Técnicas Nucleares
en Agricultura y Alimentación
G. Dercon
IAEA
International Atomic Energy Agency
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ObjetivoObjetivo
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FAO/OIEA?
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alimentación y agricultura
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Isótopos
Isótopo Protones Neutrones Número
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12CO2
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Técnicas Nucleares en Agricultura y Alimentación, por Gerd Dercon

XXX Jornadas Nacionales sobre Energía y Educación: Aplicaciones de la Tecnología Nuclear y su Influencia en el Mundo Científico. 13 y 14 de septiembre de 2013. Organizadas por Foro Nuclear.
Published on: Mar 4, 2016
Published in: Science      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Técnicas Nucleares en Agricultura y Alimentación, por Gerd Dercon

  • 1. Técnicas Nucleares en Agricultura y Alimentación G. Dercon IAEA International Atomic Energy Agency G. Dercon Programa Conjunto FAO/OIEA de Técnicas Nucleares en Agricultura y Alimentación
  • 2. Esquema de la presentación • ¿Cuál es el papel del Programa Conjunto FAO/OIEA? • Técnicas nucleares utilizadas en agricultura y alimentación IAEA y alimentación • Ejemplos de isótopos como rastreadores • Dinámica del carbono orgánico del suelo • Movimiento del suelo en el paisaje
  • 3. Misión Corporativa IAEA
  • 4. PROGRAMA CONJUNTO FAO/OIEAPROGRAMA CONJUNTO FAO/OIEA Esquema Organizativo Programa Conjunto FAO/OIEA División de Técnicas Nucleares en Agricultura y Alimentación Sección de Manejo del Suelo y OIEA Departmento de Ciencias y Aplicaciones Nucleares Laboratorio de Manejo del Suelo y FAO - ROMA Departamento de Agricultura, Bioseguridad, Nutrición y Protección al Consumidor (AG) Más detalles en: http://www-naweb.iaea.org/nafa/ IAEA Sección de Mejoramiento de Cultivos y Genética Sección de Producción y Salud Animal Sección de Control de Plagas de Insectos Sección de Manejo del Suelo y del Agua & Nutrición de Plantas Sección de Inocuidad de Alimentos y Protección del Medio Ambiente Laboratorio de Mejoramiento de Cultivos y Genética Laboratorio de Producción y Salud Animal Laboratorio de Control de Plagas de Insectos Laboratorio de Manejo del Suelo y del Agua & Nutrición de Plantas Laboratorio de Inocuidad de Alimentos y Protección del Medio Ambiente
  • 5. PROGRAMA CONJUNTO FAO/OIEAPROGRAMA CONJUNTO FAO/OIEA ¿Dónde estamos? Catedral St. Stephens SEDE OIEASEDE OIEA Aeropuerto Internacional de Viena Más detalles en: http://www-naweb.iaea.org/nafa/ IAEA Laboratorios FAO-OIEA, Seibersdorf Laboratorios FAO-OIEA, Seibersdorf SedeSede OIEA,OIEA, VienaViena
  • 6. FuncionamientoFuncionamiento deldel ProgramaPrograma ̶̶ ConectamosConectamos alal LaboratorioLaboratorio con elcon el AgricultorAgricultor CRPCRP NARSNARS enen paísespaíses enen desarrollodesarrollo InstitucionesInstituciones Centros CGIAR OtrosOtros organismosorganismos internacionalesinternacionales CentrosCentros dede CoordinaciónCoordinación yy apoyoapoyo IAEA InstitucionesInstituciones enen ppaísesaíses ddesarrolladosesarrollados CentrosCentros dede ccooperaciónooperación con OIEAcon OIEA NARSNARS enen ppaísesaíses enen ddesarrolloesarrollo TCPTCP OtrosOtros oorganismosrganismos iinternacionalesnternacionales TransferenciaTransferencia dede TecnologíaTecnología RetroalimentaciónRetroalimentación
