Ensayo Arroz

ARROZALES METANOGENICOS IMPLICADOS EN EL CALENTAMIENTO GLOBAL

MARIA MAYERLI CANO BALLESTEROS

EnsayoLa gigantesca produccin mundial de arroz es una bendicin para la humanidad, pero tambin un peligro para el clima planetario. La razn, es all el lugar en que se produce arroz por inundacin, donde grandes cantidades de metano (CH4) son liberadas a la atmsfera anualmente. 2010

UNIVERSIDAD DE SANTANDER EN CONVENIO UNIVERSIDAD DE LAVAL DIPLOMADO INTERNACIONAL DE MICROBIOLOGIA DE SUELOS Bucaramanga

Arrozales metanognicos implicados En el calentamiento global

ENSAYO ARROZALES METANOGENICOS IMPLICADOS EN EL CALENTAMIENTO GLOBAL Las innovaciones que han generado los avances cientficos y tecnolgicos han facilitado la vida del hombre, incrementando en gran medida su desarrollo y crecimiento. Este hecho actualmente inquieta a la comunidad mundial, si se tiene en cuenta que este aumento de la poblacin, se prev que pasar de 6.500 millones de personas en 2010 a ms de 8.000 millones en 2020 y en los pases menos adelantados pasar de 3700 a 6700 millones en el mismo periodo. Es preocupante este pronstico de crecimiento, ya que se supone que entre mas personas existan, mas recursos naturales se necesitan para su supervivencia y mantenimiento, y por tanto los requerimientos en cuanto a alimentacin fomentan aun ms la agricultura intensiva, la cual ha estado afectando y degenerando a la vez el medio ambiente, contribuyendo enormemente al calentamiento global, el cual ha provocado cambios en el ambiente, que se evidencian en las alteraciones en el clima con eventos como las grandes sequias y el crecimiento de las temperaturas atmosfricas (con aumento de 1F en el ltimo siglo), que estn influenciadas por el efecto invernadero. Este fenmeno natural se da debido a que la luz solar penetra desde el espacio exterior, choca contra la superficie del planeta, se convierte en calor y luego es irradiada de regreso hacia el espacio exterior. Una parte del calor no puede escapar porque es reflejada nuevamente hacia la Tierra por los gases que producen el invernadero. Estos gases, vapor de agua, dixido de carbono (CO2) y metano (CH4) permiten que la luz pase pero impiden que el calor salga, simulando as un invernadero, y por ende calentamiento. De estos dos gases, el CO2 causa alrededor del 30% del efecto invernadero y el CH 4 aporta el 20%, siendo su energa veinte veces ms daina que el CO2. De hay la relevancia que tiene este hidrocarburo en la contaminacin actual del ambiente. Es el metano un compuesto orgnico no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias debido a su baja masa molecular. Dentro de sus caractersticas se puede decir que es incoloro e inodoro y en estado lquido, menos denso que el agua (densidad relativa 0.4); pero muy soluble en lquidos orgnicos, como benceno, ter y alcohol. Adems tiene una


