Aplicar nuevos criterios de selección de trigo para alcanzar mayor rendimiento y mejor calidad de grano en condiciones ambientales cambiantes es el objetivo que persigue la investigadora ingeniera agrónoma y máster en mejora vegetal del Instituto de Agrobiotecnología (IdAB-CSIC) Sinda Ben Mariem. Este trabajo se enmarca dentro de su tesis doctoral, financiada por un contrato de doctorandos industriales del Gobierno de Navarra (2017-2019), cuya lectura y defensa tuvo lugar el pasado jueves en la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

La tesis, titulada ‘Relaciones Carbono/Nitrógeno en cultivos de Cereales C₃ en un Contexto de Cambio Climático: Implicaciones en el Rendimiento y la Calidad del Grano’, se ha realizado en el IdAB  bajo la dirección de los investigadores Iker Aranjuelo y Fermín Morales, del grupo de investigación ‘Agricultura Sostenible y Ecotoxicología’ del IdAB-CSIC y con tutoría del profesor de la UPNA César Arrese-Igor. La tesis se ha desarrollado en el marco del proyecto del Plan Nacional ‘Nuevos criterios de mejora aplicados a la mejora de trigo duro en un contexto de cambio climático, y ha contado con la colaboración del CIMMYT y de la empresa Agrasys, que han facilitado las semillas para los diferentes experimentos. Ha obtenido la calificación de “Sobresaliente por unanimidad” con mención internacional, gracias a las estancias que Sinda Ben Mariem realizó en Francia para completar su formación y sus investigaciones.

El principal objetivo de la tesis doctoral es el uso de la aplicación de nuevos criterios de selección de trigo para identificar, de manera integradora, genotipos y prácticas de manejo de cultivos que confieran alta eficiencia en el uso de nitrógeno. De esta forma, se busca alcanzar un mayor rendimiento y mejor calidad de grano en condiciones ambientales cambiantes: temperatura y dióxido de carbono (CO₂) elevados y baja disponibilidad de agua.

En un contexto de población mundial en expansión y cambio climático global, la seguridad alimentaria se está convirtiendo en un desafío para la sociedad mundial. Para satisfacer estas demandas se está intentando mejorar el rendimiento de los cultivos con diferentes estrategias. Pese a los esfuerzos, los cambios en las condiciones ambientales y los efectos adversos provocados por los estreses abióticos han producido una ralentización del rendimiento y disminución de su producción. La comprensión de los mecanismos fisiológicos que permiten a las plantas adaptarse a las condiciones ambientales cambiantes (estrés hídrico, térmico y el aumento de la concentración de CO₂ atmosférico) podría ayudar en la selección de genotipos mejor adaptados.

En concreto, se ha estructurado la investigación en cuatro grandes capítulos. En el primero de ellos, se ha llevado a cabo un estudio para proporcionar una visión general de los principales factores ambientales asociados al cambio climático (CO₂, la sequía y la temperatura elevada). Los resultados muestran que la calidad del grano se vio afectada por el cambio climático y, a pesar del efecto positivo del CO₂ elevado sobre el rendimiento, este incremento podría verse atenuado si se produce interacción con otros factores de estrés.

En el segundo capítulo de su investigación, Sinda Ben Mariem ha estudiado cambios en la calidad nutricional del grano durante 1850-2016, evaluando muestras de trigo almacenadas en diferentes museos y centros de investigación de varios países. Se aprecia un desequilibrio en el contenido de carbohidratos/proteínas especialmente marcado a partir de los años 60.  

Con objeto de investigar el impacto de la fertilización nitrogenada, en el tercer capítulo se ha trabajado en invernadero con 20 genotipos de trigo duro fertilizados a diferentes niveles. El suministro de nitrógeno produjo un aumento del rendimiento de grano por planta sin alterar el peso por grano. Por otro lado, los genotipos de alto rendimiento tuvieron mayor concentración de carbohidratos, mientras que en las variedades de bajo rendimiento se registraron concentraciones más altas en minerales, fracciones de gluten y polifenoles.

Finalmente, en el último capítulo se concluye que el aumento de CO₂ atmosférico podría atenuar el efecto negativo de la sequía en el rendimiento del grano. El resultado viene de exponer a alto nivel de CO₂ y estrés hídrico cuatro genotipos de trigo duro y seis líneas de tritordeum. Por otro lado, el metabolismo del carbono y el nitrógeno foliar y de espiga se vio alterado en condiciones de elevado CO₂, especialmente al combinar con la sequía.