  • 7. • ¿Cuál es el papel del Programa Conjunto FAO/OIEA? • Técnicas nucleares utilizadas en la alimentación y la agricultura Esquema de la presentación IAEA alimentación y la agricultura • Ejemplos de isótopos como rastreadores • Dinámica del carbono orgánico del suelo • Movimiento del suelo en el paisaje
  • 8. MejoramientoMejoramiento dede CultivosCultivos yy GenéticaGenética ObjetivoObjetivo DesarrolloDesarrollo yy aplicaciónaplicación dede técnicastécnicas rápidasrápidas yy eficienteseficientes dede mejoramientomejoramiento varietal avarietal a travéstravés dede mutacionesmutaciones ActividadesActividades PrincipalesPrincipales IAEA ActividadesActividades PrincipalesPrincipales •• DesarrolloDesarrollo dede técnicastécnicas dede induciónindución a laa la mutaciónmutación •• MejoraMejora dede técnicastécnicas dede deteccióndetección dede mutaciónmutación,, tantotanto genotípicagenotípica comocomo fenotípicafenotípica.. •• DesarrolloDesarrollo dede metodologíasmetodologías dede mejoramientomejoramiento varietalvarietal aceleradoacelerado
  • 9. Control deControl de plagasplagas dede insectosinsectos ObjetivoObjetivo DesarrolloDesarrollo dede técnicastécnicas dede esterilizaciónesterilización dede insectosinsectos parapara elel manejomanejo integradointegrado dede plagasplagas enen áreasáreas extensasextensas.. ActividadesActividades PrincipalesPrincipales IAEA ActividadesActividades PrincipalesPrincipales •• TecnologíasTecnologías dede radiaciónradiación yy críacría masivamasiva ((especiesespecies diferentesdiferentes dede moscasmoscas de lade la frutafruta,, moscasmoscas tsetse--tsétsé, y, y mosquitos)mosquitos) •• Control deControl de CalidadCalidad dede laslas moscasmoscas esterilizadasesterilizadas •• GenéticaGenética de lade la poblaciónpoblación yy desarrollodesarrollo dede cepascepas dede sexadosexado genéticogenético
  • 10. ProducciónProducción yy SaludSalud AnimalAnimal ObjetivoObjetivo •• DesarrolloDesarrollo dede tecnologíastecnologías dede diagnósticodiagnóstico y controly control parapara eenfermedadesnfermedades aanimalesnimales transfronterizastransfronterizas (TADs)(TADs) •• MejoraMejora dede estrategiasestrategias dede reproducciónreproducción yy críacría IAEA ActividadesActividades PrincipalesPrincipales •• DesarrolloDesarrollo dede herramientasherramientas parapara elel diagnósticodiagnóstico y controly control de TADsde TADs •• UtilizaciónUtilización dede recursosrecursos genéticosgenéticos animalesanimales locales ylocales y mejoradosmejorados
  • 11. InocuidadInocuidad dede AlimentosAlimentos yy ProtecciónProtección alal MedioMedio AmbienteAmbiente ObjetivoObjetivo •• ProporcionarProporcionar apoyoapoyo aa paísespaíses enen desarrollodesarrollo,, parapara asegurarasegurar lala seguridadseguridad y lay la calidadcalidad de losde los productosproductos alimenticiosalimenticios •• MejorarMejorar loslos laboratorioslaboratorios yy prácticasprácticas legislativaslegislativas de losde los EstadosEstados MiembrosMiembros IAEA ActividadesActividades PrincipalesPrincipales •• TrazabilidadTrazabilidad yy autenticidadautenticidad dede alimentosalimentos,, adulteraciónadulteración •• Control deControl de contaminantescontaminantes ((medicamentosmedicamentos veterinariosveterinarios,, pesticidaspesticidas, etc.), etc.) •• TécnicasTécnicas isotópicasisotópicas yy métodosmétodos complementarioscomplementarios •• DesarrolloDesarrollo yy transferenciatransferencia dede métodosmétodos analíticosanalíticos