temperatura de fusin y ebullicin muy bajas. La concentracin atmosfrica media actual de este alcano esta entre 1,7 a 1,8 ppm (partes por milln del volumen del aire). Esta cifra es alarmante y se agrava al considerar que la produccin biolgica de metano est aumentando continuamente y que en la actualidad lo hace a una velocidad del 1% al ao. Este aumento del llamado biogs, gas natural, gas de los pantanos o el peligroso gris de la minera es provocado en cierto modo por los microorganismos de nuestro planeta quienes producen aproximadamente 1000 millones de toneladas de metano por ao. Estos seres microscpicos son los llamados metangenos, son procariotas que hacen parte del grupo de las arqueas (filum Archaea), ya que son microorganismos unicelulares sin ncleo definido con los lpidos de sus membranas que difieren de los dems grupos, pues no son fosfolpidos normales sino compuestos lipdicos ramificados unidos al glicerol por medio de enlaces de tipo ter, ms fuertes que los de tipo ster habituales; llegando a veces, a presentar algunas especie la unidad de membrana constituida por una monocapa lipdica, y su pared celular no es de peptidoglucano como la de las bacterias, sino de pseudomurena que no se encuentra en ningn otro ser vivo. Morfolgicamente, pueden ser bacilos cortos y largos, cocos de varias ordenaciones celulares, clulas en forma de placas y algunos filamentosos, existiendo tanto Gram positivos como Gram negativos (Madigan et al., 1998). Habitan muchos ambientes extremos y anaerobios, que muestran condiciones semejantes a la tierra primitiva, cuando el oxgeno era escaso. Se clasifican dentro rdenes taxonmicos como los Methanobacteriales, Methanococcales, Methanomicrobiales, Methanosarcinales y Methanopyrales. Estos incluyen gneros importantes como Methanobactrium, Methanosarcina, Methanococcus y Methanoplanus. Aproximadamente se han descrito 60 especies de metangenas, y a pesar de constituir un grupo filogentico coherente, este grupo no es homogneo. Existen grandes diferencias fisiolgicas y morfolgicas entre ellas. Dentro de los factores que afectan su desarrollo esta la temperatura, ya que estos seres comnmente son mesfilos (aunque existen muchas variedades termfilas), y las variaciones o cambios abruptos de temperatura pueden perturbar el metabolismo microbiano. A temperaturas constantes entre 32-36C la tasa de crecimiento es mas alta. Otro factor importante es el pH, ya que su rango optimo esta entre 6.8 y 7.2, por debajo de 6,6 la proporcin de crecimiento baja drsticamente. Entre los ambientes tpicos donde se encuentran estos microorganismos podemos encontrar humedales inundados, turberas, basureros, colonias de termitas, el tracto digestivo de rumiantes y el cultivo de arrozales. En este


ambiente anxico es donde se lleva a cabo el proceso de metanognesis que genera metano como producto final de reacciones que llevan a cabo para obtener energa, donde el H2 es el donador de electrones y el CO2 es el aceptor terminal de los mismos, cuando de cuatro molculas de H2 se transfieren ocho electrones a una molcula de CO2, se origina una molcula de metano (CH4). Esto crea un gradiente de protones a travs de la membrana que el microorganismo puede usar para generar ATP o para dirigir otros procesos celulares que necesitan energa. Entre las distintas especies de metangenos hay variaciones sobre el mecanismo general de produccin. En algunos casos, en lugar del H2 se puede utilizar un compuesto orgnico como donador de electrones (formiato o un alcohol). En otros, en vez del CO2 se emplea como aceptor de electrones un compuesto que contenga grupos metilo (como metanol, metilamina, dimetilamina, trimetilamina, metilmercaptano o dimetil sulfxido). Finalmente, hay ejemplos en que el acetato puede servir tanto de donador como de aceptor de electrones. La molcula de acetato se rompe y su grupo metilo, que acta como donador de electrones, es oxidado a CO2, mientras su grupo carboxilo, que sirve como aceptor de electrones, se reduce a metano. Este mecanismo lo utilizan solo dos gneros de metangenos que tienen especies acetotrficas Methanosarcina y Methanothrix, siendo el principal exponente Methanosarcina barkeri, que es capaz de crecer en varios sustratos. Adems estos microorganismos utilizan como fuente de nitrgeno NH4+ y algunas especies fijan N2 (Methanococcus). Muchos de los substratos que los metangenos usan para originar metano (CO2, H2, formiato, piruvato, monxido de carbono, acetato y alcoholes de cadena corta) se forman en abundancia a partir de compuestos orgnicos de mayor peso molecular por bacterias fermentativas presentes en ambientes anaerobios quienes sintetizan enzimas hidrolticas, para catalizar la degradacin de polmeros complejos. Mediante la conversin de estos productos de fermentacin a un producto gaseoso, los metangenos proporcionan una ruta por la que la materia orgnica abandona los ambientes anaerobios. Los metangenos son seres vivos muy sensibles al oxgeno y su presencia les resulta letal por carecer de citocromos y de catalasa. Como consecuencia, el oxgeno que entra en sus clulas se convierte en perxido de hidrgeno. Los metangenos son nicos, adems, desde el punto de vista bioqumico porque presentan algunos cofactores que solo producen ellos en la naturaleza, y pueden dividirse en dos clases, los que transportan la unidad C1 desde el sustrato inicial, el CO2, hasta el producto final, CH4, y las que en la reaccin redox suministran los electrones necesarios de CO2 a CH4. El cofactor metanofurano interviene el primer paso de la metanognesis. La metanopterina


