Manejo adaptativo del trigo: aumento de la producción de trigo ajustándose a las condiciones climáticas

Los entornos de cultivo del trigo son muy variables, con enormes cambios de temperatura y precipitaciones durante la temporada de crecimiento de una temporada a la siguiente. Una temporada, el trigo puede experimentar temperaturas cálidas y poca lluvia; la próxima temporada puede tener temperaturas muy frías con humedad excesiva. Estas condiciones extremas pueden ocurrir en diferentes momentos dentro de una sola temporada de crecimiento. Manejar el trigo para obtener un rendimiento óptimo en estos entornos es extremadamente difícil. El uso de un enfoque formulista (plantar en la misma fecha con la misma variedad, tasa de siembra y prácticas de fertilidad) a menudo da como resultado un rendimiento menos que óptimo y menores retornos económicos. La gestión adaptativa es un sistema que adapta las prácticas de gestión a las condiciones ambientales actuales y previstas. Se basa en la comprensión de los factores ambientales clave y los períodos de crecimiento que influyen en el crecimiento del trigo, los componentes del rendimiento y el rendimiento final. Utilizando un enfoque de manejo adaptativo, un productor ajusta prácticas como la selección de variedades, la tasa de siembra, la fecha de siembra, las cantidades y el momento de aplicación del fertilizante, y el uso de prácticas especiales como reguladores de crecimiento o pesticidas para optimizar el rendimiento en función de las condiciones ambientales de un dada la temporada de crecimiento.

Entender cómo los factores relacionados con el clima influyen en el crecimiento y desarrollo del trigop

Para utilizar correctamente un enfoque de manejo adaptativo en su finca, primero debe comprender los factores ambientales clave que impulsan el crecimiento del trigo y cómo manejar esos factores durante los períodos críticos de crecimiento y desarrollo del trigo.

La influencia más importante en el crecimiento y desarrollo del trigo es la temperatura. La temperatura influye directamente en el desarrollo de las hojas y los tallos, el alargamiento del tallo, el tamaño de la espiga o espiga, el desarrollo del grano y la calidad de molienda y horneado de la harina de trigo. Las temperaturas muy frías o muy cálidas pueden influir negativamente en el crecimiento, desarrollo y rendimiento. Algunas temperaturas extremas, como las heladas tardías de la primavera, pueden tener efectos catastróficos en el rendimiento del grano. Para un enfoque de gestión exitoso, debe comprender cómo la temperatura puede afectar el crecimiento del trigo durante tres etapas críticas de crecimiento: desde la plantación hasta la unión (Zadoks GS 00 a GS 22), la unión a la floración (Zadoks GS 30 a GS 60) y la floración hasta la madurez ( Zadoks GS 60 a GS 90) .

Impacto de la temperatura: desde la siembra hasta la producción de dos macollos (GS 00 a GS 22)

La cantidad de unidades de calor acumuladas por la planta de trigo influye en la tasa de crecimiento, el número de hojas y el número de macollos desarrollados durante el período desde la siembra hasta el punto en el que la planta tiene dos macollos ( Figura 2 ). Para calcular las unidades de calor para el trigo, reste la temperatura base (que para el trigo es 32ºF) de la temperatura promedio del día, como se muestra en la siguiente ecuación.

((Temperatura máxima + Temperatura mínima) ÷ 2) – 32

La Figura 3 muestra la relación entre las unidades de calor calculadas a partir de las temperaturas diarias promedio y el crecimiento de las hojas. Tenga en cuenta que los primeros períodos de las fechas de siembra de noviembre y diciembre muestran un crecimiento más lento (se desarrollan menos hojas por grado día de crecimiento). El lento crecimiento se debió a un período frío y lluvioso a fines de noviembre y principios de diciembre que causó estrés. El estrés redujo la tasa de crecimiento en comparación con el período de finales de diciembre a febrero, que fue inusualmente cálido y seco.

