Proyectos

Proyecto de investigación que apunta al estudio de practicas sostenibles para el manejo de sistemas silvopastoril en el secano costero. El proyecto involucra el estudio de la materia orgánica del suelo, además de una serie de variables que pueden impactar el manejo de los agroecosistemas

Vinculación internacional con la Universidad autonoma de Barcelona (Francisco Perez) y nacional con la Universidad de Chile (Daniela Luna) para el estudio de destetes prematuros en cerdos producidos intensivamente y su relación con afecciones fisiológicas y de bienestar.

La agricultura es una de las principales actividades económicas de la Región de O’Higgins, con un PIB que alcanza al año 2021 el 12,8% de representación a nivel nacional. El éxito productivo regional depende en gran medida de las condiciones edafoclimáticas que preponderan en las zonas cultivables y/o aptas para la agricultura. Sin embargo, el actual escenario de cambio climático genera una alteración de estas variables climáticas, con cambios evidentes en la variabilidad de las precipitaciones, frecuencia e intensidad de los días cálidos y fríos, y eventos climáticos extremos (heladas, granizo, entre otros). Consecuentemente, el impacto del cambio climático ha modificado y seguirá transformando los sistemas de producción de diversos cultivos a nivel nacional y local, incluyendo el cambio de las zonas productivas. Esta nueva realidad climática requiere de la pronta generación de conocimiento y la capacidad de innovar y desarrollar tecnologías inteligentes para adaptar y asegurar la producción de alimentos. Aunque existe conocimiento de los posibles efectos del cambio climático sobre la agricultura, la literatura indica que la diversidad geográfica y climática de la producción agrícola no permite predecir con precisión los impactos locales del cambio climático en los diferentes cultivos. Por lo tanto, la mejor forma de reducir esta incertidumbre climática es a través del desarrollo de tecnología, el conocimiento y la innovación aplicada para adaptar y asegurar la producción de alimentos. De hecho, la Conferencia de las Partes de la Convención de Cambio Climático realizada en París (COP21), enfatiza la necesidad de avanzar hacia una “agricultura climáticamente inteligente”, es decir, una actividad que entre en sintonía con los cambios globales, con mínima huella ambiental, altamente eficiente en el uso de insumos, resiliente, productiva y sostenible. Este proyecto plantea la construcción de infraestructura climáticamente inteligente como la primera cámara de simulación climática regional, la cual permitirá determinar el impacto de diferentes escenarios de cambio climático en cultivos y variedades de importancia para los agricultores de la Región de O’Higgins de manera anticipada. Se busca responder las interrogantes asociadas a qué cultivos son más idóneos para las distintas zonas geográficas de la Región de O’Higgins, bajo condiciones extremas de temperatura, humedad ambiental y disponibilidad de agua, entre otros aspectos. Con la información generada se desarrollarán directrices tecnológicas y sistemas de bajo costo para la medición de parámetros ambientales, con el fin de brindar a los agricultores soporte para la toma de decisiones a nivel local, y consecuentemente fortalecer la competitividad del sector agrícola de la Región de O’Higgins.

