RECICLANDO LOS RESIDUOS ALIMENTICIOS EN LOS JARDINES.

Los científicos del SIA están desarrollando maneras de reducir las pérdidas de metano y amoníaco del compost, especialmente de los residuos alimenticios.

Una porción del compost producido en esta investigación ha sido utilizada en el Jardín de la Gente delante del Edificio Jamie Whitten del Departamento de Agricultura en Washington, D.F. Foto cortesía del USDA.

Por: Don Comis.
4 de septiembre 2009.

Cada día, residuos alimenticios son recogidos de pequeños y grandes establecimientos locales del servicio alimentario y el mercadeo de alimentos. Materiales que no contienen metal, vidrio o plástico se transportan a sitios de compostaje.

Allí, los materiales se mezclan con astillas de madera, hojas y otros residuos orgánicos. Varios meses después, una porción del compost producido se entrega a dependencias oficiales, para utilización en los jardines.

Para la microbiologa P. Millner, este proceso es parte de una investigación sobre maneras de reducir las emisiones de metano de los vertederos desviando los residuos alimenticios y otros materiales orgánicos al compostaje. Ella realiza esta investigación con el microbiólogo W. Mulbry.

Los científicos están proveyendo compost al "Jardín de la Gente", parte de un nuevo programa para crear un jardín de comunidad en cada instalación oficial, así como en Jardines Botanicos.

Millner también provee el compost para otros proyectos "verdes" del estado—tales como jardines de azotea, jardines de lluvia y otros diseños de paisaje—para retener agua y reducir escurrimiento en sitios oficiales.

Como parte de los intentos de Millner de ayudar al gobierno a demostrar maneras de producir el compost de los residuos alimenticios, ella tiene un acuerdo de investigación y desarrollo cooperativo con una empresa  para capturar amoníaco en el compost para aumentar su contenido de nitrógeno y de este modo aumentar su valor como un fertilizante. Ella está comparando varios tipos de recipientes aislados del compostaje para su capacidad de reducir las emisiones de los gases de invernadero y otras características económicas.

Actualmente, aproximadamente la mitad del carbono y nitrógeno en los materiales del compost se pierde al aire, en vez de ser capturada en el compost. 

Fuente: Servicio de Investigación Agrícola. SIA.

JARDINES DE LLUVIA EN TODAS PARTES.

Los hidrólogos Douglas Boyer (derecha, con Jeremiah Johnson, quien es gerente de operaciones para la Compañía de Saneamiento de Beaver, Virginia Occidental) están desarrollando maneras de mejorar el concepto de los jardines de lluvia para que ellos no sólo puedan reducir el escurrimiento, sino también puedan impedir la entrada de los metales tóxicos a las alcantarillas de aguas pluviales.

Por:  Don Comis.
1 de diciembre 2010.

Los jardines de lluvia son cada vez más populares en los dueños de casa y los municipios, y son obligatorios para muchas comunidades nacionalmente. Científicos del SIA están desarrollando maneras de mejorar los jardines de lluvia para que ellos no sólo puedan reducir el escurrimiento, sino también puedan prevenir la entrada de metales tóxicos a las alcantarillas de aguas pluviales.

Los jardines de lluvia son plantaciones en depresiones que captan el escurrimiento de aguas pluviales de aceras, estacionamientos, carreteras y tejados. Los jardines de lluvia tienen varias formas y tamaños, de grandes cuencas esculpidas por excavadoras de carga frontal a formaciones pequeñas semejantes a arroyos artificiales con piedras. Los jardines de lluvia no sólo retardan el movimiento del agua para permitir su lixiviarción en el suelo y regar las plantas, sino también filtran el sedimento y los contaminantes químicos.

El fisiólogo de plantas R. Zobel, y su colega Amir Hass, están trabajando en mejorar los jardines de lluvia. Están colaborando con el hidrólogo D. Boyer y el químico del suelo Javier Gonzalez, y colegas.

