosasypastosseminaturales.

Acontinuaciónsedescribendeunamaneraesquemáticayresumidaalgunosdelosresultadosmásrelevantesdenuestrasinvestigaciones.

2.1.RespuestadelacebadaalasequíayelelevadoCO2

1-ElelevadoCO2aliviaelimpactodelasequíaenlacebadamejorandosuestadohídricoaldisminuirlaconductanciaestomáticayretrasandosusefectossobrelafotosíntesis(Robredoetal.,2007).

2-ElestréshídricoinfluyedemaneradiferencialenlascaracterísticasfotosintéticasdecebadacuandocreceaCO2elevadooaCO2ambiental.ElelevadoCO2contrarrestaelefectodelasequíaatravésdemecanismostantobioquímicoscomofisiológicos,disminuyendoelriesgodedañosenelaparatofotosintético,loquepermitealasplantasenfrentarsemáseficientementealestréshídrico(Robredoetal.,2010).

3-ElelevadoCO2mejoraelmetabolismodelnitrógenoafectadoporlasequíaalmantenerunmejorestadohídricoyaumentandolafotosíntesis,loquepermiteunamayorreduccióndelnitratoyasimilacióndelamonio,mitigandomuchosdelosefectosdelasequíaenelmetabolismodelnitrógenoypermitiendounamásrápidarecuperacióntraselestréshídrico(Robredoetal.2011).

2.2.RespuestadelacebadaalasalinidadyelelevadoCO2

1-Elimpactodelestréssalinoenelestadohídricodelacebadaesmitigado

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parcialmenteporelelevadoCO2,debido,enparte,aunamayorcapacidadderealizarajusteosmóticoyunamenorpérdidadeelasticidad(Pérez-Lópezetal.,2009a,2010a,2014a).

2-ElelevadoCO2reducelaslimitaciones,tantoestomáticascomofotoquímicasybioquímicasprovocadasporlasalinidadenlafotosíntesisdeloscultivaresdecebada.(Pérez-Lópezetal.,2012).

3-ElestrésoxidativocausadoporlasalinidadenloscultivaresdecebadaesmitigadoporelaumentodelaconcentracióndeCO2implicandomenorestasasdegeneracióndeROSyunmejormantenimientodelahomeostasisredoxcomoconsecuenciadeunamásaltatasadeasimilaciónymenortasadefotorrespiración,siendoademástalrespuestadependientedelcultivar(Pérez-Lópezetal.,2009b,2010b).

4-LaconcentracióndeCO2contrarrestaelefectodelasalinidadenlanutriciónmineralalincrementarelcrecimientovegetalylatomadeionescomoconsecuenciadeunamayorfracciónderaícesfinasydeunamayorcantidaddeesqueletoscarbonados,loquepodríapermitirunamayordisponibilidaddeATP,necesarioparalatomadenutrientes(Pérez-Lópezetal.,2014b).

5-ElefectodelasalinidadenelmetabolismodelNesmoduladoporelniveldeCO2delaatmósferaatravésdemayorestasasdetoma,reducciónyasimilacióndelnitrógeno,mostrandonivelessuperioresdecomposiciónisotópicade15Nyproteínas,loquelespermitesermáseficientesenelusodelnitrógenoyobtenerunmayordesarrollo(Pérez-Lópezetal.,2013c).

6-Lareduccióndelcrecimientoprovocadoporlasalinidades,enparte,contrarrestadaporelelevadoCO2yaqueescapazdesintetizarmásbiomasasecaporárea,consecuenciadeunamayortasafotosintética,yamortiguarlareduccióndelaexpansiónfoliar,debidoaunpotencialdeparedmáselevado(Pérez-Lópezetal.,2013a).

2.3.EfectodelelevadoCO2enlarespuestadeleguminosas

1-LarespuestafisiológicadelasleguminosasalelevadoCO2dependedelacepadeRhizobiuminoculada.DependiendodelascondicionesambientalesylacepadeS.melilotiinoculada,larespuestadelaplantaalCO2elevadofuediferente.Mientrasquelasplantasinoculadasconlacepa102F78mostraronunamayorfotosíntesis,fijacióndeN2bajocondicionesdeCO2elevadoqueresultóenmayorproducción;lasplantasinoculadasconlacepa1032GMImostraronunamenorrespuestaaestascondiciones(Sanz-Sáezetal.,2012a,2012b,2013).

