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1 Cultivated area (millions ha) PERSPECTIVAS DE LA AGRICULTURA SUDAMERICANA PARA LOS PRÓXIMOS 20 AÑOS Ribas A. Vidal 1 1 Agrónomo, Ph.D., Profesor em la Universidad Federal de Rio Grande do Sul, Puerto Alegre, RS, Brasil. CNPq Fellow. Ribas.vidal@gmail.com Trabajo presentado en el 20 Congreso Aapresid (2012) Resumen Los cultivos transgénicos, CT, (también llamados cultivos biotecnológicos) han aumentado en importancia a nivel mundial. Los objetivos de esta revisión son sintetizar la historia de adopción de los CT en el mundo y en Brasil, así como analizar los beneficios y riesgos potenciales detrás de la tecnología. Los principales rasgos que se comercializan con los CT en el mundo son la resistencia a los herbicidas o a los insectos. En todo el mundo, durante los primeros 15 años de la introducción de esta tecnología, la tasa de adopción fue del 7 % por año, y alcanzó más de 130 millones de hectáreas cultivadas en el Los productores obtuvieron muchos de los beneficios potenciales de los CT. Sin embargo, solo se ha percibido una pequeña parte de los problemas potenciales. Se discuten los riesgos y beneficios potenciales para las próximas generaciones de CT. Palabras clave: Adopción tecnológica, beneficios biotecnológicos, riesgos biotecnológicos. Introducción Los cultivos transgénicos, CT, (también llamados cultivos biotecnológicos) han aumentado en importancia a nivel mundial. Los objetivos de esta revisión son sintetizar la historia de adopción de los CT en el mundo y en Brasil, así como analizar los beneficios y riesgos potenciales detrás de la tecnología. Se estimó que la superficie cultivada con CT alcanzó los 134 millones de has en todo el mundo, en 2009 (James, 2011 y Figura 1). Los países con más superficie de CT en 2009 fueron EE.UU., Brasil, Argentina, India y Canadá con áreas de 64; 21.4; 21.3; 8.4; y 8.2 millones de has, respectivamente. Otros 20 países, en conjunto, cultivaron casi 20 millones de has (James, 2011). La tasa de adopción de CT es de alrededor del 7 % por año a nivel mundial (James, 2011). Los países desarrollados fueron los primeros en adoptar los CT y han alcanzado casi 20 millones de has sembradas en Los países en vías de desarrollo, solo alcanzaron 20 millones de has sembradas con CT en 2003 (Figura 1). En 2009, se estimó que la superficie con CT en los países desarrollados fue de 73 millones de has, mientras que en los países en vías de desarrollo, la superficie con CT fue de 61 millones de has, lo cual representa el 45 % del total mundial (James, 2011) Total Devel. Underdv Year Figura 1 Superficie sembrada con cultivos transgénicos a nivel mundial (Total), en países desarrollados (Devel.) y en países en vías de desarrollo (Underdv.). Adaptado de James, 2011.

2 Area (million ha) Las especies vegetales más importantes en términos de CT son soja (Glycine max L. Merril), maíz (Zea mays L.) y algodón (Gossypium hirsutum L.) (Figura 2). No obstante, también se siembran CT de otras especies, como los siguientes: alfalfa (Medicago sativa L.), canola (Brassica spp), papaya (Carica papaya L.), calabaza (Cucurbita spp.), remolacha (Beta vulgaris L.) y pimiento (Capsicum spp.) (James, 2011). En 2009, la superficie con soja transgénica alcanzó los 69 millones de has; con maíz transgénico, 41 millones de has; y con algodón transgénico, 16 millones de has (Figura 2 y Tabla 1). En 2009, la superficie con soja transgénica representó el 77 % del total mundial, y tuvo una tasa de adopción de 5.3 millones de has por año (Tabla 1). En contraste, la superficie con maíz transgénico fue de solo el 26 %, y tuvo una tasa de adopción de 2.9 millones de has por año. Por último, la superficie con algodón transgénico fue del 49% del total mundial, y tuvo una tasa de adopción de 1.0 millón de has por año (Tabla 1) Soy Maize Cotton Figura 2 Superficie sembrada con los principales cultivos transgénicos: soja (Soy), maíz (Maize) y algodón (Cotton) en el período comprendido entre Adaptado de James, Year Tabla 1 Superficie mundial sembrada con soja, maíz y algodón transgénico, convencional y total; y tasa de adopción de los cultivos transgénicos correspondiente al período comprendido entre 1996 y Adaptado de James, Cultivo Transgénico Convencional Total Tasa adopción Millones has (millones has por año) Soja 69 (77*) Maíz 41 (26) Algodón 16 (49) * La cantidad entre paréntesis representa el porcentaje en relación al total. Las estadísticas globales relacionadas con los rasgos transgénicos correspondientes al 2009 indican que la resistencia a los herbicidas fue la característica principal adoptada por los productores con casi 87 millones de has sembradas, principalmente soja. En 22 millones de has se sembraron CT resistentes a los insectos, principalmente, maíz y algodón. Mientras que en 28 millones de has se sembraron CT resistentes tanto a los herbicidas como a los insectos, principalmente maíz y algodón (James, 2011). Cultivos transgénico adoptados en Brasil A pesar del hecho de que la autorización legal para la siembra de soja resistente a los herbicidas en Brasil solo tuvo lugar en 2004, los productores importaron semillas de soja transgénica resistente a los herbicidas y comenzaron a sembrar antes de La región en la cual se sembró por primera vez fue la parte sur de Brasil, cerca de la frontera con Argentina y Uruguay (Castro, 2008). De modo similar, en los estados ubicados en el sur de Brasil, el cultivo de maíz resistente a los insectos comenzó en Sin embargo, el algodón resistente a los insectos se comenzó a sembrar en los estados del centro del país después de 2004 (Castro, 2008). En Brasil, la característica de cultivo con mayor adopción biotecnológica es la soja resistente al glifosato, con casi el 75 % de adopción en El estado de Rio Grande do Sul lidera la adopción de este cultivo ya que

