El modelado de cultivos es esencial para comprender cómo asegurar el suministro de alimentos a medida que el planeta se adapta al cambio climático. Muchos modelos de cultivos actuales se centran en simular el crecimiento y el rendimiento de los cultivos a escala de campo, pero carecen de datos genéticos y fisiológicos, lo que puede obstaculizar la producción precisa y la evaluación del impacto ambiental a mayor escala.

En un nuevo artículo publicado en la revista Plantas de la naturaleza , Los investigadores identifican una serie de componentes multidisciplinarios y de múltiples escalas, desde la genética de cultivos hasta factores globales, que son fundamentales para encontrar soluciones ambientalmente sostenibles para la seguridad alimentaria.

Muchos modelos de cultivos se centran en comprender cómo las características de las plantas, como el tamaño de las hojas, influyen en el rendimiento del cultivo a escala de campo, dijeron los investigadores. "Modelar a esta escala es fundamental, pero nos gustaría incorporar información de gen a célula y datos de escala regional a global en nuestro marco de modelado, "dijo Bin Peng, un investigador postdoctoral de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y coautor principal.

El estudio identifica componentes que podrían ayudar a generar un marco de modelado más informativo. "El modelado multiescala es la clave para vincular el diseño de estrategias de adaptación al cambio climático para el manejo de cultivos y campos con una evaluación a gran escala del impacto de la adaptación en la producción de cultivos, medio ambiente, clima y economía, "Dijo Peng.

El estudio pide una mejor representación de las respuestas fisiológicas de los cultivos a los factores estresantes climáticos y ambientales, como la sequía, lluvias extremas y daños por ozono. "Muchos procesos fisiológicos serían importantes para simular con precisión el crecimiento del cultivo en condiciones de estrés, ", Dijo Peng. Los ejemplos incluyen el agua que se mueve del suelo a la planta y a la atmósfera impulsada por el equilibrio energético del dosel, él dijo.

"También deberíamos incluir una mejor representación de la gestión de cultivos, ", Dijo Peng." Eso sería extremadamente importante para evaluar tanto la producción de cultivos como la sostenibilidad ambiental, así como sus compensaciones ".

Los investigadores dijeron que existen oportunidades para cerrar una variedad de brechas de datos, así como. "Integración de datos de teledetección, como el trabajo realizado en nuestro laboratorio, será extremadamente valioso para reducir las lagunas de datos y las incertidumbres, ", dijo el profesor de recursos naturales y ciencias ambientales e investigador del proyecto Kaiyu Guan." Una de las ventajas de la teledetección es su vasta cobertura espacial:podemos utilizar la teledetección para restringir los modelos de cultivos en todos los campos del planeta ".

Los autores también proponen un camino de integración de datos de modelo a seguir. "Hacer la simulación correcta de las respuestas de los cultivos a los factores del cambio climático es de vital importancia, ", Dijo Guan." La parte más desafiante es si los modelos de cultivos pueden capturar esas relaciones emergentes, que puede derivarse de observaciones empíricas ".

"Ningún científico o laboratorio de investigación puede producir estos modelos por sí solo, ", dijo la coautora del estudio y profesora de biología vegetal Amy Marshall-Colón." Este tipo de esfuerzo requerirá paciencia y colaboración en muchas disciplinas ".