2-LainoculaciónconunacepaseleccionadadeBradyrhizobiumjaponicumnoalteralarespuestadelasojaalelevadoCO2encondicionesdecampo,yseconcluyequeapesardequelacepaseleccionadaeramáseficientequelanativaenlafijacióndeN2,fotosíntesisycrecimiento,sinembargo,cuandoseinoculanconlacepaseleccionadamacetasenlasqueyaexisteunapoblacióndecepasnativas,noseobservaunefectopositivodelainoculación;porloquepodemosdecirquelascepasseleccionadas,mejoranelcrecimientodelasplantasdesoja,siemprequenoexistancepasnativasenelsuelo(Sanz-Sáezetal.,2015).

2.4.Seguridadalimentariaymejoradelacalidadnutricionaldelosvegetales

Losresultadosdelainvestigacióndemuestranquelaproduccióndebiomasayla

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calidadnutricionaldelalechugapuedensermodificadasperolarespuestaesdependientedelcultivar,ylaeleccióndelamejortécnicadecultivo(usarelevadaintensidaddeluzoaguasaladasolas,oacompañadasdelelevadoCO2)dependedelascaracterísticasdelalechugaquesequieramodificar(Pérez-Lópezetal.,2013b,2015a,2015b).

2.5.Elaportedealtasdosisdenitrógenoreduceelcrecimientoenmaíz,desdeunnivelcelularhastalaplantaentera

Elnitrógenoesunnutrienteesencialquelimitalaproductividadagrícolaycuyousoestáampliamenteextendidoenlaagriculturaconvencional.Sinembargo,elexcesodefertilizantesnitrogenados,nosólosuponeunriesgoparalasaludhumanayelmedioambiente,sinoqueinclusopuedesernegativoparaelcrecimientodelcultivo.Enestostrabajos,resultadosdelaTesisdoctoraldelDr.Saiz-Fernández,sedemostróquelaaplicacióndedosisaltasdeNO3-enuncultivodemaíznoincrementabalaproductividaddelcultivoniencondicionescontroladasnienexperimentosencampo.Inclusoencondicionescontroladas,seobservóunafuerteinhibicióndelcrecimiento,enplantasdemaízcrecidasdurante45díasconconcentracionessuperioresa5mMdeNO3-.Estainhibicióndelcrecimiento,quesedabatantoanivelradicularcomoaéreo,parecíaestarmediadoporalteracionesenlosniveleshormonales,asíseobservóunincrementoenelniveldelácido1-aminociclopropano-1-carboxílico,precursordeletilenoenhojas,quesetranslocóprobablementedesdelasraíces,yunaumentodelosnivelesdecitoquininasqueocasionóunareduccióndeltamañocelularydelnúmerodelascélulas.LacombinacióndeestosefectosprovocólainhibicióngeneraldelcrecimientoenlasplantascrecidasbajoaltasconcentracionesdeNO3-

.LosresultadosdemostraronquelaaplicacióndealtasconcentracionesdeNO3-inhibenelcrecimientoenmaízmediantecambiosenlosniveleshormonalesquemodificanelcrecimientocelular,desdelacélulahastalaplantaenteraysuponenunamenorproductividadencampo(Saiz-Fernándezetal.,2015).

2.6.Efectodelcambioclimáticoenlacompetenciaentreespecies

Larespuestaalcambioclimáticoesdependientedelaespecieydeltipodecompetenciaestablecidaentrelasespecies.Así,elincrementodelabiomasaaelevadoCO2enlasgramíneasessuperiorcuandocrecenencompetenciaintraespecíficaquecuandocrecenencompetenciainterespecífica.Mientrasqueenelcasodelasleguminosasseobservalarespuestacontraria.Porotrolado,encompetenciaintraespecíficalasleguminosasestánmásafectadasporlasequíaquelasgramíneas,mientrasqueencompetenciainterespecíficalasleguminosasaguantanmásquelasgramíneas.EstasdiferenciasaniveldeespecieenlarespuestadelcrecimientoalelevadoCO2yalasequíapodríallevarconsigocambiosenlacomposiciónybiodiversidaddelospastizalesencondicionesclimáticasfuturas(Miranda-Apodacaetal.,2015).