3 casi todos los productores lo utilizan. En contraste, los productores ubicados en la región central del país tienen inquietudes respecto de la disminución del rendimiento con las variedades resistentes al glifosato y han reducido la tasa de adopción de la tecnología. Por ejemplo, en los estados de Mato Grosso y Goias, la productividad es la mayor del país, la adopción de la soja resistente al glifosato fue solo del 40 % y 60 % en 2009 (EMBRAPA, 2011). Beneficios de los cultivos resistentes a los herbicidas Antes de la adopción de los CT en Brasil, se realizó una evaluación exhaustiva de los posibles beneficios de esta tecnología (Vidal, 1997) (Tabla 2). Basado en los beneficios previstos, la reducción de costos y la simplificación del control de malezas fueron las fuerzas motoras que impulsaron a los productores a adoptar la soja resistente al glifosato. Durante los primeros años después de la adopción de la tecnología, cuando se utilizaban semillas importadas de Argentina, los productores podían guardar sus semillas sin tener que pagar regalías por la tecnología todos los años. Este hecho, sumado al precio reducido del glifosato (muchas compañías que lo vendían) causó una gran reducción de los costos de producción que hicieron que muchos productores adoptaran la tecnología. Además, la simplificación del control de malezas fue muy evidente, ya que un herbicida podía resolver la mayoría de los problemas de malezas existentes en los campos (Vidal, 1997). Tabla 2 Beneficios potenciales de cultivos resistentes a herbicidas (Vidal, 1997) Los beneficios más importantes que obtuvieron los productores se encuentran en negrita. Categoría Beneficio Costos Reducción de los costos de producción. Prácticas agronómicas Simplificación del control de malezas. Control de malezas botánicamente relacionadas con el cultivo. Más opciones de herbicidas disponibles para el cultivo. Control de malezas resistentes a otros herbicidas. Es posible utilizar herbicidas no selectivos selectivamente. Reducción del uso de herbicida con actividad en el suelo. Medioambiente Mayor uso de técnicas de conservación del suelo. Menor contaminación del agua con pesticidas y fertilizantes. Los demás beneficios mencionados en la Tabla 1 también llamaron la atención de los profesionales que trabajan en agricultura, principalmente los agrónomos y asesores agrícolas. Por ejemplo, en la soja, muchas malezas de la familia Phabaceae, entre otras dicotiledóneas, resultaron difíciles de controlar con los herbicidas registrados para la soja en ese momento, y algunas fueron resistentes a los herbicidas inhibidores de la enzima ALS. Por lo tanto, cuando la tecnología de resistencia al glifosato apareció en el mercado, representó una buena alternativa para controlar las malezas problema. Debido a que el glifosato es un compuesto que controla la mayoría de las plantas, no podía utilizarse selectivamente en el cultivo de soja antes de la tecnología de CT. No obstante, con la soja transgénica, se alcanzó la resistencia al glifosato, lo cual aumentó las opciones de herbicidas disponibles para el cultivo. Otra posibilidad muy buena con la soja resistente al glifosato fue aumentar el uso de herbicidas postemergencia y disminuir los herbicidas residuales. El hecho ha tenido dos consecuencias. En primer lugar, redujo el daño a los cultivos sembrados en rotación con la soja, debido a la reducción del uso de compuestos residuales. En segundo lugar, permitió aumentar la superficie cultivada bajo sistemas de SD. La conservación del suelo es muy importante en la agricultura tropical debido al alto nivel de erosión del suelo que se produce durante las lluvias fuertes, lo cual es típico durante la época de siembra. De hecho, en la actualidad, en Brasil existen aproximadamente 25 millones de has sembradas bajo el sistema de SD, lo cual ha evitado la contaminación del agua con sedimentos del suelo, pesticidas y fertilizantes. Problemas y riesgos de los cultivos resistentes a los herbicidas Muchos de los riesgos previstos (Tabla 3) asociados con la aparición de malezas resistentes a los herbicidas no se han previsto y han ocurrido en los campos de Brasil. Lo primero en convertirse un problema para los productores fue el aumento del costo de las semillas debido a una tarifa tecnológica. En parte, este costo adicional se compensaba con el bajo costo del herbicida a base de glifosato.

