Disminuir, no aumentar, el área foliar aumentará los rendimientos de los cultivos bajo el cambio atmosférico global

Sin nuevas innovaciones, las tasas actuales de aumento en los rendimientos de los cultivos alimentarios a nivel mundial son inadecuadas para satisfacer la creciente demanda alimentaria proyectada para 2050 y más allá. Una respuesta prevalente de los cultivos al aumento de CO2 es un incremento en el área foliar. Esto es especialmente marcado en la soja, el cuarto cultivo alimentario más grande del mundo en términos de producción de semillas, y la fuente de proteína vegetal más importante. ¿Es este aumento en el área foliar beneficioso, con respecto al aumento del rendimiento, o es perjudicial? Se demostró a partir de la teoría y el experimento utilizando una elevación de CO2 atmosférico durante toda la temporada al aire libre que es perjudicial no solo en condiciones futuras de CO2 elevado, sino también bajo el CO2 actual. Se parametrizó un modelo biofísico y bioquímico mecanicista de intercambio de carbono del dosel y microclima (MLCan) para un cultivar moderno de soja del Medio Oeste de EE. UU. Las simulaciones del modelo mostraron que los cultivos de soja cultivados bajo CO2 actual y elevado (550 ppm) sobreinvierten en hojas, y esto se predice que disminuirá la productividad y el rendimiento de semillas en un 8% y un 10%, respectivamente. Esta predicción se probó en ensayos de campo replicados en los que se eliminó una proporción de hojas emergentes antes de la expansión, reduciendo así la inversión en hojas. El experimento se llevó a cabo en condiciones al aire libre para CO2 actual y futuro elevado dentro de la instalación Soybean Free Air Concentration Enrichment (SoyFACE) en el centro de Illinois. Este tratamiento resultó en un aumento de rendimiento estadísticamente significativo del 8%. Esta es la primera prueba directa de que un cultivar moderno de cultivo produce más hojas de lo que es óptimo para el rendimiento bajo el CO2 actual y futuro, y que reducir el área foliar daría mayores rendimientos. La crianza o bioingeniería para un área foliar menor podría, por lo tanto, contribuir de manera muy significativa a satisfacer la demanda futura de cultivos alimentarios básicos, dado que un aumento del 8% en los rendimientos solo en EE. UU. equivaldría a 6.5 millones de toneladas métricas anuales.