2.7.Efectosdelpastoreosobrelavegetación,elsuelo,laactividadydiversidadmicrobiana

Losresultadosobtenidoshastalaactualidadporelgrupoindicanquelosefectosmásnotablesinducidosporunaexclusiónpermanentedelpastoreo(dealmenos5años)sonlareduccióndelacalidadnutritivadelasespeciespascícolas(Odriozolaetal.,2014),laausenciadefluctuacionestérmicasdiariasenla

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temperaturadelsuelodebidoalefectodeaislamientoqueproducelaacumulacióndelamateriaseca(manto)porfaltadepastoreo,yunasrelacioneshídricasmuycomplejasquedependendelatexturadelsueloylaradiaciónsolar(Odriozolaetal.,2014).Asimismo,sehadetectadounapérdidaprogresivaderiquezaespecíficaenlasparcelasexcluidas,conunadominanciaclaradegramíneasyciperáceas.Enconsecuencia,losmicroorganismosdelsuelorespondenreduciendosuactividadenzimáticaybiomasamicrobiana,aumentandolasemisionesdeCO2ysutasametabólica(CO2),locualindicaunamenoreficienciametabólicaenausenciadepastoreo(Aldezabaletal.,2015).Sinembargo,enrelaciónaladiversidadbacterianayfúngicadelascomunidadesmicrobianas,nosehanencontradodiferenciassignificativasentrelasparcelasexcluidasypastadas(Aldezabaletal.,2015).LosresultadospresentadosenOdriozolaetal.(2017)corroboranunareducciónprogresivadeespeciesvegetalestraslaexclusióndelpastoreode10años.Tambiénobservamosqueelpastoreodepequeñosrumiantesretrasalasucesiónvegetaldelosbosquessecundarios(Laskurainetal.,2013).

3.OBJETIVOSPLANTEADOSPARAELPERIODO2016-2021

Objetivo1:Selecciónencampodeloscultivaresdecebadaquemuestrancaracterísticasdeadaptación*(enbaseaproducciónycalidaddelgrano)alaumentodelCO2yladisponibilidadhídrica.*Sedefinelaadaptacióncomolacapacidaddegenerarunaaltaproducciónconaltacalidadnutricionaly/obuenaaptitudtecnológicaenfuncióndeldestinodelproducto.

Objetivo2:Selecciónencondicionescontroladas(cámarasdecrecimiento)delascaracterísticasagronómicas,fisiológicasymolecularesresponsablesdelamayorcapacidaddeadaptación(enbaseaproducciónycalidaddelgrano)alosfactoresambientalesligadosalcambioclimático(altaTa,sequíayelevadoCO2)deloscultivarespreviamenteseleccionadosenlosensayosencampo,loquenosservirácomoindicadorcomúnparalaposteriorseleccióndelosgenotiposmásadaptados.

Objetivo3:Validarycomprobarlafiabilidaddelcarácterocaracteresseleccionado/senellaboratorioparalaidentificaciónyseleccióndegenotiposdeinterés.Paraello,aquelloscaracteresseleccionadosenelobjetivo2seevaluaránencampoenelconjuntodeloscultivaresdepartidaysecorrelacionaránconlosparámetrosdeproducciónycalidaddelgranoestablecidos,loquenospermitiráidentificaryseleccionarlosgenotiposmásadaptadosalascondicionesfuturasdecambioclimático(sequía,elevadaCO2yaltaTa).

Objetivo4:EstudiarelefectodeltipodecepadeBradyrhizobiumenlaproduccióndesojaencondicionesdeCO2ambienteyelevado.EnesteobjetivoseanalizarálarespuestafisiológicaydeproduccióndeunavariedaddesojacrecidaencondicionesdeCO2ambientalyelevadoalainoculacióncontrescepasdeBradyrhizobiumjaponicumaisladasendiferentesambientesdeCO2:(1)lacepaSFJ4-24-,bacteriapredominanteennódulosdesojacrecidasencondicionesambientalesdeCO2;(2)lacepaSFJ14-36,predominanteennódulosdesojacrecidasencondicionesdeCO2elevado;ylacepaUSDA110,cepa"control"seleccionadaporsualtaeficienciaenlafijacióndeN2.Esteestudioserealizaráen