  • 12. ManejoManejo deldel SueloSuelo y del Agua &y del Agua & NutriciónNutrición dede PlantasPlantas ObjetivoObjetivo DesarrollarDesarrollar yy proporcionarproporcionar paquetespaquetes tecnológicostecnológicos parapara elel manejomanejo deldel aguaagua y dely del suelosuelo ActividadesActividades PrincipalesPrincipales •• MetodologíasMetodologías basadasbasadas en elen el usouso dede radionucleidosradionucleidos ambientalesambientales parapara evaluarevaluar lala erosiónerosión deldel suelosuelo yy diseñardiseñar medidasmedidas dede conservaciónconservación deldel IAEA evaluarevaluar lala erosiónerosión deldel suelosuelo yy diseñardiseñar medidasmedidas dede conservaciónconservación deldel suelosuelo.. •• TécnicasTécnicas dede isótoposisótopos establesestables parapara mejorarmejorar lala adaptaciónadaptación dede plantasplantas a laa la sequíasequía,, inundacionesinundaciones yy suelosuelo enen estadoestado bajobajo enen nutrientesnutrientes.. •• DesarrolloDesarrollo dede monitoreomonitoreo,, inin--situsitu y ay a nivelnivel dede paisajepaisaje, del, del movimientomovimiento deldel suelosuelo, de los, de los nutrientesnutrientes y dely del aguaagua •• DesarrolloDesarrollo dede técnicastécnicas nuevasnuevas parapara evaluarevaluar lala contaminacióncontaminación radiológicaradiológica (e.g. Fukushima)(e.g. Fukushima) diferentesdiferentes seccionessecciones
  • 13. • ¿Cuál es el papel del Programa Conjunto FAO/OIEA? • Técnicas nucleares utilizadas en alimentación y agricultura Esquema de la presentación IAEA alimentación y agricultura • Ejemplo de isótopos como indicadores • Dinámica del carbono orgánico del suelo • Movimiento del suelo en el paisaje
  • 14. Isótopos Isótopo Protones Neutrones Número Atómico Número De Masa 12C 6 6 6 12 estable 13C 6 7 6 13 estable 14C 6 8 6 14 radioactivo 14N 7 7 7 14 estable IAEA 15N 7 8 7 15 estable La mayoría de los elementos en la naturaleza son una mezcla de isótopos estables (con la excepción de F, AI, P …). La proporción de los diversos isótopos en un elemento dado es casi constante.
  • 15. Propiedades de los Isótopos • Al tener los mismos Z (protones), los isótopos tienen propiedades químicas prácticamente idénticas Los isótopos pueden utilizarse como rastreadores para seguir la pista de un elemento. • Los isótopos tienen propiedades físicas ligeramente diferentes (masa, coeficiente de difusión, equilibrio y IAEA diferentes (masa, coeficiente de difusión, equilibrio y constantes de índice cinético en reacciones, espectros de absorción/emisión…) Los isótopos pueden medirse gracias a estas diferencias en sus propiedades físicas Abundancia natural versus Enriquecimiento
  • 16. 13CO2 12CO2 ¿Técnicas de isótopos estables? Nutrición de plantas Fijación biológica de Nitrógeno Manejo de agua Eficiencia de uso del agua Dinámica de Carbono Orgánico del Suelo 15N N2 IAEA 14N 15N 14N 13CO2 12CO2 13C 12C 18O 16O CO2 16O 18O 16 15N 15N Abundancia natural versus enriquecimiento 15N 15N 15N