Se necesitan de 300 a 400 unidades de calor para que la planta produzca tres hojas, después de lo cual la planta comienza a desarrollar macollos. La velocidad a la que se producen los macollos es función del número de hojas, que es función de las unidades de calor acumuladas. La investigación muestra que las condiciones cálidas con poco o ningún estrés por eventos de congelación o falta de nutrientes son fundamentales para un rápido crecimiento temprano (Oakes et al. 2016). Tal crecimiento produce macollos que son capaces de producir grandes espigas con más y más granos. El estrés de las heladas, la falta de nutrientes o el exceso o la falta de agua pueden reducir la respuesta de las plantas a la temperatura, como se muestra en las líneas de diferente pendiente en la Figura 3 .

Impacto de la temperatura: unión (GS 30) a floración (GS 60)

La unión para florecer es el período de crecimiento y desarrollo con mayor impacto en el rendimiento final. La temperatura tiene dos influencias importantes en el desarrollo y rendimiento del trigo durante este período crítico. El primero y más importante es el impacto de las bajas temperaturas (eventos de congelación). Los productores deben manejar el trigo para evitar temperaturas muy frías durante este período. La Tabla 1 muestra las temperaturas mínimas y las lesiones por congelación asociadas durante este período. El trigo debe manejarse de manera que el espigado y la floración se produzcan después de la última helada. La segunda influencia importante de la temperatura durante este período es el impacto en el alargamiento de los entrenudos y en el desarrollo del número de granos en la espiga ( Figura 4). Las temperaturas entre 45ºF y 75ºF dan como resultado un crecimiento y rendimiento óptimos. Las temperaturas muy cálidas reducen el alargamiento de las células y el número de granos. Aunque es imposible controlar la temperatura, es posible controlar cuándo la planta comienza a unir. Si los productores se las arreglan cuando el trigo alcanza el período de unión, las plantas pueden tolerar mejor las heladas o temperaturas demasiado cálidas para un desarrollo óptimo del grano.


Tabla 1. Temperaturas que causan daño por congelación al trigo en las etapas de crecimiento primaveral y síntomas y efecto de rendimiento del daño por congelación de primavera.
Etapa de crecimiento Temperatura nociva aproximada
(dos horas)
Síntomas primarios Efecto de rendimiento
Macollar 12 º F (-11 º C) Clorosis foliar; quema de puntas de hojas; olor a ensilaje; tinte azul a los campos Leve a moderado
Unir 24 º F (-4 º C) Muerte del punto de crecimiento; amarillamiento o quema de las hojas; lesiones, división o flexión del tallo inferior; olor Moderado a severo
Bota 28 º F (-2 º C) Esterilidad del florete; pico atrapado en la bota; daño al tallo inferior; decoloración de las hojas; olor Moderado a severo
Bóveda 30 º F (-1 º C) Esterilidad del florete; aristas blancas o picos blancos; daño al tallo inferior; decoloración de la hoja Grave
Floración 30 º F (-1 º C) Esterilidad del florete; aristas blancas o picos blancos; daño al tallo inferior; decoloración de la hoja Grave
Leche 28 º F (-2 º C) Aristas blancas o picos blancos; daño a los tallos inferiores; decoloración de las hojas; granos encogidos, rugosos o descoloridos Moderado a severo
Masa 28 º F (-2 º C) Granos marchitos y descoloridos; mala germinación Leve a moderado

Figura 1. Escalas de crecimiento de Feekes y Zadoks y desarrollo correspondiente del trigo.
Figura 2. Planta de trigo que muestra el número de hojas y tallos.
Figura 3. Un ejemplo del impacto de la temperatura (grados día de crecimiento) sobre el crecimiento del trigo (número de hojas).
Figura 4. Mezcla de espigas de trigo con espigas grandes y pequeñas. Los picos más grandes provienen de los primeros cultivadores; los picos más pequeños de macollos que se desarrollan más tarde.

Impacto de la temperatura: floración (GS 60) hasta la madurez

La temperatura durante este período determina el tamaño y la calidad del grano. Las temperaturas superiores a los 86ºF reducen la deposición de almidón y el peso del grano. Las temperaturas diarias continuas del dosel por encima de los 86ºF dan como resultado la senescencia y el final del crecimiento del grano. Para obtener el mayor rendimiento, un productor debe maximizar la duración y la eficiencia del período de llenado de grano evitando que la temperatura del dosel supere los 86ºF. Mantener el área de la hoja verde es esencial para maximizar la transpiración.