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doscondicionesdiferentes,encámarasdecrecimientosometidasaCO2ambienteyelevado,yencampo.ElestudiodecámaraspermitirácrecerlasplantasencondicionesdeCO2controladas,yenausenciadeaportedefertilizantenitrogenado,porloqueelNqueacumulenlasplantasserámayoritariamenteprocedentedelafijacióndeN2.EstonospermitiráestudiarquécepadeBradyrhizobiumesmáseficienteenlafijaciónenlosdiferentesambientesdeCO2.Elexperimentodecampo,aunqueserealizarásolamenteencondicionesdeCO2ambiental,nospermitiráestudiarquécepaestimulamáslaproduccióndesojaencondicionesedáficasyambientalesnaturalestantoencultivoecológicocomoconvencional.Porlotanto,elexperimentodecamposervirácomoconfirmacióndelosdatosobtenidosencámara.

Objetivo5:SeleccióndelaasociaciónsimbióticaRhizobium-Alubiamáseficienteencondicionesdesequíaconelfindeincrementarelpotencialproductordevariedadeslocalesycomercialesdealubiatantoencultivoecológicocomoconvencional.Enesteobjetivoseanalizarálacapacidadproductivadediferentesvariedadesdealubiacomercialesylocalescultivadasensuelosecológicosyconvencionalessometidosasequía.Trasidentificarlasvariedadesmásproductivasencadatipodesuelo,seprocederáalaislamientoeidentificacióndelasbacteriasparasuposteriorinoculaciónenlasdiferentesvariedadesdealubiayevaluarsilainoculaciónconunacepasresistentealasequíaayudaaaumentarlaproducción.

Objetivo6:AnalizarelefectoquepresentandosfactoresasociadosalcambioclimáticocomosonelenriquecimientodeCO2atmosféricoyelestréshídricodemaneraseparadaoconjuntaenlaecofisiologíadeespeciespratenses(Festucarubra,Agrostiscapillaris,TrifoliumrepensyT.pratense).Asuvez,determinarsiexistendiferenciasentrelasdistintasespeciesy/ogruposfuncionalesyelucidarsilarespuestaalasvariacionesambientalessevemoduladaporeltipodecompetenciaenlaquecrecenlasplantas.Semediránunconjuntodevariablesligadasalasrelacioneshídricas,alarespuestadelmetabolismofotosintético,alossistemasantioxidantesimplicadosenprevenireldañoproducidoporlaformaciónderadicalesdeoxígenoyalcrecimientodelasplantas,suproductividad,ycalidadforrajera.

Objetivo7:Dilucidarlosefectosdelpastoreoylasequíaenlabiodiversidadyproductividaddepastosdemontaña.Elobjetivodeesteexperimentoescuantificarlacontribuciónindividualdelabonado,elre-semilladoyladefoliaciónalefectoglobaldelpastoreoenlabiodiversidadvegetalylaproduccióndebiomasaycalidadnutritiva,todoelloenelcontextodelcambioclimático,esdecir,delcambioenlaproductividadderivadodeldescensoproyectadoenlasprecipitaciones.

4.RELEVANCIAEIMPACTOSOCIOECONÓMICOYTECNOLÓGICODELAPRESENTEINVESTIGACIÓN

Labúsquedaeidentificacióndecaracterísticasagronómicas,fisiológicasymolecularesquepuedanayudaraadaptarloscultivosdecebadaalascondicionesdecambioclimático,labúsquedadecepasderizobios(BradyrhizobiumyRhizobium)queseancapacesdeunmejordesarrolloensimbiosisconleguminosas

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comolasojaylaalubiadetantointerésagronómicocomoindustrialbajolascondicionesclimáticasfuturas,yelestudiodelainfluenciadefactoresligadosalcambioclimáticoyalcambioglobaldelossistemaspascícolasseminaturalesdetantaimportanciaeneldesarrolloganaderodelaCAPV,abordaunretoglobalalqueseenfrentanuestrasociedadyavanzaenlabúsquedadesolucionescapacesdedarrespuestaalasdemandas,tantopresentescomofuturas,resultantesdelimportanteprocesodecambioytransformaciónquevivimos.Portanto,constituyeunodelosprincipiosdeactuacióneneldiseñodelaspolíticaspúblicasdeI+D+i,yasíquedareflejadoenlosobjetivosdeHorizonte2020.

