El cambio climático podría provocar una caída drástica de la producción de arroz en las principales regiones productoras, un descenso que podría poner en peligro suministros alimentarios esenciales, según informan los investigadores.
Nuevos experimentos sobre la producción de arroz en futuras condiciones climáticas muestran que el rendimiento del arroz podría caer alrededor de un 40 % para 2100, con consecuencias potencialmente devastadoras en partes del mundo que dependen de este cultivo como fuente básica de alimentos.
Además, según el estudio, publicado en Nature Communications.
«Para 2100, se estima que habrá aproximadamente 10 000 millones de personas, lo que significaría que 5 000 millones de personas dependerán del arroz, y 2 000 millones no tendrían acceso a las calorías que normalmente necesitan», afirma el coautor Scott Fendorf, profesor de ciencias del sistema terrestre en la Escuela de Tierra, Energía y Ciencias Ambientales de la Universidad de Stanford. «Debemos ser conscientes de estos desafíos que se avecinan para poder estar preparados para adaptarnos».
El arroz como alimento para bebés
Los investigadores analizaron específicamente el arroz porque crece en arrozales inundados, que ayudan a desprender el arsénico del suelo y hacen que la planta sea especialmente sensible a su absorción. Aunque muchos cultivos alimentarios actuales contienen pequeñas cantidades de arsénico, algunas regiones productoras son más susceptibles que otras.
Los futuros cambios en el suelo debidos a temperaturas más altas, combinados con condiciones de inundación, hacen que las plantas de arroz absorban arsénico en mayores niveles, y el uso de agua de riego con altos niveles de arsénico de origen natural agrava el problema.
Aunque estos factores no afectarán de la misma manera a todos los productos básicos mundiales, sí se extienden a otros cultivos de inundación, como el taro y el loto.
«Simplemente no esperaba la magnitud del impacto en el rendimiento del arroz que observamos», afirma Fendorf, quien también es investigador principal del Stanford Woods Institute for the Environment. «Lo que no tuve en cuenta fue hasta qué punto la biogeoquímica del suelo respondería al aumento de la temperatura, cómo eso amplificaría el arsénico disponible para las plantas y, luego, cómo, junto con el estrés térmico, eso afectaría realmente a la planta».
El arsénico, un compuesto químico semimetálico de origen natural, existe en la mayoría de los suelos y sedimentos, pero generalmente en una forma que las plantas no absorben. La exposición crónica al arsénico provoca lesiones cutáneas, cánceres, agravamiento de las enfermedades pulmonares y, en última instancia, la muerte.
Resulta especialmente preocupante en el arroz no solo por su importancia mundial, sino también porque este alimento, de bajo potencial alergénico, se introduce a menudo de forma temprana en la alimentación de los lactantes.
«Creo que este problema también es crucial para las personas que tienen hijos pequeños en nuestra sociedad», afirma la autora principal E. Marie Muehe, antigua becaria postdoctoral en Stanford y actualmente en la Universidad de Tubinga, Alemania. «Como los lactantes son mucho más pequeños que nosotros, si comen arroz, eso significa que absorben más arsénico en proporción a su peso corporal».
«El suelo está vivo»
Los investigadores recrearon en invernaderos condiciones climáticas futuras basadas en estimaciones de un posible aumento de temperatura de 5 grados Celsius (9 grados Fahrenheit) y el doble de dióxido de carbono atmosférico para 2100, según las proyecciones del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático.
Mientras que las investigaciones previas analizaron los efectos del aumento de la temperatura en el contexto de la crisis alimentaria mundial, este estudio fue el primero en tener en cuenta las condiciones del suelo junto con los cambios climáticos.
Para los experimentos, el grupo cultivó una variedad de arroz de grano medio en suelo de la región arrocera de California. Controlaron los invernaderos en cuanto a temperatura, concentraciones de dióxido de carbono y niveles de arsénico en el suelo, que serán más altos en el futuro debido a su acumulación en los suelos por el riego de cultivos con agua contaminada con arsénico, un problema que se agrava con la sobreexplotación de las aguas subterráneas.
«No solemos pensar en ello, pero el suelo está vivo: está repleto de bacterias y de una gran variedad de microorganismos», afirma Fendorf. «Resulta que esos microorganismos determinan si el arsénico permanece fijado a los minerales y alejado de las plantas o si se desprende de los minerales hacia la fase acuosa».
Los investigadores descubrieron que, con temperaturas más altas, los microorganismos desestabilizaron una mayor cantidad del arsénico inherente al suelo, lo que dio lugar a mayores cantidades de la toxina en el agua del suelo disponible para que el arroz la absorbiera. Una vez absorbido, el arsénico inhibe la absorción de nutrientes y reduce el crecimiento y el desarrollo de la planta, factores que contribuyeron a la disminución del 40 % del rendimiento observada por los científicos.
Alerta temprana, planificación futura
Aunque la drástica pérdida de producción es un motivo de gran preocupación, los científicos confían en que esta investigación ayude a los productores a encontrar posibles soluciones para alimentar al mundo.
«La buena noticia es que, dados los avances anteriores en la capacidad de la comunidad mundial para obtener variedades que se adapten a nuevas condiciones, junto con la revisión de la gestión del suelo, soy optimista en que podremos superar los problemas observados en nuestro estudio», afirma Fendorf.
«También soy optimista en que, a medida que sigamos poniendo de relieve las amenazas derivadas de un cambio de 5 grados Celsius, la sociedad adoptará prácticas que garanticen que nunca alcancemos ese grado de calentamiento».
Como próximos pasos, Fendorf, la coautora Tianmei Wang y Muehe esperan utilizar la teledetección para localizar con precisión los arrozales contaminados, con el fin de modelizar los rendimientos futuros y la contaminación por arsénico.
«Es muy probable que esto sea un problema allí donde más arroz se consume, por lo que pensamos en el sur y el este de Asia», afirma Wang, doctoranda en ciencias del sistema terrestre. «Especialmente en el caso de personas como mi padre: consume arroz tres veces al día y simplemente no puede vivir sin él».
Fuente: Universidad de Stanford
