Dynamic modelling of kiwifruit pollination (Actinidia spp.): effect of temperature on pollen donors and the effective pollination period (EPP)

In this project, the research hypothesis is that in a scenario of climate change (IPCC 2014), the increase of mean air temperature by 2 °C triggers flowering asynchrony between pollen donors and female cultivars on kiwifruit species (Actinidia spp.) Then, the general objective is to model the impact of temperature changes on interaction between pollen donors and the effective pollination period (EPP) of kiwifruit cultivars (Actinidia spp.). In detail, the specific objectives are: (1) to determine flowering phenology and the effective pollination period (EPP) on kiwifruit cultivars; (2) to evaluate the effect of temperature on sensitivity of pollen-pistil interplay; and (3) to develop a dynamic model of kiwifruit pollination on crop value under potential scenarios of temperature changes.

The proposed methodology will be divided in three years. In the first year, flowering phenology of six pollen donors (male cultivars) and two female cultivars (one green-fleshed and other yellow-fleshed) will be characterized. Moreover, in female cultivars the length of time that female flowers can be successfully pollinated, commonly known as the effective pollination period (EPP), will be determined. The EPP may be restricted by limitations in three main events: stigmatic receptivity, pollen tube kinetics and ovule longevity, which will also be evaluated. On the other hand, a dynamic pollination model will be developed using the modeling software Stella®, based initially on literature review and grower information.
In the second year, two experiments will be conducted to evaluate the effect of temperature on sensitivity of pollen-pistil interplay: in planta in the field and in vivo in controlled chambers under heat treatments. Consequently, results of all experiments will be integrated on the dynamic pollination model.
Finally, in the third year, after the construction of the model, data of all inputs and outputs will be collected from several kiwifruit orchards of different regions and conditions. Part of these data will be used to find the model weaknesses and to determine how to improve it. The remaining data will be used on cross validation.

The main expected result is to determine the vulnerability of interaction between pollen donors and female cultivars by the increase of temperature. The dynamic model of kiwifruit pollination will be permit to predict present and future problems, which will help growers to optimize pollination managements (bee hives and/or supplemental pollen applications) in the short term. Furthermore, this model can be complemented with other submodels, as thinning, pruning, etc, in order to study simulations of orchard managements. In the long term, these results of heat stress impact on kiwifruit cultivars will be used in further research for establishing new screening criteria of best-adapted genotypes (pollen donors, for example) to Chilean conditions.

Desarrollo de una metodología predictiva para la estimación de calibre en kiwi

Este proyecto forma parte del Programa Tecnológico para la Fruticultura de Exportación Zona Centro-Sur 16PTECFS-6641 Especie Kiwi, Coejecutores: Consorcio de la Fruta – Pontificia Universidad Católica
El objetivo general es identificar, evaluar y desarrollar una metodología que permita determinar la
distribución de calibre en kiwi, variedad Hayward.

Transferencia: Coberturas fotoselectivas en kiwi

Actualmente, ante el escenario de cambio climático la fruticultura chilena enfrenta importantes desafíos, siendo los más críticos la adaptabilidad de las plantas a las nuevas condiciones edafoclimáticas y la escasez de mano de obra capacitada (FIA, 2017). Para afrontar el problema, el sector frutícola ha recurrido a diversas estrategias, entre ellas, la introducción de nuevas variedades con mejor adaptabilidad, bajos requerimientos de horas frío, alto valor agregado y mayor productividad, junto con la adopción de nuevas tecnologías y la diversificación de las especies en los huertos, de manera de asegurar la mano de obra durante toda la temporada.
El kiwi (Actinidia spp.) es uno de los cultivos que se perfila como una atractiva alternativa productiva por su creciente demanda mundial (3 millones ton), donde Chile se caracteriza por ser el tercer exportador (179.833 ton) después de Italia y Nueva Zelanda (FAO, 2017). Las regiones del Maule y O’Higgins representan cerca del 90% de la superficie nacional (respectivamente 50,8% y 37%), siendo la variedad “Hayward” (pulpa verde) tradicionalmente la más cultivada. Dadas las condiciones de alta demanda y mejores precios internacionales, en la última década se han introducido nuevas variedades de pulpa amarilla, las cuales presentan mayor rentabilidad en comparación a ´Hayward’. En particular, la Región de O’Higgins con 3.376 ha de kiwi en producción (equivalentes a 73.554 ton), se destaca por la mayor superficie de variedades de pulpa amarilla (50,4% del total nacional; 622 ha) (ASOEX, 2017). Sin embargo, estas últimas son conocidas por su mayor susceptibilidad al cancro bacteriano (Pseudomona syringae pv. actinidiae; Psa) y a eventos climáticos adversos (e.g. heladas y lluvias primaverales), por lo que se requiere adoptar nuevas estrategias de manejo agronómico.