es muy parecida a la vitamina acido flico y es portadora de C1 en los pasos intermedios de la reduccin del CO2 a CH4. La coenzima M (CoM) interviene en el paso final de la metanognesis, la conversin del grupo metilo en CH4. En general la metanognesis se da un proceso donde el CO2 es activado por la enzima que contiene metanofurano y posteriormente es reducido al nivel de formilo, el cual se transfiere del metanofurano a una enzima que contiene metanopterina y posteriormente es deshidratado y reducido en dos pasos distintos a los niveles de metileno y metilo. Seguidamente este grupo metilo se trasfiere de la metanopterina a una enzima que contiene CoM. El metil-CoM es reducido a metano por el sistema de la metilreductasa, en el cual la F430 y la CoB estn totalmente implicadas. La coenzima F430 elimina el grupo CH3 del CH3-CoM y CoB. Cuando las CoM y CoB libres son regeneradas por reduccin de este complejo con H2. Esta reaccin es la que permite la conservacin de la energa de la metanognesis. Pero el proceso no para hay, ya que este gas adems de ser directamente perjudicial en el ambiente, puede oxidarse formando ms CO2. En presencia de O2 parte del metano se oxida hasta CO2 por microorganismos metanotrofos o metilotrofos, en una serie de reacciones de oxidacin de 2-electrones. Dichas arqueas se encuentran por lo general en el lmite entre medios anaerobios y aerobios y son organismos quimiohetertrofos. Oxidan el CH4 y producen CO2, pero no generan H2 por lo cual no se trata del proceso inverso de la metanognesis. Analizando este proceso, Ralf Conrad y sus colaboradores pudieron detectar que cerca del 20% del metano que producen las arqueas se oxida en el suelo formando dixido de carbono. A consecuencia de ello, no llega el 100%, sino nicamente el 80% del gas de efecto invernadero a la atmsfera, diferencia por dems significativa. Tambin descubrieron que las bacterias responsables de esta reconversin son extremadamente sensibles a la fertilizacin nitrogenada de los arrozales. Mientras que bajo estas condiciones la oxidacin de metano se incrementa, la produccin de metano por parte de las arqueas se reduce; ambos fenmenos conllevan a una menor liberacin de gas metano. Sin embargo, la mayor parte del metano producido escapa ahora transportado directamente en burbujas o a travs del sistema vascular de las plantas a la atmsfera, donde acta directamente como gas perjudicial, tambin por causas de la industria, el metano sale por los escapes en las instalaciones defectuosas de extraccin de gas natural y en los cientos de miles de kilmetros de gasoductos construidos para su transporte. En muchos otros ambientes naturales, incluyendo pozos ciegos y plantas de tratamiento anaerbico de aguas residuales, los metangenos siguen produciendo hoy da grandes cantidades de metano. La generacin natural de biogs constituye una parte importante del ciclo biogeoqumico del carbono


