Mejorar la fotosíntesis se considera una forma prometedora de aumentar el rendimiento de los cultivos y así poder hacer frente a la cada vez mayor necesidad de alimentos de una población mundial creciente. Sin embargo, para lograr este objetivo se necesitan costosas técnicas no destructivas que permitan cuantificar la variación fotosintética entre plantaciones. Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Illinois ha encontrado un nuevo enfoque para estimar la capacidad fotosintética y así obtener información valiosa que podrían mejorar de forma crítica el rendimiento y producción de los cultivos.
“La fotosíntesis es el punto de entrada para que dióxido de carbono se transforme en todas aquellas cosas que hacen que las plantas crezcan, pero medir la fotosíntesis de su copas es realmente difícil”, explica Carl Bernacchi, investigador de fisiología de las plantas del Carl R. Woese Institute for Genomic Biology. “La mayoría de los métodos llevan mucho tiempo y solo miden una sola hoja cuando es la función de las hojas de todas las plantas lo que realmente importa en agricultura”.
El equipo de investigación ha utilizado dos instrumentos espectrales de forma simultánea: una cámara hiperespectral para escanear los cultivos y un espectrómetro para registrar información detallada sobre la luz solar. Este espectrómetro mide de forma rápida una señal llamada “Fluorescencia Inducida por la Energía” (SIF, por sus siglas en inglés), emitida por las plantas cuando se “excitan de energía” durante la fotosíntesis.
Con esta señal SIF, se obtiene una información crítica sobre la fotosíntesis que en última instancia podría conducir a la mejora de los rendimientos de los cultivos. El equipo descubrió que una parte clave de la señal SIF se correlaciona con la capacidad fotosintética. Este “rendimiento de SIF” representa sólo una fracción de energía emitida como señal por las plantas con respecto a la energía total capturada, pero es una información realmente valiosa.
“Gracias al método que hemos desarrollado podemos hacer estimaciones más precisas y hacer que sea más accesible la comprensión de la fotosíntesis”, dijo Peng Fu, investigador postdoctoral encargado de dirigir este trabajo en Illinois.
Los investigadores eligieron bandas específicas de luz que se sabe que están vinculadas al SIF, y que ya se entienden bien fisiológicamente, para entender mejor qué datos hiperespectrales se necesitan realmente para hacer estas estimaciones. En el pasado, se necesitaban costosas cámaras hiperespectrales que capturaban miles de bandas de luz. Sin embargo, este estudio sugiere que se podrían usar cámaras mucho más baratas en su lugar, ahora que bandas de luz se necesitan.
“Estas herramientas podrían acelerar el progreso en este ámbito en órdenes de magnitud. Esta tecnología puede suponer un cambio de paradigma para los investigadores que están refinando la fotosíntesis como un medio para mejorar el rendimiento de los cultivos y asegurar el alimento de la humanidad en este siglo”, concluye Katherine Meacham-Hensold, también investigadora postdoctoral en Illinois