La experiencia internacional menciona a los sistemas de cobertura como una óptima alternativa para contener y disminuir la presencia del cancro bacteriano del kiwi, reducir el riesgo por adversidades climáticas y mejorar la producción de los huertos. Bajo las condiciones regionales, existen experiencias en el uso de sistemas de cobertura en manzano, cerezo y vid, mientras que en kiwi sólo se han realizado algunas aproximaciones, lo cual constituye una oportunidad para aumentar la eficiencia productiva y la rentabilidad del sector frutícola local.
Objetivo general
Aumentar la competitividad de los productores de kiwi mediante la generación de directrices tecnológicas para el uso de sistemas de cobertura foto-selectivas en la Región de O’Higgins

Proyecto PAR Explora O’Higgins

Nodo de Ciencia Abierta: Co-creación de un modelo de Ciencia abierta para fortalecer el desarrollo de la ciencia y tecnología en la Macrozona Centro Sur de Chile en concordancia con su territorio y sociedad

Este proyecto busca conectar al ecosistema de la ciencia y tecnología con las fortalezas y necesidades de la sociedad enmarcado en el territorio de la Macrozona Centro Sur, que abarca las regiones del Libertador Bernando O’Higgins, del Maule, de Ñuble y del BioBío. Se han analizado siete dimensiones relevantes para el desarrollo de la Ciencia como son la infraestructura, el equipamiento disponible, el capital humano, la investigación, la innovación y emprendimiento, los laboratorios naturales y el sector productivo. Desde este análisis han emergido las áreas OECD de la Agricultura, la Ingeniería, la Educación y la Salud con potenciales de crecimiento y mayor impacto en sus habitantes.

Los objetivos específicos son: 1) Implementar un modelo de gobernanza de acuerdo a los desafíos y oportunidades identificadas y que permita mejorar la competitividad de Universidades, Centros de Investigación, y otras organizaciones representativas del ámbito público y privado; 2) Fortalecer competencias en innovación abierta, complejidad de innovación y ciencia abierta en el ecosistema de ciencia y tecnología, para analizar desafíos y oportunidades de la macrozona en un lenguaje común; 3) Implementar métodos y mejores prácticas de Ciencia abierta para su aplicación en el ecosistema de ciencia y tecnología de la macrozona en el desarrollo de hipótesis robustas y conectados con sus capacidades y ventajas territoriales.

Para realizar esta tarea se creará un comité de coordinación de la macrozona con la participación de la SEREMI de CTCI que convocará a académicos de disciplinas múltiples en concordancia con mesas temáticas transversales y específicas, en conjunto con el sector público y privado, grupo que denominaremos el ecosistema de ciencia y tecnología bajo el paradigma de ciencia abierta (eCTCI-CA), para co-crear un modelo de Ciencia abierta aplicado a la discusión de iniciativas las temáticas específicas propuestas: 1) Creación de modelos asociativos para el capital creativo, 2) Estructuras de convergencias de servicios territoriales, 3) Incorporación de nuevos modelos educativos, 4) Implementación de datos abiertos para el desarrollo de hipótesis, 5) Desarrollo de agricultura de nueva generación, 6) Inclusión de ruralidad sustentable, 7) Adaptación al cambio climático, 8) Desarrollo de Bioeconomía sostenible, 9) Implementado manufactura avanzada y nanomateriales, 9) Prevención y resiliencia del desastre, 10) Conectando investigación básica con la clínica aplicada a la salud pública.