donde el metano producido por arqueas metangenas representa el ltimo eslabn de una cadena microbiana que degrada material orgnico y que devuelve los productos de la descomposicin al medio ambiente. Este proceso se cumple en cultivos de cereales como el caso del arroz sobre extensiones encharcadas, favorece la metanognesis por estos microorganismos en los barros anxicos de las tierras inundadas, lo que genera un peligro para el clima planetario, ya que es all, donde se produce grandes cantidades de metano (CH4) son liberadas a la atmsfera, y cuanto ms tiempo estn inundados los campos, menores sern las concentraciones de oxgeno y de otros agentes oxidantes acelerando la produccin del gas. Los estudios han demostrado que su cultivo y gran demanda internacional contribuye a un porcentaje de entre el 10 y el 25 por ciento de las emisiones globales de metano, principalmente por culpa de la accin de estas arqueas, que bombean toneladas de ese gas cuando descomponen la materia orgnica compuesta de vegetacin y estircol en descomposicin, en los campos de arroz inundados. En la actualidad, se producen aproximadamente 600 millones de toneladas de arroz en 89 pases, en seis de los siete continentes y el 90% de la produccin se encuentra en Asia, donde el aumento necesario en la produccin de arroz para el ao 2020 ser de un 100 por ciento (2,1 por ciento anual).Esta produccin se tiene en cuenta ya que los actuales 2100 millones de consumidores de arroz en los pases en desarrollo alcanzaran los 3700 millones en el ao 2020 (IRRI, 1989) As, el arroz es el alimento bsico para casi la mitad de la poblacin mundial. Este alimento esencial se comenz a explotar con la tcnica de regado que se descubri hace unos siete mil aos, en Oriente Prximo y luego esta prctica se extendi hasta el sureste asitico y el sur de China, creando as humedales artificiales. As la siembra, ha diversificado los tipos de cultivos encontrando actualmente 4 tipos, ente los que encontramos el cultivo del arroz inundado, el cual se cultiva sobre un suelo estancado (sobretodo en frica y Madagascar), en campos rodeados de pequeos diques que pueden retener el agua hasta una profundidad que puede variar entre 0-25 cm (agua poco profunda) y 25-50 cm (profundidad media). Esos arrozales no irrigados, son alimentados por la lluvia o por la corriente de un estanque local de recepcin, y por gravitacin de un arrozal a otro. Este arroz pluvial de bajo fondo se cultiva tambin en aguas profundas (50-100 cm), en las que las variedades modernas semi-enanas son inutilizables. Los factores limitantes mas extremos para la produccin son le riesgo de sequa temporaria e inundacin repentina. El uso de abono es escaso. Adems, la instalacin de la cultura, muchas veces combinando