  • 17. Cerri et al. 1985 C. R. Académie des Sciences Paris 300,9, 423-428 Cnew/Ctot = delsuelo Carbono nuevo (C4) Cambio en la vegetación (δC4soil - δC3soil) __________________ Dinámica del Carbono Orgánico del Suelo IAEA Plantas C3 Bosques Hierbas Temp. Plantas C4 Maíz Sabanas Pastoreo tropical Carbonodel Carbono antiguo ( ~ C3) (δC4veg - δC3veg) Adaptado de Balesdent
  • 18. Fuente 1Fuente 1 –– GranjasGranjas ((CaseríosCaseríos)) Fuente 2Fuente 2 -- MaízMaíz Fuente 5Fuente 5 –– Bosque deBosque de bambúbambú Fuente 4Fuente 4 –– PlantaciónPlantación madereramaderera ¿¿DóndeDónde estánestán esosesos “Hot“Hot--Spots” deSpots” de degradacióndegradación críticacrítica deldel suelosuelo?? IAEA Fuente 3Fuente 3 -- YucaYuca ¿¿QuéQué usouso dede tierratierra, en, en laslas tierrastierras altasaltas,, estáestá causandocausando esteeste dañodaño aa loslos camposcampos dede arrozarroz enen laslas tierrastierras bajasbajas?? 18
  • 19. Pale Layers Depth(cm) ~1995 ~1968 ~1950 ~2003 ~2007 Pale Layers Depth(cm) Pale Layers Depth(cm) ~1995 ~1968 ~1950 ~2003 ~2007 0 10 20 30 40 50 60 70 80 -34 -32 -30 -28 -26 -24 -22 -20 CSSI δ 13 C (‰) Colonos europeos1820 1860 1900 1930 1950 1968 1981 1995 2007 2010 Gran depresión Pinos plantados Inundación Kerikeri Tormenta Wahine Inundación Whangarei Inundación 100 años Exportacion de de Pinos a Japón 2003 Inundación Kaikohe Línea temporal Recolección de resina Pasto Pino Kauri Nativo Cítrico International Atomic Energy AgencyFood and Agriculture Organization of the United Nations ~1860 ~1900 ~1930 ~1860 ~1900 ~1930 80 90 100 110 120 130 140 C16:0 C18:0 C22:0 ~1820 Pre-europeos Colonos europeos1820 1700 1800 1750 Bosque Kauri talado para mástiles de barcos, etc Agricultura Maorí Deforestacion pastizales / helechos Los isótopos estables ayudan a la identificación de la historia del uso de la tierra.
  • 20. ¿¿CuántoCuánto suelosuelo sese pierdepierde porpor erosiónerosión yy aa dóndedónde vava elel suelosuelo perdidoperdido (y(y sussus nutrientesnutrientes)?)? ¿¿DóndeDónde estánestán esasesas áreasáreas dede degradacióndegradación críticacrítica deldel suelosuelo?? LasLas respuestasrespuestas puedenpueden encontrarseencontrarse International Atomic Energy AgencyFood and Agriculture Organization of the United Nations ¿¿CómoCómo sese puedepuede conservarconservar elel suelosuelo dede la formala forma másmás eficienteeficiente?? ¿¿CuálCuál eses elel impactoimpacto deldel cambiocambio en elen el usouso de lade la tierratierra sobresobre lala fertilidadfertilidad deldel suelosuelo ((materiamateria orgánicaorgánica deldel suelosuelo)?)? encontrarseencontrarse mediantemediante elel usouso dede técnicastécnicas isotópicasisotópicas yy nuclearesnucleares ¿¿TransporteTransporte dede nutrientesnutrientes yy pesticidaspesticidas??
  • 21. Conclusiones Las técnicas nucleares son una herramienta poderosa para desenmarañar los procesos complejos e interactivos de la producción alimentaria y el manejo agrícola Ciencias dinámicas (In-situ, a nivel de paisaje)! IAEA Por cortesía de Petra Schmitter
  • 22. ¿Más información? • Numerosas publicaciones en revistas científicas indexadas, guías, documentos técnicos (TECDOCS)... • En nuestra página web: IAEA • En nuestra página web: http://www-naweb.iaea.org/nafa • E-mail: NAFA.Contact-Point@iaea.org

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