La sequía representa más del 80% de los daños y pérdidas de los cultivos en todo el mundo. En la zona Central de Chile se han presentado 9 años de sequía ininterrumpida desde el 2010, con un déficit promedio de precipitaciones de 20 a 40%. Esto ha generado que el 88% de los agricultores de la zona central reporten un incremento en la ocurrencia de sequía en sus cultivos, siendo este el principal estrés abiótico asociado a la pérdida de cosechas y suministro sostenible de alimentos. La adaptación o tolerancia al estrés hídrico en los cultivos, está asociada con la modificación de diversas respuestas morfológicas y fisiológicas de las plantas, entre las que se incluyen cambios en el desarrollo del sistema radicular, ajustes en la tasa de crecimiento, inducción del cierre de estomas, ajuste osmótico, activación de enzimas antioxidantes, acumulación de fitohormonas y la regulación transcripcional de muchos genes. La sandía (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. and Nakai) es una de las especies más cultivadas de la familia Cucurbitaceae, debido a su importancia económica, alto valor nutricional y beneficios para la salud (por ejemplo, antioxidantes, carotenoides, citrulina, flavonoides, vitaminas (A, B y C) y minerales). La producción mundial de sandía para el 2020 fue de 101.62 millones de toneladas aproximadamente, lo que la sitúa como la segunda fruta fresca más producida a nivel mundial. Particularmente en Chile, en el año 2020, la sandía fue la decimotercera fruta más producida (57,382 mil toneladas), siendo la región de O’Higgins la principal productora del país. El cultivo de sandía prospera mejor en áreas cálidas, ya que requiere altas temperaturas (>25°C) para un crecimiento óptimo. Aunque la sandía prefiere un ambiente cálido y seco, es conocida por su alta susceptibilidad al estrés hídrico, por lo que su rendimiento está asociado a la disponibilidad hídrica en la región o áreas en que se cultive. En este sentido, una de las principales estrategias para reducir las pérdidas de producción agrícola en condiciones de estrés hídrico, es el cultivo de variedades de alto rendimiento injertándolas en portainjertos tolerantes a este tipo de estrés, con un sistema radicular eficiente en el uso del agua, como por ejemplo, Lagenaria siceraria. Particularmente, L. siceraria es una especie perteneciente a la familia de las Cucurbitaceae, la cual es utilizada como portainjerto para el cultivo de la sandía, debido a que presenta resistencia a bajas temperaturas y enfermedades transmitidas a nivel de suelo (por ejemplo, Fusarium). Se ha informado que L. siceraria es más tolerante a la sequía en comparación con otras cucurbitáceas, ya que aumenta la absorción de agua y nutrientes del suelo, ayudando al crecimiento de las plantas. Sin embargo, el uso de L. siceraria como portainjerto de sandía para enfrentar el estrés hídrico es limitado o nulo, particularmente existe desconocimiento de los mecanismos moleculares por el cual los portainjertos controlan el crecimiento de las plantas injertadas frente al estrés. Bajo condiciones de estrés hídrico, las raíces son el primer órgano que percibe la falta de agua en el suelo, y comunican esta restricción como una señal de estrés a los brotes. En este sentido, se ha reportado que en injertos de solanáceas y vitáceas el portainjerto induce una reprogramación transcripcional extensa en los brotes, especialmente de genes que participan en la transducción de señales de fitohormonas. Particularmente, el Ácido Abscísico (ABA) desempeña un papel fundamental en la regulación del crecimiento y la defensa de las plantas en situaciones de estrés hídrico, ya que se ha descrito como un integrador central que vincula y reprograma las complejas cascadas de señalización adaptativa en respuesta al estrés hídrico. Sin embargo, ABA no es la única fitohormona involucrada en la respuesta al estrés hídrico, ya que se ha descrito que otras fitohormonas, tales como, ácido salicílico, ácido jasmónico y auxinas, están asociadas a la regulación del crecimiento en condiciones de estrés hídrico, interactuando entre ellos mismos y/o con otros factores. Por lo tanto, considerando lo señalado anteriormente, se plantea la hipótesis de que la tolerancia al estrés hídrico en sandía injertada sobre L. siceraria está relacionada con el aumento en la expresión de genes relacionados con la biosíntesis, metabolismo y señalización de ABA y otras fitohormonas en las hojas del injerto C. lanatus y las raíces del portainjerto L. siceraria, lo cual confiere tolerancia al estrés hídrico en C. lanatus. Cabe destacar que, los resultados generados en este estudio, contribuirán a la comprensión de las respuestas a la sequía en las plantas, asociadas a diferentes fitohormonas, y servirán como un recurso público disponible para futuros estudios de expresión génica, genómicos y funcionales de C. lanatus y L. siceraria.

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El aumento de los recursos tecnológicos y la automatización de los procesos agrícolas ha contribuido en gran medida al desarrollo de nuevas tecnologías que permiten caracterizar y evaluar el fenotipo de las plantas. Específicamente, las tecnologías de fenotipado de plantas son muy importantes para acelerar los programas de mejoramiento en cultivos agronómicamente importantes, y contribuyen en el proceso de selección para el desarrollo y posterior lanzamiento al mercado de nuevas variedades y cultivares. Los sistemas de visión unidimensionales (1D) y bidimensionales (2D) han sido una parte integral de la implementación exitosa de la automatización agrícola y la robótica en los procesos agrícolas. Sin embargo, las técnicas basadas en imágenes en 2D son insuficientes para investigar las estructuras espaciales de las plantas. En este sentido, la reconstrucción por medio de imágenes 3D de plantas y la adquisición de su información espacial es una forma alternativa eficaz para resolver estos problemas. En este sentido, el objetivo del presente proyecto es obtener de forma automática la estructura tridimensional del sistema de arquitectura de raíces de una planta e identificar parámetros morfológicos asociados con dicha estructura. Para ello se propone construir un prototipo, a partir de cámaras de bajo costo, para la reconstrucción automatizada de la estructura 3D de plantas, junto con la posterior detección y medición de los rasgos morfológicos de esta misma.

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