Gestión: adaptación a las condiciones climáticas cambiantes

Gestión del período desde la siembra hasta la producción de dos macollos

Tres factores son clave para controlar la temperatura y el crecimiento del trigo durante el período crítico de crecimiento temprano: la fecha de siembra, la tasa de siembra y la aplicación de nutrientes (nitrógeno). Su primer objetivo es seleccionar una fecha de siembra que le brinde la mejor oportunidad para acumular de 300 a 400 unidades de calor lo más rápido posible. Con este comienzo óptimo, la planta puede comenzar a producir macollos rápidamente y, al mismo tiempo, limitar la posibilidad de acumular demasiadas unidades de calor (lo que resulta en un crecimiento excesivo antes de GS 30 o empalme). Tener dos macollos en la planta antes del 25 de diciembre es ideal ,dando como resultado una planta con un potencial de rendimiento óptimo y un riesgo reducido de enfermedades o daños por congelación a fines de la primavera. Desafortunadamente, debido a los patrones climáticos drásticamente diferentes en el otoño de un año a otro, es difícil saber cuándo plantar trigo para lograr el crecimiento ideal de la planta.

Afortunadamente, algunas estrategias pueden mejorar su capacidad para lograr un crecimiento ideal de la planta y maximizar el rendimiento. Una de las mejores herramientas es utilizar patrones climáticos para predecir las condiciones climáticas de otoño e invierno. Figura 5 muestra cómo puede utilizar el índice de Oscilación de América del Norte (NAO) para determinar cuántos grados día de crecimiento (GDD) esperar en noviembre y principios de diciembre. El índice NAO muestra la diferencia en la presión barométrica entre los centros de alta y baja presión en los océanos Atlántico Norte y Sur durante el período comprendido entre finales de agosto y principios de octubre. Este patrón es un buen predictor de las unidades de calor potenciales durante el final del otoño y principios del invierno. Si este patrón predice un otoño frío, debe plantar la mayoría de las variedades de trigo antes del 17 de noviembre para tener suficientes unidades de calor para producir dos macollos antes del 25 de diciembre. Con un patrón frío, hay poco riesgo de plantar demasiado temprano; El trigo se podría plantar a mediados de octubre con poco riesgo de florecer demasiado temprano en la primavera. Cuando se predice una caída cálida o neutra, el trigo debe plantarse más tarde para evitar el riesgo de que crezca demasiado en el momento inadecuado, lo que resultará en el acame de las plantas demasiado altas; las fechas de siembra hasta mediados de diciembre todavía proporcionan tiempo suficiente para hacer dos macollos para Navidad. En una estación neutra o cálida, las fechas óptimas de siembra van desde la primera semana de octubre (solo trigo de maduración tardía) hasta mediados de diciembre (trigo de maduración temprana). Puede obtener la información más reciente sobre la NAO prevista en el Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) . Los productores deben verificar la predicción de la NAO a principios de octubre y luego usar la Tabla 2 para determinar las posibles fechas de siembra del trigo para la próxima temporada de cultivo .


Cuadro 2. Período de siembra sugerido para el trigo en Carolina del Norte basado en la acumulación de unidades de calor prevista en otoño e invierno utilizando el índice de Oscilación de América del Norte (NAO).
Madurez del trigo (grados día de crecimiento hasta la floración) Predicción NAO
COOL
Predicción NAO
NEUTRAL o WARM
Temprano (<1790) 20 de octubre al 1 de diciembre 10 de noviembre al 15 de diciembre
Medio (1790 a 1849) 1 de octubre al 17 de noviembre 20 de octubre al 15 de diciembre
Tardía (> 1850) 1 de octubre al 10 de noviembre 1 de octubre al 1 de diciembre