Los científicos descubrieron que el carbón vegetal a base de desperdicios avícolas–los carbones activados creados de los residuos chamuscados de los desperdicios avícolas–es un imán poderoso para atraer los contaminantes. Puede atraer los metales pesados tales como cobre, cadmio y zinc, los cuales típicamente son difíciles de extraer de las aguas residuales.

Los químicos Isabel Lima y Wayne Marshall  desarrollaron el método patentado de transformar los desperdicios agrícolas en carbón vegetal. Ellos crearon el carbón vegetal exponiendo los desperdicios avícolas tales como aserrín, cáscaras de cacahuete, virutas y el excremento y las plumas de las aves de corral a la pirólisis, la cual es un proceso de calentamiento en ausencia de oxigeno.

Hass y sus colegas están probando el carbón vegetal a base de desperdicios avícolas así como otros subproductos de industria y de granjería en dos jardines de lluvia experimentales en el área de Beaver, así como en parcelas en un vertedero y en un sitio de reclamación de terrenos de minería.

Fuente: Servicio de Investigación Agrícola. SIA.

INSECTOS PREDATORES PUEDEN SALVAR EL CULTIVO DE MAÍZ DE LOS ATAQUES POR LAS PLAGAS.

Investigadores del SIA están buscando agentes de control biológico contra las larvas del gusano occidental de la raíz del maíz, el cual es una de las principales plagas del maíz.

Por:  Don Comis.
30 de noviembre de 2010.

El secreto del éxito de una de las peores plagas en todo el mundo—el gusano de la raíz del maíz—podría ser la sangre repugnante y pegajosa de su larva, según un científico del SIA.

El entomólogo J. G. Lundgren y sus colegas recientemente descubrieron este fenómeno durante estudios cooperativos con investigadores de la organización CABI en Delémont, Suiza, y Hódmezővásárhely, Hungría. Este descubrimiento podría llevar al desarrollo de maneras de superar estas defensas como parte de métodos sostenibles y amigables con el medio ambiente para manejar las plagas.

CABI es una organización internacional sin fines de lucro que realiza investigaciones de maneras naturales de controlar plagas, y ha sido ayudando a dirigir los esfuerzos de combatir la invasión europea del gusano de la raíz del maíz.

Los experimentos con CABI son los últimos en las investigaciones de Lundgren sobre los insectos predadores que atacan el gusano de la raíz del maíz. Aunque los gusanos han sido una plaga principal del maíz por más de 100 años, este programa de investigación es el primero en concentrarse en los insectos predadores que atacan los gusanos.

En experimentos de campo y de laboratorio en varios países, la sangre pegajosa de las larvas del gusano de la raíz del maíz rápidamente repelieron ciertas especies de insectos predadores. La sangre repugnante se coagula en las bocas de los predadores y las pegan temporalmente. Los predadores repelidos por la sangre de las larvas del gusano incluyen las hormigas y los escarabajos de tierra (de la familia Carabidae).

Por otra parte, las arañas lobo tienen un abundante apetito por los gusanos de la raíz del maíz. Cuando insectos tales como las arañas chupan los fluidos de sus victimas en vez de masticarlas, es posible que los predadores puedan evitar la capacidad de la sangre de pegar y persistir.

Los estudios con CABI involucraron dos años de experimentos de campo y de laboratorio, comenzaron en el 2007. En laboratorio, Lundgren y sus colegas les ofrecieron a los predadores hambrientos una variedad de larvas y pupas del gusano de la raíz del maíz. En total, han probado 10 diferentes especies de predadores de Europa y Norteamérica.

Los resultados han llevado a estudios adicionales por Lundgren sobre el manejo de cultivos de campo para estimular poblaciones grandes y diversas de insectos predadores.

Los informes sobre esta investigación han sido publicados recientemente en las revistas 'Biocontrol Science and Technology' (Ciencia y Tecnología de Biocontrol), 'Ecological Applications' (Aplicaciones Ecológicas), y 'Journal of Applied Entomology' (Revista de Entomología Aplicada). Otro informe se publicará en la revista 'Environmental Entomology' (Entomología Ambiental).