4 Debido a que el uso de la tecnología era tan simple, los productores dependieron de ella por varios años consecutivos. Como consecuencia, se seleccionó la resistencia de las malezas a los herbicidas y, en la actualidad, existen cinco especies de malezas con este problema en Brasil: Lolium multiflorum L.; Conyza bonariensis (L.) Cronquist; Conyza canadensis (L.) Cronquist; Euphorbia heterophylla L.; y Digitaria insularis (L.) Fedde (Roso & Vidal, 2010). Se sospecha que otras especies de malezas tienen biotipos resistentes al glifosato, por ejemplo, las siguientes: Eleusine indica (L.) Gaert; Digitaria ciliaris (Retz.) Koel.; Ipomoea triloba L. Tabla 3 - Problemas y riesgos potenciales de los cultivos resistentes a los herbicidas para los productores (Vidal, 1997). Los problemas más importantes que observaron los productores se encuentran en negrita. Categoría Problemas Costos Mayor costo de las semillas. Control de malezas Dependencia de un solo herbicida. Mayor presión de selección en la población de malezas. Mayor cantidad de malezas resistentes a los herbicidas. Problemas con plantas voluntarias (guachas). Producción de cultivos Mayor competencia con malezas. Daño al cultivo debido a la deriva de herbicidas. Menor rendimiento debido de la falta de control de malezas o a la deriva. Medioambiente Dinero Flujo de genes del cultivo a especies de malezas relacionadas. Menos ganancias debido a los bajos rendimientos. Más pagos de regalías debido a la tarifa de la tecnología transgénica. Las semillas de soja que se pierden durante la cosecha pueden germinar con las primeras lluvias que caen y es posible que requieran de herbicidas alternativos para controlarlas. Aún en regiones donde no existe rotación de cultivos, es necesario controlar las plantas de soja voluntarias en el período de barbecho para reducir los inóculos de patógenos que causan la roya de la soja (Phakopsora pachyrhizi y Phakopsora meibomiae). Los agrónomos se preocupan ante la posibilidad de que se produzca una disminución en la productividad de la soja. Se especula con que existen, al menos, tres causas para que se produzca una disminución en el rendimiento de la soja. En primer lugar, la competencia de las malezas no controladas. En segundo lugar, la presencia de malezas durante la emergencia de la soja debido a la falta de herbicidas residuales. De hecho, el cambio de paradigma de herbicidas residuales a herbicidas post-emergencia en el cultivo de soja ha comenzado esta tendencia de reducción de rendimiento, que pudo haber sido exacerbada con la pulverización tardía de glifosato en la soja transgénica. La tercera causa de la disminución del rendimiento de la soja pueden ser los efectos fisiológicos negativos del glifosato en el cultivo. Por ejemplo, el glifosato, a una dosis de 1200 g/ha puede reducir el rendimiento de la soja en un 40 % de su potencial, ya sea de la generación 1 o de la generación 2 de soja transgénica (Figura 3). La transferencia de genes del cultivo biotecnológico a especies de malezas relacionadas no es posible en el cultivo de soja en Brasil, ya que en este país no existen plantas silvestres relacionadas con la soja. No obstante, en el cultivo de arroz en Rio Grande do Sul, se ha confirmado la transferencia de genes resistentes a los herbicidas desde el arroz al arroz silvestre, botánicamente idéntico (Roso y col., 2010). Este hecho ha empeorado el problema de malezas en el cultivo y ha causado un gran impacto negativo en el manejo del arroz. Esto constituye una alerta al momento de planificar la introducción de otro CT resistente a los herbicidas.