La siguiente herramienta que debe usarse para controlar la temperatura y ajustar el manejo para diferentes condiciones climáticas es la tasa de siembra. Al plantar a principios del otoño (principios a mediados de octubre) en una estación neutra o cálida, disminuya las tasas de siembra para permitir un mayor crecimiento y desarrollo de hojas debido a más unidades de calor potenciales. En una estación neutra o cálida, plante de 12 a 15 semillas por pie de fila durante este período. Cuando el índice NAO predice una caída fría, puede aumentar las tasas de siembra de 15 a 20 semillas por hilera-pie. Desde finales de octubre hasta mediados de noviembre, plante de 18 a 22 semillas por pie de hilera cuando se predice una temporada cálida o neutra. En una temporada en la que se pronostican temperaturas de otoño más frías, aumente las tasas de siembra de 22 a 28 semillas por pie de hilera. Asimismo, cuando se siembra tarde en una estación neutra o cálida, las tasas de siembra de 22 a 28 semillas por hilera-pie son óptimas. Sin embargo, en una temporada fría, debe plantar de 28 a 34 semillas por pie de fila (o mejor aún, evite plantar tarde cuando se predice una temporada fría). En resumen, las tasas de siembra se pueden usar para controlar la densidad de las plantas cuando es probable que las temperaturas den como resultado un crecimiento demasiado o demasiado pequeño.

Al plantar, aplique nitrógeno a una tasa de 30 libras por acre cuando se esperan temperaturas más frías o al plantar más tarde en el otoño. El nitrógeno ayuda a reducir el estrés de las temperaturas frías y promueve un mayor crecimiento durante los períodos cálidos. Aplicado en otoño, el nitrógeno mejora el desarrollo de las raíces durante los períodos fríos y húmedos.

Por el contrario, la falta de nitrógeno puede retrasar el crecimiento y desarrollo de las plantas. En casos de temperaturas cálidas en enero y febrero, retrasar la aplicación de nitrógeno dividido puede ayudar a retrasar el desarrollo de la planta y prevenir la unión temprana.

Gestión del período desde la unión hasta la floración

Las herramientas disponibles para controlar la temperatura durante la unión para la floración incluyen la selección de variedades, la madurez (como cuántos días grados de crecimiento se necesitan para alcanzar la floración), la fecha de siembra y, en casos especiales, el uso de un regulador de crecimiento. La selección de una variedad en función de su clasificación de madurez es la más importante de estas herramientas y está estrechamente ligada a la fecha de siembra anticipada. Desea utilizar la madurez para retrasar la unión durante el período comprendido entre el 15 y el 25 de marzo. La unión demasiado pronto dará como resultado un mayor riesgo de eventos de congelación. Por otro lado, unir demasiado tarde aumenta la posibilidad de que el trigo experimente temperaturas muy cálidas, lo que resulta en un menor crecimiento y menos granos. Desafortunadamente, para cuando el trigo alcanza la unión, es demasiado tarde para cambiar de rumbo. Es aún más importante que los productores de trigo se anticipen a las condiciones meteorológicas utilizando el índice NAO o algún otro medio para predecir las condiciones meteorológicas del otoño y principios del invierno. La NOAA emite pronósticos de las condiciones climáticas de otoño e invierno a fines de agosto. Usando las predicciones de la NOAA, los productores pueden usar las pautas en la Tabla 2 para la selección de la clase de madurez de la variedad y la Tabla 3 para las tasas de siembra.


Tabla 3. Tasas de siembra sugeridas para el trigo en Carolina del Norte basadas en la acumulación prevista de unidades de calor en otoño e invierno utilizando el índice de Oscilación de América del Norte.
Periodo de plantación Predicción NAO
COOL
Predicción NAO
NEUTRAL o WARM
Semillas por pie de fila
1 de octubre al 20 de octubre 15 hasta 20 10 a 15
20 de octubre al 12 de noviembre 22 al 28 18 hasta 22
12 de noviembre al 15 de diciembre 28 hasta 34 22 al 28

La otra herramienta potencial para gestionar el crecimiento durante este período crítico es el uso de un regulador de crecimiento. Reguladores del crecimiento como Palisade ® o CERONE ® afectan a la elongación y el tamaño de la punta del tallo. Estos productos químicos son más útiles en situaciones en las que se ha producido un crecimiento excesivo entre la emergencia y el período de dos macollos. Los productores deben considerar el uso de un regulador de crecimiento en dos condiciones.

