Revolucionando la agricultura con
Cultivos resilientes y de bajas emisiones
Los nuevos métodos que permiten la eliminación de las emisiones de carbono de los fertilizantes y la creación de cultivos que siguen siendo productivos bajo el estrés climático ofrecen oportunidades para mejorar la producción agrícola.
Detener el cambio climático requiere abordar las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) agrícolas. En los Estados Unidos, la agricultura representa el 26 por ciento de las emisiones totales de GEI, incluido el CO2 y el N2O , 298 veces más potente . Alrededor de un tercio de estas emisiones provienen de la síntesis y uso de fertilizantes nitrogenados y su volatilización como N2O. Durante el próximo siglo, la presión sobre la agricultura empeorará ya que se espera que la demanda de alimentos se duplique.
Además, la “economía verde” prevé un futuro en el que los productos que actualmente se derivan del petróleo provengan en su lugar de la fermentación de materias primas renovables, pero la biomasa debe provenir de alguna parte. Esta presión requerirá equilibrar “alimentos versus combustibles”, en otras palabras, igualar la necesidad de comer de la humanidad con su necesidad de otros productos que contribuyan menos al cambio climático. Será necesario obtener más alimentos de menos tierra sin dañar el medio ambiente; sin embargo, justo cuando más se necesita, se proyecta que la productividad agrícola disminuya como resultado del impacto ambiental del cambio climático.
OBJETIVOS Y SOLUCIONES PROPUESTAS
Objetivo 1. Reducir las emisiones de GEI de la producción de alimentos mediante la creación de fertilizantes sin GEI.
– Cultivos autofertilizantes a través de la ingeniería genética de plantas y sus microbios asociados para producir fertilizante nitrogenado
– Imitación de la simbiosis leguminosa-rizobios para la producción de fertilizantes en cereales.
– Extracción sostenible de fósforo (P) y potasio (K) a través de la conversión de minerales ricos en nutrientes actualmente inaccesibles en productos fertilizantes.
Objetivo 2. Crear cultivos resilientes que sigan siendo productivos bajo nuevas presiones climáticas.
– Cuantificar el papel de las rutas metabólicas primarias en la asimilación de nitrógeno bajo estrés climático.
– Promover la resiliencia de los cultivos bajo condiciones climáticas adversas a través de la ingeniería de la producción de semillas asexuales en plantas no apomícticas para conservar el vigor de los cultivos híbridos.
– Recubrimientos microbianos de semillas a base de biopolímeros para promover la resiliencia de las plantas en regiones áridas y salinas.
ABORDANDO LA EQUIDAD EN LA AGRICULTURA
La agricultura está en el centro de la civilización humana, y es fundamental seguir una agenda de investigación que priorice los factores ambientales, sociales y de gobernanza que sean equitativos y justos. El cambio climático afecta de manera desproporcionada a las comunidades que ya sufren desigualdades socioeconómicas. Más de 1.300 millones de personas viven en tierras agrícolas con suelos agotados que no alcanzan el rendimiento adecuado de la cosecha, lo que limita el suministro de alimentos y aumento del hambre, la pobreza y el desplazamiento. La falta de acceso a fertilizantes ha dado lugar a bajos rendimientos de los cultivos en las regiones más pobres, así como a guerras y hambrunas. El ochenta por ciento de los daños causados por la sequía fueron sostenidos por la agricultura en los países de ingresos bajos y medianos bajos.
Nuestras soluciones tienen el potencial de abordar parte de esta desigualdad; por ejemplo, eliminando las restricciones de las megafábricas impulsadas por Haber-Bosch y los cultivos más resistentes a los cambios climáticos. Sin embargo, el acceso a estas soluciones, así como las percepciones y las regulaciones locales en torno a los cultivos transgénicos podrían inhibir su uso. A través de este proyecto, el MIT adoptará un papel de liderazgo en el compromiso público y global con el desarrollo de soluciones agrícolas.
EXPERIENCIA Y LIDERAZGO DEL EQUIPO
Christopher Voigt
Hemos reunido un equipo interdisciplinario del MIT para diseñar un plan enfocado en mitigar las emisiones de GEI mientras se promueve la resiliencia de los cultivos para la adaptación climática. El grupo abarca ingeniería biológica, biología, ciencia de materiales, ingeniería química e ingeniería civil y ambiental
El equipo está dirigido por Christopher Voigt (Ingeniería biológica) y está formado por Antoine Allanore (Ciencia e ingeniería de materiales), David Des Marais (Ingeniería civil y ambiental), Mary Gehring (Biología), Benedetto Marelli (Ingeniería civil y ambiental), Kristala Prather (Ingeniería Química) y Jing-Ke Weng (Biología)