Fuente: ars.usda.gov

EL CAMBIO CLIMÁTICO PUEDE CREAR UMBRALES CRÍTICOS PARA POBLACIONES, NO SÓLO PARA ESPECIES.

3 de Diciembre de 2010. 

Con el avance del calentamiento global, se prevé que las áreas de distribución geográfica de diversas especies se desplacen alejándose del ecuador. De hecho, los científicos ya han documentado casos de tales cambios en muchas especies de vegetales y animales. Sin embargo, parece que las áreas de distribución geográfica de otras especies permanecen estables.

El hecho de que las distintas especies respondan de maneras diferentes a un mismo grado de calentamiento, hace más difícil para los ecólogos predecir los futuros efectos biológicos del cambio climático y planificar las medidas apropiadas.

Los ecólogos Daniel Doak de la Universidad de Wyoming y William Morris de la Universidad Duke han presentado ahora los resultados de su estudio de larga duración sobre plantas árticas y alpinas.

Estos resultados explican por qué algunas especies pueden tardar más que otras en cambiar sus áreas de distribución geográfica ante el avance del cambio climático, y por qué podrían darse cambios súbitos al respecto conforme vayan subiendo las temperaturas.

Las especies de plantas estudiadas por Morris y Doak van desde poblaciones en zonas altas de montañas de Colorado y Nuevo México, hasta especies que crecen a lo largo del litoral ártico en el norte de Alaska.

Estas regiones incluyen hábitats que han sufrido un grado sustancial de cambio climático, lo que ha hecho temer que numerosas poblaciones de estos vegetales puedan estar siendo diezmadas.

No obstante, después de estudiar el crecimiento y supervivencia de decenas de miles de plantas individuales durante seis años, los investigadores han encontrado un patrón más complejo de reacciones.

En el extremo sur de sus áreas de distribución geográfica, bastantes vegetales sí acusan claramente los efectos negativos provocados por las temperaturas más calurosas, y su capacidad de supervivencia es notablemente menor.

Pero en la mayoría de los años, estos efectos son compensados por los que experimentan otros vegetales del sur, que crecen más rápidamente, de tal modo que las poblaciones de allí no son, al menos por el momento, menos estables que las del norte.

Sin embargo, los resultados obtenidos en el nuevo estudio no indican que estas plantas, u otras especies, estén a salvo de los efectos nocivos del calentamiento.

Evaluando la reacción de plantas individuales en años muy calientes o muy fríos, Morris y Doak han encontrado que el mecanismo compensatorio que funciona en años moderadamente fríos o moderadamente cálidos (una baja supervivencia es compensada por un crecimiento más rápido) no se sostendrá con un calentamiento más acentuado.

Este temor se fundamenta en el hecho de que, en los años más cálidos, tanto la capacidad de supervivencia de los vegetales como su velocidad de crecimiento sufrieron un bajón en todos los lugares inspeccionados.

En otras palabras, y dado que las reacciones de las poblaciones naturales al cambio gradual del clima no tienen necesariamente por qué ser graduales, es probable que durante algún tiempo no se aprecien efectos considerables del calentamiento sobre diversos organismos. Pero tan pronto se traspase un determinado umbral climático crítico, y cada especie tiene el suyo propio, cesará el equilibrio entre los citados efectos contrapuestos del calentamiento, con la consecuencia de un abrupto declive en las poblaciones.

Fuente: scitech-news.com, amazing.com 

ADAPTACIÓN A LA TIERRA DE LAS PRIMERAS PLANTAS QUE ABANDONARON EL AGUA.

25 de Octubre de 2010. 

La diversidad de la vida que se puede observar en entornos que van desde la selva tropical del Amazonas hasta el florecimiento primaveral en el Desierto de Mojave, es impresionante. Pero esta diversidad no sería posible si los ancestros de las plantas modernas se hubieran quedado en el agua con sus primas las algas verdes.