OtroproblemaqueafrontaestegrupodeinvestigacióneselquevieneproduciéndosedurantelosúltimosañosdeformageneralizadaenEuropa,eselabandonoprogresivodelossistemasextensivosdepastoreo.Elmedioruralespañolocupaenlaactualidadcercadel90%delterritorioyacogeúnicamenteal25%delapoblacióndelpaís.Elprogresivoabandonodelasactividadesagropecuariasenzonasdemontañasuponeunanotablepérdidadebeneficiossocio-económicosendichaszonasrurales,yporconsiguiente,delbienestardelconjuntodelasociedad.Lapolíticaruraleuropea(PolíticaAgrariaComún-PAC2014-2020)estátratandodeestablecermedidasparaunmayorapoyoalasostenibilidaddelossistemasdepastoreoenmontaña.

NuestraslíneasdeinvestigaciónestándirigidasalainvestigaciónfundamentalcientíficaytécnicaqueabordalosochograndesretosidentificadosenlaEstrategiaEspañoladeCienciayTecnologíaydeInnovación.LosobjetivosdecadalíneaseencuadranenelcontextodelRetodelaSociedaddenominado“Seguridad,CalidadAlimentaria;ActividadAgrariaProductivaySostenible,SostenibilidadRecursosNaturales,InvestigaciónMarinayMarítima”,delPlanEstataldeInvestigaciónCientífica,TécnicaydeInnovación2013-2016delMINECO.Porotraparte,losobjetivosqueplanteamosseintegrandentrodelRetopropuestoporlaUniónEuropaensupropuestaHorizonte2020,denominado“FoodSecurity,SustainableAgricultureandForestry,Marine,MaritimeandInlandWaterResearchandtheBio-Economy”.

5.BENEFICIOSEINNOVACIONESESPERADASCONLAPRESENTEINVESTIGACIÓN

Desdeelpuntodevistadelconocimientobásicopermitiráconocerlarespuestaanivelmolecular,bioquímicoyfisiológicodelasespeciesobjetodeestudioantelascondicionesligadasalcambioclimático;quéaspectosanivelestructural,bioquímicoyfisiológicorelacionadosconelcrecimiento,eldesarrolloylaproductividadsevenalteradosporesosfactoresambientales,ydequémaneraincidensobrelaintegraciónfuncionaldelaplanta.Elconocerlarespuestadeloscultivaresanalizadosantelascondicionesligadasalcambioclimáticoeidentificarquéaspectosanivelagronómico,fisiológicoymolecularsevenalteradosporesosfactoresambientalespodríanservirdeindicadoresdelacapacidaddeadaptacióndelacebadaylasleguminosasobjetodeesteestudio.Lainclusióndediferentescultivaresconferiráunampliorangoderespuestaquepodríapermitirpredecirlaproductividadfuturaenfuncióndedichoscambios,ademásdeidentificarlosrasgosmásrepresentativosdelatoleranciadeestasplantasalosestreses,loqueseríadegraninterésparaproyectosdemejoraagraria.

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Desdeelpuntodevistaagrícolaeindustrialestetrabajoevidenciarálanecesidaddeseleccionargenotipos/cultivaresycepasbacterianasquerespondanmejoralosfactoresdelcambioclimático,ypodercumplirelretorelacionadoconlacalidadylaseguridadalimentariaylaactividadagrariaproductivaysostenible(OrdenECC/1780/2013).

Desdeelpuntodevistasocioeconómicoseampliaráelconocimientodelimpactodelcambioclimáticoenlaproduccióndelacebada,laalubiaylasoja,todasellasespeciesdealtovaloreconómico.Estosconocimientospodrántrasladarsealosagricultores,incluyendoplanesparalaimplementacióndemedidasdeadaptaciónanteelcambioclimático.Unavezidentificadosloscaracteresmorfofuncionalesindicadoresdetoleranciaalestrésydelrendimientoencondicionesclimáticasfuturas,podránserintegradosenprogramasdemejoraparalaobtencióndecultivaresdecebadamástolerantes,decepasdebacteriasmáseficientesensusimbiosisconlasleguminosasyquemejorrespondanalascondicionesclimáticasfuturas,yunamayorcapacidaddepreservarlaseguridadalimentariaencondicionesmedioambientalesmássostenibles.Nuestroshallazgossepodríantraducirenbeneficioseconómicosparatodoslossectoresimplicados.