siembra directa y trasplante, es difcil y los rendimientos bajos. Con 25% de la superficie cosechada y 17% de la produccin mundial de arroz, este tipo de arroz ocupa el segundo rango despus del arroz irrigado. El segundo tipo de cultivo es el de arroz de secano estricto (de montaa o de meseta) en donde la tierra se prepara y se siembra en seco. Las cosechas sufren a menudo de la falta de humedad y de tierras generalmente poco frtiles. Como consecuencia, los rendimientos son a menudo bajos. Este arroz de montaa est presente en Brasil, la India y en el Sudeste Asitico; se cultiva principalmente en la orilla de los ros cuando las aguas se retiran al finalizar la estacin de lluvias. Est presente igualmente en algunos pases africanos y latinoamericanos donde el cultivo en seco representa ms del 50% del total de la superficie dedicada al arroz. El cultivo de arroz de montaa representa aproximadamente el 13% de la superficie cosechada en el mundo y el 4% de la produccin mundial de arroz. El arroz de riego, es el tercer tipo de cultivo, en el que la tierra se prepara cuando est hmeda. En los arrozales se retiene el agua con la ayuda de pequeos diques. En Asia, el arroz trasplantado es predominante. Tambin se practica cada vez ms la siembra directa a raz del costo elevado de la mano de obra. En sistema de trasplante, los granos son pre-germinados y se cultivan en capas hmedas durante un perodo que vara entre 9 y 14 das en Madagascar, y hasta 40-50 das despus de la siembra en Asia. Luego, las pequeas plantas son replantadas. En siembra directa, los granos, casi siempre pre-germinados, se siembran a mano al voleo en Asia, con una sembradora mecnica o por avin sobre el agua, como en los Estados Unidos o Australia. Se utiliza tambin la sembradora mecnica sobre la tierra pisoteada o sobre la tierra seca. Una importante fertilizacin permite aumentar los rendimientos, sobre todo con las variedades modernas semi-enanas o de alto potencial de rendimiento fruto de la Revolucin Verde. Se utilizan abonos minerales y orgnicos as como abonos ecolgicos. Adoptando ciertas tecnologas modernas, los rendimientos pueden alcanzar las 5 toneladas por hectrea durante la estacin lluviosa y ms de 10 toneladas por hectrea en estacin seca. Este cultivo del arroz irrigado representa el 55% de la superficie cosechada en el mundo y el 75% de la produccin mundial de arroz. El cuarto y ltimo tipo de cultivo es de arroz inundado en aguas profundas, donde la profundidad del agua se sita entre 1 y 5 metros. El agua proviene de los ros, lagos y de mareas en las desembocaduras de los deltas. La profundidad puede ser superior a 5 metros, en lugares como Bangladesh, o en los deltas del Mekong, de Chao Phraya y del Nger. El arroz se siembra al voleo en un arado no muy trabajado en los campos rara vez rodeados por


pequeos diques, en las regiones donde el nivel del agua sube rpidamente despus del principio del monzn. Se plantan variedades generalmente tradicionales de tallos altos y pocos retoos. Se alargan y flotan a medida que sube el nivel del agua (llamando tambin "arroz flotante"). Este tipo de cultivo se encuentra en el Sur y Sudeste Asitico (Bangladesh, Tailandia, Camboya, Sumatra), en frica del Oeste y en Amrica del Sur. Los rendimientos son bajos, principalmente debido a los riesgos climatolgicos (sequas e inundaciones) y al bajo potencial de produccin de cultivares tradicionales plantados con pocos insumos. A pesar de ello, estas regiones atienden las necesidades de 100 millones de personas, que viven en su mayora en pequeas explotaciones familiares. Zonas de Bangladesh, India, Tailandia y Vietnam meridional se han transformado en arrozales irrigados como consecuencia de proyectos de represas y de hidrulica fluvial. En todos estos tipos de cultivos utilizados por el hombre para la produccin en extensin de arroz esta tan directamente involucrados en la emisin de CH4 que recientemente un informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climtico reunido en Bangkok concluy que la produccin de este cereal es una de las causas principales del aumento de las emisiones de metano, que son 21 veces ms potentes que el anhdrido carbnico y contribuyen a elevar las temperaturas y a crear una peligrosa capa de ozono cerca del suelo. Las emisiones de metano son particulares del arroz, el cual descarga aproximadamente el 90% del CH4 el suelo lodoso a travs de los tallos y solo el 10% asciende en forma de burbujas de gas. Adems los arrozales tambin emiten anhdrido carblico cuando se queman y xido nitroso por el fertilizante. Si los pases asiticos exploran las posibilidades de reducir los gases invernadero, tienen que fijarse en la produccin de arroz. Aunque las emisiones de anhdrido carbnico siguen siendo la principal amenaza, ya que representan un 70% de los gases que atrapan el calor, los cientficos han manifestado preocupaciones desde hace tiempo sobre los crecientes niveles de metano que ahora representan un 23% del total, segn la Agencia de Proteccin Ambiental de Estados Unidos. Ya que se supone que las emisiones biolgicas de metano a la atmsfera son mayores cuando sobre la superficie terrestre existe ms calor y ms humedad. Entonces aumenta la metanognesis, debido a la mayor actividad bacteriana. Por tanto el metano producido naturalmente en las tierras hmedas al igual que en fuentes creadas por intervencin del ser humano como la extraccin de combustibles fsiles, el suelo anegado de los arrozales, los vertederos de residuos y la ganadera se ha duplicado desde la Revolucin Industrial, segn un estudio del 2006 dirigido por F. Sherwood Rowland, de la Universidad de California en Irvine.