Trasladarse hacia tierra firme requirió de importantes cambios en el modo de vida de esos ancestros. Esos cambios les capacitaron para adaptarse al nuevo entorno "hostil", y a su vez contribuyeron a cambiar el clima global y las condiciones atmosféricas, conformando el mundo en el que surgió el Ser Humano.

Al absorber carbono durante la elaboración de nutrientes, y al liberar oxígeno, las primeras plantas moldearon los ecosistemas, produciendo un entorno más hospitalario, y creando las condiciones necesarias para que los animales pudieran también adaptarse a vivir en tierra firme.

Una nueva investigación realizada por Linda Graham y sus colaboradores en la Universidad de Wisconsin, en Madison, se centra en esta transición y en los cambios adaptativos en la utilización de compuestos basados en el carbono, como los azúcares.

Todas las plantas descendieron de un grupo de algas verdes ancestrales, cuyos representantes modernos proliferan en entornos acuosos. Las plantas terrestres modernas más simples (varios grupos de briófitas) son los parientes vivos más cercanos de las primeras plantas que colonizaron la tierra. Al comparar las algas verdes y las briófitas, Graham y sus colegas obtuvieron datos reveladores sobre las dificultades evolutivas que las plantas tuvieron que afrontar en su transición hacia la vida en la tierra, y cómo el éxito de las primeras plantas influyó en el ciclo del carbono.

El equipo de investigación cuantificó y comparó las respuestas de crecimiento ante azúcares suministrados externamente en dos algas verdes, la Cylindrocystis brebissoni y Mougeotia sp., y en una especie de esfagno, la Sphagnum compactum. Los autores del estudio descubrieron que el consumo de azúcar (y por ende de carbono) en el esfagno no estaba restringido a los productos de la fotosíntesis. Por el contrario, la adición de azúcares al medio de crecimiento incrementaba su biomasa en casi 40 veces. Anteriormente, no se creía que esta habilidad para utilizar también los azúcares provenientes del entorno, y no sólo los de la fotosíntesis, desempeñase un papel importante en el crecimiento de los esfagnos. Las dos algas verdes también respondieron ante los azúcares externos, aunque menos que el esfagno.

El hallazgo va a cambiar mucho el modo de entender el ciclo global del carbono, debido a que en los trabajos previos en los que se examinó la respuesta de los esfagnos ante la disponibilidad de carbono, se asumió que el dióxido de carbono era la única fuente de carbono disponible para los esfagnos y las plantas ancestrales.

Fuente: scitech-news.com, amazings.com

SE HA DEMOSTRADO LA EVOLUCIÓN FLORAL DERIVADA DE LA ACCIÓN DE INSECTOS POLINIZADORES.

 22 de Noviembre de 2010.  

Las flores vistosas tienen el propósito de atraer a animales polinizadores como abejas, mariposas y colibríes, todos los cuales hacen posible una adecuada producción de semillas para dar lugar a una nueva generación de individuos. Ahora, confirmando lo que han asumido durante años los científicos, un nuevo estudio ha probado que esos polinizadores son agentes de la selección natural en las flores, o al menos en las de la planta Penstemon digitalis.

Anteriormente, ya se asumía que los animales polinizadores dirigen la evolución de rasgos de las flores porque esos animales prefieren flores con ciertas características. En la especie Penstemon digitalis, el equipo de Andre Kessler y Amy Parachnowitsch, de la Universidad de Cornell, ha constatado que esos polinizadores son agentes de la selección de la morfología de las flores.

Los resultados del nuevo estudio son de gran importancia para la ciencia, ya que para saber la causa exacta de un cambio evolutivo hay que conocer bien a los agentes de la selección natural.

Con el fin de comprobar sus teorías, los investigadores permitieron que abejas y otros insectos polinizaran las flores de 150 plantas Penstemon digitalis en un campo. Además, los propios investigadores polinizaron a mano cada flor de otras 150 plantas en el mismo campo. Como estas últimas plantas no dependían de los polinizadores naturales, sirvieron como población no sujeta a esa evolución potencial inducida por los polinizadores naturales, con la cual comparar a la población sí sujeta a estos.