Enloreferentealasconclusionesqueseobtenganlasactividadesrelacionadasconlospastosdemontaña,serviránparadefiniryevaluarlosbeneficiosasociadosalmantenimientodelpastoreodemontañaderivadosdelaspolíticaspúblicasenelmediorural.Lainformaciónresultante,además,puedeservirparaeldiseñodeherramientasdefomentodelpastoreodemontaña,ydeotrosmecanismosqueincrementenlaeficaciadelaspolíticaspúblicasparalapromocióndeactividadespastorilesquecumplanconcriteriosdesostenibilidadyasegurenbeneficiosparalasociedadengeneralyelmundoruralenparticular.

Elimpactoesperadodelosresultadosanivelcientífico-técnico,internacional,socialy/oeconómicoenelretoanteriormenteespecificadosecentraenlossiguientesaspectos:

1-Aportacióndedatosnovedososmultidisciplinaresparalaevaluacióndesostenibilidaddelsistemadepastoreoenlamontañacantábrica.ElcontrastedeestosresultadosconlosdeotrosestudiosdepastoreorealizadosenotraszonashúmedasdemontañaenEuropaproporcionaráunaperspectivamásglobalparaevaluarlasostenibilidaddelossistemasdemanejoenpastoreoysucontribuciónalmantenimientodelabiodiversidad.Desdeelpuntodevistasocioeconómico,nuestrosestudiosampliaránelconocimientodelimpactodelcambioclimáticoenunecosistemaemblemáticocomosonlospastosdemontañaylasimplicacioneseconómicasdetalescambiossobreelpotencialdedesarrolloganaderodeesospastizales.

2-Aportacióndeevidenciascientíficassobreloscambiosqueelabandonodelsistemadepastoreo,osuprogresivadesaparición,ocasionaránsobrelavegetaciónysuelosdelosactualesecosistemasdemontaña,ysuimpactomedioambientalacortoymedio-largoplazo.Estasevidenciascientíficascontribuiránalaconservaciónygestióneficientedelosecosistemasdemontañaconmanejoganaderobajoescenariosdecambioclimático.

3-EstimacióndelaemisióndeCO2deorigenedáfico,debidoalaactividadmicrobianayradiculardelsuelo,yevaluacióndepropuestasrealesparalareduccióndelaemisióndedichogasconobjetodeminimizarelimpactomedio

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ambientaldelpastoreosobreelcambioclimáticoglobal.Desdeelpuntodevistamedioambiental,seampliaráelconocimientoylacapacidaddeintervenciónparacomprender,prever,y,ensucaso,manejaromitigarlainfluenciaqueelcambioclimáticopuedatenersobrelabiodiversidaddelosgruposfuncionalescaracterísticosdelospastosyprotegerlariquezapascícolaypaisajística,asícomosuusoconfinesganaderosyrecreativos.AdemássevalorarálacapacidadsumiderodeCO2delasdiferentesespeciesysuinteracciónconlasfluctuacionesmedioambientales.

4-Aportacióndeconocimientosobrelanecesidad,ono,demodificarlasprácticasdemanejodelospastos,tantodesdeelpuntodevistaagrícolacomoganadero.Losresultadosobtenidosenlosexperimentosdesarrolladosporelgrupopodránserutilizadosporlosmodelizadoresparadesarrollarycalibrarmodelosdesimulaciónyhacerprediccionesdelimpactodelcambioclimáticosobrelospastizalesbajolosescenariosfuturos.Asimismo,losconocimientosobtenidosconlasinvestigacionesqueseproponenpodríantrasladarseaagricultoresyganaderosincluyendoplanesparalaimplementacióndemedidasdeadaptaciónanteelcambioclimático.