En otras investigaciones realizadas mediante observaciones con satlites y estaciones en tierra sugieren que la quema de biomasa, o sea, la combustin de vegetales y otros materiales orgnicos que libera dixido de carbono y metano, aport cerca de un 20 por ciento del total de metano liberado a la atmsfera en 2007. En este mismo periodo en que se realizaron las mediciones de metano para las zonas hmedas del norte, incluyendo las rticas, las temperaturas fueron anormalmente altas. Este incremento de temperatura coincidi con el gran salto en la cantidad de metano registrado en esa rea. El gas tambin escapa a la atmsfera durante la extraccin y distribucin de combustibles fsiles y durante los incendios. Recientemente, cientficos alemanes, britnicos y holandeses han descubierto que tambin las hojas vivas de los rboles y de las plantas emiten metano. El porcentaje con respecto a las emisiones totales de metano puede ser importante: de un 10% a un 30% de la fuente global, que es de unos 600 millones de toneladas. Son las regiones de bosques tropicales las que ms contribuyen, entre 40 y 160 millones de toneladas (Keppler, 2006). Otros clculos rebajan mucho estas cifras y las estiman entre 10 y 60 millones de toneladas. El debate est an abierto y se complica por el hecho de que algunas plantas parecen emitir hasta 4.000 veces ms que otras (Schiermeier, 2006). Este gas tiene un potentsimo efecto invernadero, as que algunos prevn que este resultado afecte al peso que se da en el Protocolo de Kioto a la reforestacin como mecanismo secuestrador de dixido de carbono. Por otro lado, hay teoras que afirman que las fuentes de emisin de este gas son tan variadas, que su destruccin por los radicales OH (molcula formada por la reaccin del oxgeno con el agua) del aire es mas rpida, de tal manera que la vida media del metano atmosfrico es de tan slo unos 12 aos, mientras que el dixido de carbono tiene efecto por un perodo prolongado sobre los 100 aos. Entonces, la evolucin de la concentracin atmosfrica del metano depende, no slo de las fuentes, sino tambin de la mayor o menor presencia de estos radicales en el aire. Por eso, la concentracin atmosfrica responde rpidamente a la intensidad de las emisiones terrestres. Si stas disminuyen, la concentracin se reduce en muy poco tiempo y viceversa. Los cambios son casi simultneos a escala global ya que la circulacin global del aire hace que las molculas de metano se esparzan rpidamente por toda la troposfera. Aunque en el transcurso del siglo pasado, el aumento del metano atmosfrico ha sido muy considerable, el ritmo de incremento en los ltimos aos ha disminuido.