Durante la ejecución del proyecto por 2 años el eCTCI-CA será guiado en actividades de creación de confianza y de competencias en el desarrollo de proyectos utilizando metodologías de ciencia abierta, innovación abierta y ágiles. Colaborando en equipos multidisciplinarios con actores claves del sector público y privado para fortalecer la vinculación de las preguntas de investigación con el territorio y la sociedad componente.

El impacto esperado de este proyecto es fortalecer la vinculación de las preguntas científicas con su territorio y sociedad, generar hipótesis y conocimiento desde equipos multidisciplinarios y colaborativos, y de manera recíproca conectar las políticas públicas con los requerimientos de eCTCI-CA bajo un paradigma de Ciencia Abierta. Para mantener la sustentabilidad en el tiempo de la iniciativa se propone la creación de una gobernanza con responsabilidades y liderazgo compartidos entre los asociados al proyecto y la creación de un modelo de transferencia de conocimiento al sistema público y privado.

Transferencia: cámara de simulación agroclimática

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.

SaviaLab Región de O’Higgins

SaviaLab promueve la innovación temprana en jóvenes rurales entre 15 y 18 años, de la mano de sus comunidades escolares y universidades regionales, a través de una fase formativa y una fase concursable regional. SaviaLab se ejecuta en establecimientos técnicos profesionales, a través de la incorporación de una metodología para trabajar colaborativamente en la detección de oportunidades de innovación, que luego se transforman en soluciones pertinentes y relevantes para sus territorios.

Para esto, la Fundación ha coordinado un trabajo colaborativo con la Universidad de O’Higgins que se encargará de potenciar y asesorar el trabajo de los jóvenes en las región de O’Higgins.

Obtención de ingredientes funcionales desde pulpa de sandía residual post cosecha para su uso en la industria de alimentos funcionales y en la agricultura

La producción de semillas de sandía en Chile es una de las que genera mayores volúmenes (12,5%) y mejores precios (26 MM U$FOB) de
exportación respecto del total de semillas exportadas. En los últimos 5 años su exportación ha aumentado considerablemente ocupando el
segundo lugar en este mercado. Derivado del procesamiento de los frutos se genera un alto porcentaje de pulpa y cáscara; residuos no
aprovechables como subproducto para otras industrias como cuarta gama y/o farmacéutica. El elevado contenido antioxidantes de la sandía
representa una oportunidad para su extracción y uso en otras industrias. La solución innovadora permitirá reutilizar grandes volúmenes de la
pulpa y cáscara, mitigando su disposición inadecuada y mejorando prácticas agrícolas y biotecnológicas. El objetivo de la propuesta es
desarrollar un paquete tecnológico consistente en tres aplicaciones que permiten valorizar los residuos de cáscara y pulpa de sandía para la
producción de nutracéuticos, bioenmienda de suelos provenientes de relaves mineros, y sustrato para el crecimiento de microorganismos. El
proyecto busca generar innovaciones que promuevan la transformación de los residuos agrícolas, proyectando así nuevos negocios para los
productores hortícolas en la industria de los alimentos dando valor agregado a los residuos derivados del procesamiento de semillas. Los
resultados esperados de esta iniciativa son: Portafolio de al menos 2 ingredientes funcionales (Licopeno y Citrulina) desarrollados y
caracterizados; validación técnica del ingrediente principal (Licopeno o citrulina) con actividad antioxidante; bioenmienda validada en un
entorno operacional (campo), alcanzando el nivel de madurez tecnológica TRL7; análisis de mercado robusto que incluye un plan de
escalamiento técnico de la bioenmienda; medio de cultivo validado en un entorno operacional (empresas), alcanzando el nivel de madurez
tecnológica TRL7; y análisis de mercado robusto que incluye un plan de escalamiento técnico.