6.PARTICIPACIÓNYCOLABORACIÓNDELGRUPODEINVESTIGACIÓNCONOTROSAGENTES:INTERDISCIPLINARIEDADEINTERNACIONALIZACIÓN

Ellogrodelosobjetivosdeinvestigacióndelgrupo,cadavezmásambiciosos,exigelamultidisciplinariedady,portanto,lacooperaciónconotrosagentes.Paraello,contamoscondiferentescolaboradoresenlapropiaUniversidadyendiferentesUniversidadesEuropeas.Precisamente,conelfindeimpulsarlainterdisciplinaridadenelgrupo,lacolaboraciónquecomenzóenelaño2009conlasDras.ArantzaAldezabalyNereAmaiaLaskurainparticipandoconjuntamenteenproyectossubvencionadosporlaCátedraUnesco(UNESCO09/18),actualmentesehaconsolidadodandolugaralafusióndeambosequipos.Sinduda,estehechoamplíaelabanicodeobjetivosabordablesporelgrupodeformamultidisciplinar,yenriqueceydiversificanotablementelasrelacionesnacionaleseinternacionalesconotrosgruposdeprestigio,quesecomentanacontinuación.

Recientemente,sehaestablecidounarelacióndecolaboraciónconlaProfesoraElisabethAinsworthdelDepartmentofPlantBiologydelaUniversityofIllinoisatUrbana-Champaign,Urbana,Il(USA),encuyocentrosehanllevadoacaboestudiosporpartedelDr.ÁlvaroSanzSáezdeJáuregui,miembrodelequipo,relacionadosconelestudiodelainfluenciadelcambioclimáticoenlainteracciónsimbióticasoja-Bradyrhizobiumdentrodelasegundasublíneadeinvestigaciónmásarribamencionada,yencuyaunidad(GlobalChangeandPhotosynthesisResearchUnit)pretendemosdesarrollarpartedelainvestigaciónpropuestaenlapresentesolicitud.

NuestrogrupotambiénmantieneunaestrechacolaboraciónconlaDra.CristinaSgherridelDipartimentodiChimicaeBiotecnologieAgrariedelaUniversidaddePisa(Italia).ConellaestudiamoslosefectosdelaumentodelCO2conotrosestresesligadosalcambioclimáticosobrelaspropiedadesnutricionalesydebeneficioparalasaluddedistintoscultivosdeinterésalimenticio,comola

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lechuga,desdeunpuntodevistaderiquezaantioxidante.LaDra.Sgherriesexpertaenquímicaagrícolayenladeterminacióndecompuestosfitoquímicos.FrutodeestacolaboraciónsehanpublicadodistintosartículoscientíficosycapítulosdelibroylaDra.UsuePérezLópezrealizóunaestanciapostdoctoralendicholaboratorio,loquenoshapermitidoalcanzarunelevadonivelenlaestimaciónyelanálisisdelacalidadalimentaria.

Porotrolado,tambiénllevamosunaestrechacolaboraciónconelDr.NigelPaul(UniversidaddeLancaster)especialistaenestudiosdelimpactodelaradiación,fundamentalmenteultravioleta.Enelsenodeestacolaboracióntambiénhahabidointercambiodealumnospredoctoralesdeuncentroaotro.

TambiénmantenemosunaestrechacolaboraciónconelDr.KarelDoležal,delDepartmentofChemicalBiologyandGenetics,CentreoftheRegionHanáforBiotechnologicalandAgriculturalResearch,Olomouc–RepúblicaCheca,grupoexpertoenlaidentificacióndelosdiferentestiposdecitoquininasactivaseinactivas.

Paralasaproximacionesexperimentalesencampo,colaboramosconlaDra.AmaiaOrtizBarredodeNeiker-Tecnalia,comoseobservaenlosproyectosquesehandesarrolladodemaneraconjunta.Asimismo,desdeelaño2014hemosestablecidounConvenioconfinesdeColaboraciónenlaInvestigaciónconlaDiputaciónForaldeÁlava,atravésdelLaboratorioAgropecuariodeEskalmendi.Dichoconvenioseconcretademaneramásespecíficaeneldesarrolloyejecucióndeanálisisdecontroldecalidaddemateriasprimasyproductosagrícolasyganaderos,enbasealosexperimentosllevadosacabopornuestroequipoenlasdistintaslíneasdeinvestigaciónespecificadasenlapresentesolicitud.