Las razones son desconocidas. Algunos ligan esta desaceleracin a cambios en la qumica atmosfrica, que aceleraran la destruccin del metano, y otros piensan ms bien en una disminucin de las emisiones. Se ha pensado tambin que el aumento del azufre contenido en los humedales y producido por las lluvias cidas ha podido perjudicar a las bacterias metanognicas que all proliferan, y segn el estudio liderado por Vincent Gauci, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Open University, muestra que otro tipo de bacteria que prospera en el azufre compite con las generadoras de metano. Su cantidad se ve tan fuertemente incrementada por la lluvia cida que logra reducir significativamente el gas generado en los pantanos y afirma que la lluvia cida tiene un impacto tan importante que reduce entre un 30 y un 40% del metano generado en reas pantanosas afectadas por este tipo de polucin. Sin embargo, aclar que no se quiere dar la impresin de que la lluvia cida es una cosa buena, pero los hallazgos sugieren que pequeas cantidades de polucin pueden tambin tener efectos positivos suprimiendo este importante gas invernadero. Otros cientficos afirman que las emisiones de metano en el mundo se han nivelado en los ltimos aos, por el cambio de los mtodos de produccin arrocera por la implementacin de cultivos con una gestin del regado y de nutrientes mejor controlada y utilizacin de arroz modificado que emite menos metano. Un estudio en el 2005 de la Universidad Estatal de Portland en Estados Unidos, acredita los cambios en el sector agrcola chino a la estabilizacin de la emisin de metano en el aire. Ese pas, que produce un tercio del arroz en el mundo, ha visto reducirse los arrozales en aguas profundas en 10 millones de hectreas (24 millones de acres) en la ltima dcada a medida que los agricultores abandonaban tierras marginales, abrazaban otros cultivos, que se volvieron una fuerte competencia como es el caso de la acuicultura, hall el estudio. La publicacin tambin concluy que el fertilizante con base al nitrgeno ha reemplazado al abono animal y que muchos agricultores chinos usan menos agua en sus campos. Pero aunque se han nivelado en los ltimos aos, se anticipa que las emisiones de metano aumentarn un 16% para el 2020 respecto de los niveles del 2005, segn la Agencia de Proteccin Ambiental, y que los crecientes arrozales seguirn siendo una fuente importante de gases de efecto invernadero en muchas naciones asiticas y pases en desarrollo, ya que se prev que la superficie utilizada para cultivar arroz acutico aumente aproximadamente el 10 por ciento para el ao 2030, conllevando a un aumento en el consumo de recursos destinados a la produccin de este cereal, sobre todo el agua.


Sin lugar a dudas, se entiende que el cultivo del arroz parece ser la fuente artificial ms importante de las emisiones mundiales de metano, consecuencia de un conjunto de factores que afectan principalmente las bacterias que generan y absorben metano. Estas interacciones son muy sensibles a las condiciones fsicas, qumicas y biolgicas del medio ambiente de los arrozales y, por lo tanto, pueden ser manipuladas mediante prcticas de ordenacin. Por ejemplo, las emisiones de metano a la atmsfera son mayores en el cultivo en aguas profundas que en el de niveles bajos. Teniendo en cuenta lo anterior se deberan implementar otras alternativas para disminuir el consumo del recurso hdrico y a la vez contribuir a mitigar el cambio climtico, convirtiendo las cscaras del arroz en combustible biolgico, que puede sustituir a los combustibles fsiles que comnmente son utilizados como en Uruguay donde desde el ao pasado comenz a funcionar Galofer, una iniciativa de varias arroceras que consiste en generar energa elctrica a partir de la quema de la cscara de arroz, evitando su disposicin final a cielo abierto. Adems, con el cambio en gestin del regado e inundacin, la mejor aplicacin de nutrientes y en explotaciones que no son de riego, la conservacin del agua lluvia para estabilizar el rendimiento y aumentar la productividad mediante un embalse de un 7 por ciento de la zona agrcola resultara til en la zonas bajas de secano propensas a la sequia. Aunque parte de estas iniciativas ya las ha estado adoptado algunas regiones, son pocos los pases que han seguido su ejemplo de drenar peridicamente sus arrozales o de acudir a lugares elevados que necesitan menos agua. Pero los cientficos dicen que dichas medidas imponen el mismo desafo a las naciones pobres que las propuestas de introducir mtodos de cultivo menos perjudiciales para el ambiente o de limitar el metano del abono animal; los agricultores suelen carecer de dinero y tecnologa para reemplazar las tcnicas que han usado durante generaciones. Es paradjico ya que los mismos productores afrontarn problemas causados por este fenmeno, debido a las previsiones sobre el aumento de la temperatura y del nivel del mar, as como sobre los cambios en las pautas pluviales, que repercutirn negativamente en el arroz, en especial en las zonas tropicales. Lo que ellos esperan es que las variedades actuales de arroz, tolerantes a las altas temperaturas, a la salinidad y a otros extremos del medio ambiente, los ayuden a afrontar estos cambios. Lo que no tienen en cuenta es que gracias a esta agricultura extensiva y en especial el cultivo de arroz (que esta justificado en virtud de las actuales necesidades socioeconmicas), es en parte el que esta causando tantos problemas, ya que es el hbitat natural de estas metangenas que hacen arte del ciclo biogeoqumico del carbono, que lo nico que hacen es vivir en condiciones anaerobias degradando la materia orgnica para la obtencin de