Transferencia y validación de portainjertos de cucurbitáceas resilientes al cambio climático para el fortalecimiento de la Agricultura Familiar Campesina de la provincia de Cardenal Caro de la región de O´Higgins

La Agricultura Familiar Campesina (AFC) de la Provincia de Cardenal Caro presenta desafíos vinculados a la gestión hídrica y la modernización de sus cadenas productivas; que conlleva a una disminución de rendimientos, aumento de costos productivos y una creciente vulnerabilidad climática que limitan su potencial de desarrollo. Lo anterior se ha visto acentuado, además, por el anuncio de al menos 4 decretos de escasez hídrica (entre 2019 y 2023) por parte del Gobierno de Chile, que abarcan total o parcialmente la región de O’Higgins, siendo la Provincia de Cardenal Caro una de las más afectadas. Por otro lado, la región de O’Higgins destaca por su alto Producto Interno Bruto silvoagropecuario, representando el 16,1%; destacando las actividades de producción de cultivos y frutales, siendo la sandía la tercera hortaliza más producida en la región con 1.369 ha cultivadas, lo que representa el 46,6% de la producción nacional. En O’Higgins, el cultivo de sandía se produce principalmente en la provincia de Cachapoal, específicamente en las localidades de Quinta de Tilcoco, Pichidegua, Rengo, Las Cabras y Malloa, sin embargo, mediante el desarrollo de nuevas variedades vegetales y a través del uso de portainjertos, es posible cultivar sandía en las condiciones edafoclimáticas de la provincia de Cardenal Caro, transformando su cultivo en una oportunidad para diversificar la matriz productiva de esta provincia. En este sentido, el cultivo de cucurbitáceas, se ha demostrado que presenta buenos márgenes de comercialización en las localidades de Navidad, Litueche y La Estrella, identificándose una oportunidad para aumentar los rendimientos y número de hectáreas cultivables. En esta propuesta se presenta como solución científica-tecnológica el desarrollo de un paquete tecnológico, que mediante la validación y uso de portainjertos de cucurbitáceas resilientes al cambio climático, fortalezca a la AFC de la provincia de Cardenal Caro de la región de O´Higgins.

SaviaLab Región de O’Higgins

SaviaLab es la combinación de dos términos: Savia (la energía, elemento vivificador) y Laboratorio (lugar con los medios para realizar investigaciones, experimentos y trabajos científicos y técnicos).
SaviaLab es una iniciativa impulsada por la Fundación para la Innovación Agraria (FIA), que busca ser un agente activo en el desarrollo de las comunidades educativas locales, impulsando la innovación temprana con un enfoque silvoagropecuario, para la construcción de una sociedad más analítica y propositiva. Promoviendo formas de vivir que reconozcan y releven las heterogeneidades culturales, ambientales y sociales, favoreciendo prácticas colaborativas en el respeto de la sabiduría y valores tradicionales en un entorno en constante transformación.
Buscamos contribuir con las comunidades educativas locales, en el desarrollo y fortalecimiento de habilidades y competencias, que favorezcan y promuevan el bienestar y el desarrollo integral de sus miembros y sus entornos, a través de procesos de innovación temprana con un enfoque silvoagropecuario.
SaviaLab se trabajará en grupos de estudiantes quienes desarrollarán un proyecto de innovación a lo largo de toda la experiencia formativa. El avance del proyecto se llevará a cabo a través de la realización de actividades individuales y grupales, así como en clases o salidas a terreno, todas apoyadas con material didáctico en formato hojas de trabajo. Además, cada docente podrá adoptar la metodología a diversas asignaturas o talleres, según su especialidad, y así propiciar el trabajo colaborativo entre docentes.
El modelo de innovación propuesto por SaviaLab, comprende un proceso de 2 fases: La fase Formativa seguida de la fase Concurso, espacio en donde los equipos de docentes y estudiantes presentan los resultados de lo desarrollado en la fase Formativa.
La fase formativa, considera 6 etapas conducentes al desarrollo de una idea innovadora, las cuales se distribuyen en dos unidades. Cada una de estas etapas plantea desafíos diferentes que adquieren sentido al ser considerados como parte de un proceso mayor: la innovación temprana.
En su versión 2024, se ejecutará en un formato híbrido, que considera actividades presenciales y actividades remotas tanto para la Fase Formativa como para la Fase Concurso.