Cómo afectan los niveles de dióxido de carbono a la agricultura

Producción comercial de maíz.
Rudy and Peter Skitterians de Pixabay

Estudios sugieren que un nivel superior de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera puede ser beneficioso para la productividad de los cultivos agrícolas, ya que este gas 'invernadero' ayuda a las plantas a crecer y reproducirse más. Sin embargo, ese beneficio tiene su precio, dijo Peter Curtis, profesor de evolución, ecología y biología de los organismos en la Universidad Estatal de Ohio. Un mayor crecimiento y producción podrían afectar al valor nutritivo de los cultivos.

"Si se trata de buscar el lado positivo del aumento en los niveles de CO2, ése sería que es posible que la producción agrícola aumente en algunas áreas," dijo Curtis. "Una mayor disponibilidad de CO2 hace, por supuesto, que las cosechas sean más abundantes, incluso cuando las condiciones no son las ideales."

"Pero como casi siempre, hay que tener en cuenta que cantidad y cualidad suelen estar reñidas entre sí. En efecto, mientras que los cultivos serán más productivos, su calidad será inferior porque serán menos nutritivos."  Su calidad nutricional declina debido a que cuando las plantas producen más semillas con niveles superiores de CO2, las semillas contienen menos nitrógeno.

"La calidad del alimento producido por la planta disminuye, por lo que tenemos que comer más para obtener los mismos beneficios," dijo Curtis. El nitrógeno es un componente crítico para elaborar las proteínas en los animales, y gran parte de los granos producidos se usa para alimentar al ganado.

La investigación aparece publicada en la revista New Phytologist. 

"Las plantas silvestres están limitadas en lo que pueden hace con un aumento del CO2. Podrían usarlo para sobrevivir y defenderse en lugar de aumentar la reproducción."

Para comprender el papel que pudiera jugar el incremento de los niveles de CO2 sobre el crecimiento vegetal, Curtis y sus colegas realizaron un meta-análisis – una técnica con la que los investigadores reúnen los datos de un gran número de estudios similares (159, en este caso) y obtienen un resumen.  Los citados estudios fueron publicados entre 1983 y 2000. Los resultados incluyeron datos sobre respuestas reproductoras de especies cultivadas y silvestres ante los niveles estimados de CO2 para final de este siglo. Los científicos esperan que los niveles de CO2 casi se doblen hacia 2100.

Se analizaron ocho formas distintas de cómo las plantas responden a un nivel superior de CO2: número de flores, número de frutos, peso de los frutos, número de semillas, peso total de las semillas, peso individual de cada semilla, la cantidad de nitrógeno contenida en ellas, y la alocación reproductiva de la planta, una medida de la capacidad de reproducción de la planta.

Según el análisis, las plantas que crecen en ambientes con mayor cantidad de CO2 producen más flores (una media de un 19 por ciento más, en las especies analizadas); más semillas (16 por ciento más), éstas tienen un peso individual superior (4 por ciento más), el peso total de las semillas también es mayor (25 por ciento más), mientras que la concentración de nitrógeno en ellas es inferior (14 por ciento menos) a las de las cultivadas a los niveles actuales de CO2 atmosférico.

En condiciones de mayores niveles de CO2, las plantas de cultivo muestran un aumento notable en la reproducción, mientras que las plantas silvestres no. En promedio, los cultivos produjeron más frutos que las especies silvestres (28 por ciento mayor en los cultivos contra 4 por ciento mayor en las especies silvestres) lo mismo que semillas (21 por ciento mayor contra 4 por ciento mayor, respectivamente).

Cada especie cultivada responde de forma distinta a un nivel superior de CO2. El arroz aparenta ser la de mayor respuesta, incrementando la producción de semillas en un 42 por ciento. Le sigue la soya con un aumento de 20 por ciento de semillas, y luego el trigo (15 por ciento de aumento) y, finalmente, el maíz (aumento de 5 por ciento).

Aunque las especies cultivadas y las silvestres tuvieron incrementos similares de crecimiento total (un aumento de 31 por ciento), los cultivos usaron el peso adicional para la reproducción, mientras que las especies silvestres parecen que canalizan mucho hacia tareas diferentes a la reproducción, dijo Curtis.

"Las plantas silvestres están limitadas en lo que pueden hace con un aumento del CO2," dijo. "Podrían usarlo para sobrevivir y defenderse en lugar de aumentar la reproducción. Por otro lado, los cultivos agrícolas están protegidos de plagas y enfermedades, así que pueden darse el lujo de usar el CO2 extra para mejorar la reproducción."

Aún cuando aumentó el tamaño de las semillas, no fue así en cuanto a la cantidad de nitrógeno en las semillas. Los niveles de nitrógeno disminuyeron un promedio de 14 por ciento en casi todas las especies excepto en las legumbres cultivadas, tales como guisantes y soyas. Por ejemplo, el número total de semillas en plantas de trigo y cebada aumentó en un 15 por ciento, pero la cantidad de nitrógeno en las semillas disminuyó en un 20 por ciento.

Basado en artículo de Noticias de la Universidad Estatal de Ohio. Lea el original en inglés.