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MADRID, 24 (EUROPA PRESS)
La "agricultura de precisión", en la que los agricultores responden en tiempo real a los cambios en el crecimiento de los cultivos utilizando la nanotecnología y la inteligencia artificial (IA), podría ofrecer una solución práctica a los retos que amenazan la seguridad alimentaria mundial, según revela un nuevo estudio publicado en la revista 'Nature Plants'.
El cambio climático, el aumento de la población, la demanda de tierras para la producción de biocombustibles y la disminución de la calidad del suelo hacen que sea cada vez más difícil alimentar a la población mundial.
La Organización de las Naciones Unidas (ONU) calcula que 840 millones de personas padecerán hambre de aquí a 2030, pero los investigadores han elaborado una hoja de ruta que combina la agricultura inteligente y la nanotecnología con la IA y las capacidades de aprendizaje automático, lo que podría ayudar a reducir esta cifra.
Un equipo internacional de investigadores, dirigido por la Universidad de Birmingham, en Reino Unido, publica sus conclusiones y establece una serie de pasos necesarios para utilizar la IA con el fin de aprovechar el poder de los nanomateriales de forma segura, sostenible y responsable.
En primer lugar, comprender el destino a largo plazo de los nanomateriales en los entornos agrícolas: cómo pueden interactuar los nanomateriales con las raíces, las hojas y el suelo; evaluar el impacto a largo plazo del ciclo de vida de los nanomateriales en el ecosistema agrícola, por ejemplo, cómo afectará la aplicación repetida de nanomateriales a los suelos, y adoptar un enfoque sistémico de la agricultura con nanopartículas: utilizar los datos existentes sobre la calidad del suelo, el rendimiento de los cultivos y la eficiencia en el uso de nutrientes (NUE) para predecir cómo se comportarán los nanomateriales en el medio ambiente.
El último paso sería utilizar la IA y el aprendizaje automático para identificar las propiedades clave que controlarán el comportamiento de los nanomateriales en los entornos agrícolas.
La coautora del estudio, Iseult Lynch, catedrática de Nanociencias Ambientales de la Universidad de Birmingham, comenta que "las estimaciones actuales indican que casi 690 millones de personas pasan hambre, es decir, casi el 9% de la población del planeta. Encontrar soluciones agrícolas sostenibles para este problema exige que adoptemos nuevos enfoques audaces e integremos conocimientos de diversos campos, como la ciencia de los materiales y la informática".
"La agricultura de precisión, que utiliza la nanotecnología y la inteligencia artificial, ofrece interesantes oportunidades para la producción sostenible de alimentos --prosigue--. Podemos vincular los modelos existentes para el ciclo de los nutrientes y la productividad de los cultivos con enfoques nanoinformáticos para ayudar a que tanto los cultivos como el suelo funcionen mejor, de forma segura, sostenible y responsable".
El principal motor de la innovación en agrotecnia es la necesidad de alimentar a la creciente población mundial con una superficie agrícola cada vez menor, conservando al mismo tiempo la salud del suelo y protegiendo la calidad del medio ambiente.
La intensificación de la agricultura ha dado lugar a una NUE mundial extremadamente pobre, lo que supone una grave amenaza para la calidad del medio ambiente, ya que se pierden grandes cantidades de nutrientes en el agua y el aire, lo que calienta el planeta, ya que casi el 11% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero proceden de la agricultura.
Especialmente preocupante es la emisión del "gas de la risa" óxido nitroso como resultado de la excesiva fertilización nitrogenada de la tierra, que es 300 veces más potente que el dióxido de carbono a la hora de inducir el calentamiento global. Alrededor del 70% de las emisiones de óxido nitroso de origen antropogénico en el aire provienen del sector agrícola.
Los nanofertilizantes ofrecen la posibilidad de mejorar la fertilidad de los cultivos, aumentar la tasa de renovación de los cultivos y reducir las emisiones de óxido nitroso, lo que puede contribuir a alcanzar el objetivo de cero emisiones de gases de efecto invernadero para 2050 previsto en la Ley de Cambio Climático del Reino Unido.
El coautor, el doctor Peng Zhang, investigador Marie Skodowska-Curie de la Universidad de Birmingham, señala que "los enfoques computacionales, incluidos la IA y el aprendizaje automático, desempeñarán un papel fundamental para impulsar el progreso de la agricultura basada en la nanotecnología. Estos enfoques ya están empezando a ser aceptados por la normativa para la evaluación de la seguridad de los nanomateriales, lo que permite el desarrollo de nanomateriales de diseño seguro para productos de consumo y medicina", celebra.
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