Los investigadores pudieron entonces evaluar si los polinizadores estaban ejerciendo selección natural sobre siete rasgos de las flores, comparando estos con los de las plantas polinizadas por los investigadores. Si los polinizadores naturales estaban dirigiendo la selección natural de rasgos florales, entonces se percibiría una selección más fuerte en las plantas polinizadas de forma natural.

Y ciertamente encontraron que las plantas polinizadas de forma natural mostraban una selección estadísticamente más acentuada en dos rasgos: plantas con flores más grandes y en mayor cantidad. Los resultados del experimento demuestran que los animales polinizadores fueron los agentes de la selección de estos dos rasgos.

Fuente: Scitech-news.com, amazings.com

INGENIERÍA GENÉTICA PARA AUMENTAR LA CAPACIDAD VEGETAL DE INMOVILIZAR EN SUELOS CO2 ATMOSFÉRICO.

1 de Diciembre de 2010. 

La Miscanthus, una clase de hierba útil como materia prima para la elaboración de biocombustibles, podría desempeñar una función doble en la lucha contra el cambio climático, gracias a su eficaz capacidad para hacer que el carbono se quede retenido en los suelos durante miles de años.

¿Deberían los científicos modificar genéticamente los cultivos usados para la elaboración de biocombustibles, con el fin de potenciar su capacidad de capturar CO2 presente en la atmósfera? ¿Esta estrategia podría aplicarse a la escala necesaria para mitigar el cambio climático?

Estas preguntas y sus posibles respuestas forman parte de un nuevo análisis realizado por Christer Jansson, científico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, e investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, ambos centros en Estados Unidos.

El análisis explora maneras en que los mencionados cultivos podrían ayudar a combatir la preocupante acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera.

En el meollo del análisis, está la idea de que los cultivos para biocombustibles pueden combatir el cambio climático de dos modos.

El más evidente es que la biomasa de celulosa del vegetal es convertida en un combustible que al ser consumido sólo libera el CO2 que el vegetal absorbió al crecer, por lo que el balance final entre CO2 absorbido y CO2 liberado es neutro.

El otro modo, no tan obvio, es que cuando ciertos cultivos destinados a elaborar biocombustibles toman de la atmósfera el dióxido de carbono durante la fotosíntesis, envían una cantidad significativa del carbono al subsuelo mediante las raíces. El carbono proveniente de la biomasa de las plantas también puede ser incorporado a suelos como una especie de carbón vegetal llamado biocarbón. Mediante cualquiera de estas vías, el carbono capturado podría ser mantenido fuera de la atmósfera durante milenios.

Hay una necesidad urgente de actuar contra las nueve gigatoneladas de carbono que las actividades humanas emiten a la atmósfera cada año. (Una gigatonelada son mil millones de toneladas). Procesos naturales como la fotosíntesis vegetal anualmente extraen de la atmósfera cerca de tres gigatoneladas de carbono.

Jansson cree viable duplicar esa tasa de captura en las próximas décadas. Si todo sale bien, para el año 2050, los vegetales podrían retirar de la atmósfera entre cinco y seis gigatoneladas de carbono, y las hierbas y los árboles usados como materia prima para la elaboración de biocombustibles serían responsables de una parte importante de esa captura de CO2.

Para incrementar la capacidad de los vegetales para retener el carbono, los científicos necesitan continuar desarrollando cultivos destinados a la producción de biocombustibles. Tales cultivos deben ser diseñados de tal modo que utilicen con eficiencia la energía de la luz para convertir el dióxido de carbono en biomasa. Pero también conviene que tengan una alta capacidad para enviar a sus raíces el carbono que capturan, sepultándolo de este modo en el subsuelo. Aunque la profundidad no sea mucha, puede bastar para retener durante miles de años al carbono capturado.

Fuente: scitech-news.com, amazings.com