Porotrolado,duranteestosúltimosaños,lasDras.AldezabalyLaskurainhanconsolidadounaestrecharelacióncongruposdeotrasdisciplinas,delascualesdestacamoslassiguientes:(1)elequipodeDr.RodríguezBarrón(grupoLactikerdelaUPV/EHU,Valdivielsoetal.,2016);(2)elequipodelDr.Mijangos(grupoSaluddelSuelodeNeiker-Tecnalia,Aldezabaletal.2015);(3)elequipodelaDra.Mandaluniz(GrupoProducciónAnimaldeNeiker-Tecnalia,Mandalunizetal.2011).Comofrutodeestacolaboración,enlaactualidadlasDras.Aldezabal,LaskurainySarrionandiacompartenunproyectocoordinadotitulado“Evaluacióndelasostenibilidaddelpastoreodemontañadelasovejaslecheras:integracióndeaspectosproductivos,medio-ambientalesysocio-económicos”.Másconcretamente,participanconelDr.RodríguezBarrónenelsubproyecto“Pastoreodemontaña:calidadytrazabilidaddealimentostradicionales,biodiversidad,adaptacióndelsistemaalcambioglobalydesarrollorural(TRADEMON,ref.:AGL2013-48361-C2-1-R)”,financiadoporelMINECO(2014-2016).

Paralelamente,laDra.LaskurainyelDr.Herrero(actualmenteinvestigadorpostdoctoral)hanconsolidadounaestrecharelaciónconotrosprestigiososinvestigadores,destacandolossiguientes:(1)elDr.Olano(Olanoetal.,2002,Olanoetal.,2009,Laskurainetal.,2013),profesordelÁreadeBotánicadelDepartamentodeCienciasAgroforestalesdelaEscueladeIngenieríasAgrariasdeSoria;(2)elDr.CamareroinvestigadordelInstitutoPirenaicodeEcología(CSIC)yelDepartamentodeEcologíadelaUniversidaddeBarcelona;(3)elDr.deZavala,profesordelDepartamentodeEcologíadelaUniversidaddeAlcalá,quienenlaactualidadcoordinaungrupodeinvestigaciónsobremodelizacióndeladinámica

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delosecosistemasterrestresconénfasisenelanálisisdelosimpactosdelcambioglobalymecanismosdeadaptación.

Finalmente,bajoladireccióndelaDra.Sarrionandia,seestádesarrollandounalíneadeinvestigacióndestinadaalestudiodelasinteraccionesentreplantasyhongosmicorrícicos(Sarrionandiaetal.2015,Nouhraetal.2015),paralocualactualmentecontamosconlacolaboracióndelequipodelDr.Nouhra(ConsejoNacionaldeInvestigacionesCientíficasyTécnicasdeCórdoba,Argentina).

7.REFERENCIASBIBLIOGRÁFICAS:

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NazioartekoHizketaldiaELIKADURARENETORKIZUNAETANEKAZARITZARENERRONKAKXXI.MENDERAKO:

Munduanork,nolaetazer-nolakoinplikaziosozial,ekonomikoetaekologikorekinelikatukoduenizangodaeztabaidagaia

InternationalColloquiumTHEFUTUREOFFOODANDCHALLENGESFORAGRICULTUREINTHE21stCENTURY:

Debatesaboutwho,howandwithwhatsocial,economicandecologicalimplicationswewillfeedtheworld.

April24th-26th.EuropaCongressPalace.VitoriaGasteiz.Álava.BasqueCountry/Europe

ColoquioInternacionalELFUTURODELAALIMENTACIÓNYRETOSDELAAGRICULTURAPARAELSIGLOXXI:

Debatessobrequién,cómoyconquéimplicacionessociales,económicasyecológicasalimentaráelmundo.

YZ/Y[deAbril,Y\]^.PalaciodeCongresosEuropa.Vitoria-Gasteiz.Álava.PaísVasco.Europa.

GUNTZAILEAK/COLABORAN/COLLABORATINGORGANIZATIONS

LAGUNTZAEKONOMIKOA/APOYAN/WITHSUPPORTFROM

2017koapirilaren24/26.EuropaBiltzarJauregia.Vitoria-Gasteiz.Araba.EuskalHerria.Europa.