energa, y que sin saberlo todos los aos emiten millones de toneladas del producto de su metabolismo CH4 que se dispersa a la atmosfera siendo un contaminante eficaz en el aumento del efecto invernadero. Por todo ello y analizando los efectos nocivos de estos seres, la comunidad cientfica se ha dado a la tarea de investigar a fondo esta problemtica revelando nuevos avances cientficos y tecnolgicos sobre la impresionante informacin gentica contenida en estos microorganismos, lo que representa una oportunidad para abordar una ecologa molecular, desarrollar estudios metagenmicos y emplear microorganismos para combatir el calentamiento global mediado por gases contaminantes. Los auttrofos pueden reducir el nivel de CO2 atmosfrico usando este gas como fuente de carbono y, de modo anlogo, los metanotrofos aerobios pueden consumir metano a medida que difunde de las zonas metanognicas de suelos y sedimentos, actuando como biofiltros de estas emisiones. Estas son dianas naturales que hay que explotar en estrategias orientadas a combatir el cambio climtico global. La reforma de ese sector, junto con cambios en las prcticas agrcolas podran reducir las emisiones de metano del 15% al 56%. Aportando a esta lnea de la biologa molecular Ralf Conrad, del Instituto Max Planck para la Microbiologa Terrestre, en Alemania, y sus colegas, han identificado a un grupo de arqueas denominadas Grupo del Arroz I, como las productoras predominantes del metano de los arrozales en el mbito mundial, y han sido los primeros en trazar el mapa del genoma de las especies del Grupo del Arroz I. Este esfuerzo de secuenciar sus genes puede que un da ayude a los cientficos a encontrar una manera de reducir, por medio de la ingeniera gentica, las emisiones del metano producido por las actividades agrcolas. Como se puede observar existen alternativas a nivel tecnolgico que a largo plazo podran ayudar a minimizar en gran medida la produccin de metano en los arrozales, los cuales han tomado gran relevancia e inters a nivel cientfico debido a que hasta ahora no se haba estudiando realmente la ecologa y fisiologa de todos los componentes que integran este cultivo, entre los que se encuentran semillas, planta, factores ambientales, y en especial es suelo, lugar donde se hayan establecidas las bacterias causantes de los eventos perjudiciales del ambiente. Los datos que aporten estos estudios sern importantes porque sern herramientas que pueden mejorar sustancialmente el fenmeno de produccin de metano que sigue aumentando anualmente. Pero mientras los cientficos aportan los resultados de estas investigaciones, lo que a corto plazo se puede aplicar son las nuevas tcticas de regado y secano


en los pases productores, como es la nueva tcnica de cultivo del arroz que permite ahorrar hasta 25% de agua en comparacin con el cultivo tradicional existente en la actualidad. Este mtodo se caracteriza porque la plantacin de granos apenas germinados en campos lodosos en vez de esperar a que la planta tenga entre 25 y 30 das para trasplantarla a los campos inundados; se drenan peridicamente los arrozales, sin consecuencias negativas sobre el rendimiento (habitualmente los campos se mantienen inundados) y la utilizacin de medios mecnicos para desherbar en vez de inundar los arrozales. De aqu a unos treinta aos, la mitad de la poblacin mundial depender del arroz como fuente principal de alimentacin. Por ello, este avance tcnico es de gran importancia para la produccin futura de arroz porque adems de que incrementa la produccin, disminuye las emisiones de metano.


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