  1. Exceso de densidad de plantas: esto ocurre cuando una gran cantidad de unidades de calor durante el invierno han producido densidades de plantas de 150 macollos por pie cuadrado o más. En Carolina del Norte no podemos soportar tantas plantas por pie cuadrado ( Figura 6 ); el exceso de densidad da como resultado la pérdida de plantas durante el período de unión a cabeza y una demanda excesiva de nutrientes y agua. Un regulador de crecimiento que se usa justo antes o en la unión puede ayudar a prevenir el macollamiento tardío y reducir de manera segura la densidad de la planta.
  2. Altura excesiva de la planta: el crecimiento demasiado temprano y los rodales densos a menudo conducen a plantas altas que son propensas a acamarse (doblarse o caerse). El uso de un regulador de crecimiento desde la iniciación temprana de la hoja bandera hasta el brote puede ayudar a reducir el alargamiento del tallo y reducir drásticamente la altura de la planta.

Manejo del período desde la floración hasta la madurez

La clave para manejar el trigo durante este período de crecimiento es asegurarse de que la planta tenga un sistema de raíces adecuado y un suministro de nitrógeno adecuado para permitir que la planta transpire suficiente agua para mantener fresco el dosel. En un enfoque práctico, esto se reduce a la disponibilidad de nitrógeno durante el período desde la floración hasta la madurez. La investigación ha demostrado que los esfuerzos para aplicar nitrógeno adicional en este momento generalmente no tienen éxito porque es demasiado tarde para concentrar nitrógeno en los tejidos ( Figura 7). La mejor manera de asegurarse de que la planta tenga el nitrógeno adecuado durante este período es aplicar nitrógeno lo más cerca posible del inicio de la unión y ajustar la cantidad de nitrógeno aplicada antes de la unión en función de la cantidad de biomasa o crecimiento que tiene el trigo. en la unión. Cuando el crecimiento temprano del trigo es ideal, el cultivador debe aplicar hasta 120 unidades de nitrógeno en o antes de la unión. Cuando hay un crecimiento excesivo o el trigo tiene más de tres macollos por planta, el cultivador debe aplicar hasta 150 unidades de nitrógeno antes de unir. Esta estrategia le permite al cultivador ajustarse a las condiciones de crecimiento y desarrollo anteriores y aún así mantener la función de las hojas y la temperatura del dosel durante el período desde la floración hasta la madurez.

Figura 5. Número de grados día de crecimiento (GDD) acumulados durante un período de tres semanas bajo diferentes escenarios climáticos según lo pronosticado por el índice de Oscilación de América del Norte (NAO) cuando se planta trigo en las fechas enumeradas en el eje inferior.
Figura 6. Los tallos marrones indican macollos muertos que se perdieron debido a condiciones cálidas y secas durante la unión.
Figura 7. Impacto del fungicida, nitrógeno, falta de función foliar (sombreado) y tasa de siembra en el crecimiento del grano. Tenga en cuenta que la función de la hoja (sombreado) tiene el mayor impacto en la reducción del peso del grano.

Uso del sistema de gestión adaptable

Los productores interesados ​​en utilizar un sistema de manejo adaptativo deben desarrollar un plan basado en las condiciones climáticas anticipadas, análisis frecuentes del crecimiento del cultivo y actualizaciones sobre la etapa de crecimiento (objetivos de crecimiento y macollos que deben alcanzarse en una fecha determinada). El cultivador debe seguir estos pasos:

  1. Recopile toda la información sobre las condiciones de lluvia y temperatura previstas para el próximo otoño (a través de NOAA ) durante finales de agosto hasta septiembre. Utilice el índice NAO, los pronósticos meteorológicos u otra información pertinente para determinar qué condiciones de temperatura es más probable que ocurran en el otoño y principios del invierno. Estas temperaturas determinarán cuántos grados día de crecimiento experimentará el cultivo.
  2. Identifique la fecha óptima de siembra. Una vez que haya identificado el perfil de temperatura más probable para el otoño y el invierno, use la Tabla 2 para seleccionar el rango de fechas de siembra a considerar. No olvide ajustar las condiciones del suelo en situaciones de labranza cero o con altos residuos; tales condiciones requieren más unidades de calor para lograr el crecimiento y desarrollo.
  3. Anticipe el tiempo de unión seleccionando el grupo de madurez adecuado para su variedad según las fechas de siembra específicas.
  4. Ajustar la tasa de siembra anticipada (Tabla 3) y el uso de nitrógeno según las condiciones climáticas actuales a medida que se acerca el momento de la siembra. Si el clima es más cálido de lo previsto, reduzca las tasas de siembra y retenga el nitrógeno durante la siembra. Si el clima es más frío de lo previsto, aumente la tasa de siembra y aplique nitrógeno al plantar o poco después de plantar. No olvide ajustar las prácticas según la presión de las plagas. Si está más caliente de lo normal, considere si la mosca de Hesse o enfermedades como la enana amarilla de la cebada pueden presentar problemas.
  5. Explore su cultivo para ver cómo se acerca a la meta de dos cultivadores para el 25 de diciembre. Si el clima se ha vuelto más frío o más húmedo de lo anticipado, use aplicaciones de nitrógeno dividido siempre que las temperaturas estén por encima de los 40ºF para ayudar a estimular el crecimiento. Si el clima se ha vuelto más cálido o seco de lo previsto, suspenda la aplicación de nitrógeno hasta justo antes de unir o considere el uso de un regulador de crecimiento para limitar el número de macollos en exceso producidos y para asegurarse de que haya nitrógeno disponible durante el período de floración.
  6. Monitoree el cultivo después de un clima frío o lluvias intensas. Las plantas deberían recuperar rápidamente su color verde. Si no se recuperan rápidamente, es una señal de un desarrollo deficiente de las raíces. Considere aplicar nitrógeno a fines de enero o principios de febrero (siempre que las temperaturas comiencen a calentarse) para mejorar el crecimiento y desarrollo de las raíces. Esté atento a otras fuentes de estrés que puedan limitar la respuesta de las plantas a temperaturas cálidas y, si es posible, tome medidas correctivas.
  7. Anticipe la unión entre el 15 de marzo y el 25 de marzo si su fecha de siembra y la clase de madurez de la variedad fueron las adecuadas.
  8. Controle el cultivo en busca de enfermedades y crecimiento después de la floración: este es el momento de proteger el potencial de rendimiento. Si la cosecha está fallando, considere si los gastos adicionales, como la aplicación de un fungicida o un insecticida tardío, están justificados. Después de la floración, si se experimenta un clima cálido y seco en mayo, los productores con capacidad de riego deben considerar al menos una aplicación de agua para mantener la temperatura del dosel por debajo de los 86ºF.

Conclusión: ¡Una cosecha de trigo exitosa!

El manejo exitoso del trigo en el entorno económico actual requiere que el productor de trigo maneje el ambiente de temperatura del cultivo. El sistema de manejo adaptativo del trigo es una forma en que los productores de trigo pueden hacer precisamente eso. Siguiendo un sistema adaptativo, los productores pueden maximizar el rendimiento sin desperdiciar recursos en un cultivo que tiene poco potencial de rendimiento. Un sistema de manejo adaptativo exitoso puede reducir los costos al ayudar a prevenir más de una aplicación de nitrógeno en muchos casos; organizando el desarrollo del trigo durante períodos en los que la presión de plagas o enfermedades es menor; y haciendo posible que el cultivo resista las plagas.

Referencias

Oakes, J., R. Heiniger, J. Murphy, C. Crozier y G. Wilkerson. 2015. “Kernel Development in Wheat”. Manejo de cultivos, forrajes y césped 1: 2015-0156. https://doi.org/10.2134/cftm2015.0156

Oakes, J., R. Heiniger, C. Crozier, J. Murphy y G. Wilkerson. 2016. “Intervalo de filocrón y respuesta del rendimiento a la fecha de siembra y la fertilidad del trigo”. Manejo de cultivos, forrajes y césped 2: 2016-03-0026. https://doi.org/10.2134/cftm2016.03.0026

Autores

Ron Heiniger
Profesor y especialista en extensión, maíz / soja /
cultivos de granos pequeños y ciencias del suelo
Matthew Tilley
Especialista en Extensión Regional de
Cultivos y Ciencias del Suelo
Joseph Oakes
Superintendente y especialista principal en investigación, Eastern Shore Agricultural Research
Virginia Cooperative Extension, Virginia Tech
Angela Post
Especialista en Extensión,
Cultivos de Granos Pequeños y Ciencias del Suelo
Gail Wilkerson
Profesor de
Ciencias de Cultivos y Suelos

Categorías: Cultivos
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