5 Photosynthesis (% of maximum) RG-2 RG Glyphosate (g/ha) Figura 3 Efecto del glifosato en la fotosíntesis de la soja de generación 1 (RG-1) y 2 (RG-2). Adaptado de Zobiole y col., 2010) Comentarios finales La biotecnología tiene el potencial de acarrear muchos beneficios para la producción de cultivos. No obstante, esta tecnología debe ser implementada con cuidado para evitar que los posibles riesgos causen problemas a la producción agrícola y la productividad. Hasta el momento, las principales características que se comercializan con los cultivos transgénicos en Brasil, y en muchas partes del mundo, son resistencia a los herbicidas y a los insectos. El hecho es que los principales genes controlan estas características y las compañías internacionales pueden obtener ganancias fácilmente con esta tecnología. Muchos otros rasgos de CT pueden acarrear beneficios para la producción de cultivos, como por ejemplo: resistencia a la sequía, mejor uso de nitrógeno, mayor rendimiento del cultivo, mayor calidad de grano. No obstante, la mayoría de estos rasgos no tienen genes con expresión universal (aplicación en muchos cultivos o respuesta en muchos ambientes). Esto aumenta los costos y los riesgos de inversión para las compañías privadas que los desarrollan. Otra posibilidad es que los productores no reconozcan que algunos de estos rasgos merezcan tener una tarifa tecnológica adicional sumada al costo de las semillas. Por lo tanto, resulta razonable concluir que parte de estos rasgos deberían ser desarrollados por el sector público para que los productores puedan acceder a ellos sin costo adicional. Un buen ejemplo de rasgos para el sector público es el aumento en la fotosíntesis, como el arroz C4 (Reynolds et al., 2009). Otro ejemplo es el arroz dorado, desarrollado por organismos internacionales de investigación con el objetivo de aumentar el nivel de caroteno en el grano de arroz (Paine y col., 2005). Otro problema es el potencial de crear falsas expectativas con el potencial de rendimiento de rasgo de CT, como la tolerancia a la sequía. Las pruebas actuales indican que el potencial máximo de rendimiento de un cultivo se alcanza únicamente cuando se optimizan todos los recursos. Sin embargo, cuando existe escasez hídrica, el rendimiento del cultivo se verá seriamente perjudicado. El beneficio del rasgo de tolerancia a la sequía es únicamente para evitar tal impacto en la pérdida de rendimiento. No obstante, el rendimiento del cultivo nunca alcanzará su productividad plena (Castiglioni y col., 2008). De los temas presentados en este ensayo, fue posible demostrar que los productores obtuvieron muchos beneficios de los CT. Sin embargo, solo unos pocos fueron conscientes de todos los riesgos posibles implicados en la tecnología, tanto en la actualidad como en el futuro. Los productores observaron solo una pequeña parte de los problemas, lo cual podría explicar por qué se demoraron tanto tiempo en evitar los posibles riesgos y prevenir los problemas. En síntesis, aún se requiere de las buenas y antiguas prácticas agronómicas para alcanzar una productividad óptima durante muchos años. Referencias CASTRO, B.S. A introdução de algodão, milho e soja geneticamente modificados; coincidências reveladoras. Abstracts... in: BRASA Meeting, IX. New Orleans: Tulane University, p. Available at:

6 accessed on August, CASTIGLIONI, P. et al. Bacterial RNA Chaperones Confer Abiotic Stress Tolerance in Plants and Improved Grain Yield in Maize under Water-Limited Conditions. Plant Physiology, v. 147, n. 2, p , JAMES, C. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2009, The first fourteen years, 1996 to Available at < assessed on August, PAINE, J. A. et al Improving the nutritional value of Golden Rice through increased pro-vitamin A content. Nature Biotechnology, n. 23, p , REYNOLDS, M. et al. Raising yield potential in wheat. Journal of Experimental Botany, v. 60, n. 7, p , ROSO, A.C. & VIDAL, R.A. A Modified phosphate-carrier protein theory is proposed as a non-target site mechanism For glyphosate resistance in weeds. Planta daninha, v. 28, p , Available at: ROSO, A.C. et al. Regional scale distribution of imidazolinone herbicide-resistant alleles in red rice (Oryza sativa L.) determined through SNP markers. Field Crops Research, v. 119, p , VIDAL, R.A. Herbicidas: mecanismos de ação e resistência de plantas. Porto Alegre: Editora Palotti, p. VIDAL, R.A. et al. Causas e conseqüências (da resistência de ervas ao glyphosate). Cultivar, p. 8-9, ZOBIOLE, L.H.S. et al. Glyphosate affects photosynthesis in first and second generation of glyphosateresistant soybeans. Plant and Soil, v. 336, n. 1-2, p , 2010.