Con l'aumento della domanda alimentare globale, i cambiamenti climatici stanno colpendo le nostre colture

Con l'aumento della domanda alimentare globale, i cambiamenti climatici stanno colpendo le nostre colture

Mentre l'aumento della popolazione e della ricchezza aumenterà la domanda di cibo a livello mondiale fino a 70% di 2050, l'agricoltura è già sentire gli effetti del cambiamento climatico. Questo è dovrebbe continuare nei prossimi decenni.

Scienziati e agricoltori dovranno agire su più fronti per contrastare la caduta dei raccolti e nutrire più persone. Come per le precedenti rivoluzioni agricole, abbiamo bisogno di un nuovo set di caratteristiche di impianto per affrontare la sfida.

Quando si tratta delle colture di base - grano, riso, mais, soia, orzo e sorgo - la ricerca ha rilevato cambiamenti nelle precipitazioni e la temperatura spiega su 30% della variazione annuale delle rese agricole. Tutte e sei le colture hanno reagito negativamente all'aumento delle temperature, molto probabilmente associato all'aumento dei tassi di sviluppo delle colture e dello stress idrico. In particolare, frumento, mais e orzo mostrano una risposta negativa all'aumento delle temperature. Ma, nel complesso, le tendenze delle piogge hanno avuto solo effetti minori sui raccolti in questi studi.

Da 1950, le temperature globali medie hanno aumentato di circa 0.13 ° C per decennio. Un tasso ancora più veloce di circa 0.2 ° C di riscaldamento per decennio è atteso nei prossimi decenni.

Con l'aumentare delle temperature, i modelli di pioggia il cambiamento. L'aumento di calore porta anche ad una maggiore evaporazione e asciugatura superficiale, che intensifica ulteriormente e prolunga la siccità.

Un'atmosfera più calda può anche tenere più acqua - circa 7% in più di vapore acqueo per ogni aumento di temperatura di 1 ° C. Questo alla fine si traduce in tempeste con piogge più intense. Mostra una rassegna dei modelli di precipitazioni cambiamenti nella quantità di precipitazioni ovunque.

Rendimenti in calo

I raccolti delle colture in tutta l'Australia sono stati duramente colpiti dal clima recente. L'anno scorso, ad esempio, le prospettive per i mungbeans era eccellente. Ma il clima caldo e secco ha ferito i coltivatori. Le condizioni estreme hanno ridotto la resa media da un previsto 1-1.5 tonnellate per ettaro a solo 0.1-0.5 tonnellate per ettaro.


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Sorgo ed di cotone le colture sono andate leggermente meglio, a causa delle acque del suolo impoverite, della mancanza di piogge in entrata e del caldo estremo. La frutta e la verdura, dalle fragole alla lattuga, erano anche colpito duramente.

Ma la storia è più grande di questa. A livello globale, produzione di mais e grano tra 1980 e 2008 era 3.8% e 5.5% al di sotto di quello che ci saremmo aspettati senza aumenti di temperatura. Un modello, che combina la produzione agricola storica e i dati meteorologici, progetti di riduzioni significative nella produzione di diverse colture africane chiave. Per il mais, il calo previsto è pari a 22% da 2050.

Nutrire più persone in queste condizioni mutevoli è la sfida che ci attende. Richiederà colture adatte ad ambienti asciutti e caldi. Il cosidetto "Rivoluzione verde"Degli 1960 e 1970 hanno creato piante con bassa statura e maggiore reattività al fertilizzante azotato.

Ora, è necessario un nuovo set di caratteristiche delle piante per aumentare ulteriormente la resa delle colture, rendendo le piante resistenti alle sfide di un pianeta scarsamente idrico.

Sviluppo di colture resilienti per un clima altamente variabile

Le colture resilienti richiederanno ricerche e azioni significative su più fronti, per creare un adattamento alla siccità e allagamentie tolleranza al freddo, al caldo e alla salinità. Qualunque cosa facciamo, dobbiamo anche tener conto di quell'agricoltura contribuisce in modo significativo alle emissioni di gas serra (GHG).

Gli scienziati stanno affrontando questa sfida creando una struttura per adattarsi ai cambiamenti climatici. Stiamo identificando combinazioni favorevoli di varietà colturali (genotipi) e pratiche di gestione (agronomia) per lavorare insieme in un sistema complesso.

Siamo in grado di mitigare gli effetti di alcune variazioni climatiche con buone pratiche di gestione. Ad esempio, per affrontare la siccità, possiamo modificare le date di impianto, i fertilizzanti, l'irrigazione, la spaziatura delle file, la popolazione e i sistemi colturali.

Le soluzioni genotipiche possono rafforzare questo approccio. La sfida è identificare combinazioni favorevoli di pratiche di genotipo (G) e gestione (M) in un ambiente variabile (E). Comprensione dell'interazione tra genotipi, gestione e ambiente (GxMxE) è fondamentale per migliorare la resa del grano in condizioni calde e secche.

Le soluzioni genetiche e di gestione possono essere utilizzate per sviluppare colture resilienti al clima per ambienti altamente variabili in Australia e nel mondo. Il sorgo è un grande esempio. È il alimento dietetico per oltre 500 milioni di persone in più di paesi 30, diventando la quinta coltura mondiale per consumo umano dopo riso, grano, mais e patate.

'Stay-green' nel sorgo è un esempio di una soluzione genetica alla siccità che è stata dispiegata in Australia, India e Africa sub-sahariana. Le colture con verde di mantenimento mantengono i gambi e le foglie più verdi durante la siccità, con conseguente aumento della resistenza dello stelo, della granulometria e della resa. Questa soluzione genetica può essere combinata con una soluzione di gestione (ad es. Ridotta popolazione vegetale) per ottimizzare la produzione e la sicurezza alimentare in ambienti altamente variabili e limitati dall'acqua.

Altri progetti in India hanno riscontrato che l'irrigazione alternata di bagnatura e asciugatura (AWD) nel riso, rispetto alla normale produzione allagata, può ridurre il consumo di acqua di circa 32%. E, mantenendo un ambiente aerobico nel terreno, riduce le emissioni di metano cinque volte.

Il cambiamento climatico, l'acqua, l'agricoltura e la sicurezza alimentare formano un nesso critico per il 21st secolo. Dobbiamo creare e attuare pratiche che aumentino i raccolti, superando le mutevoli condizioni e limitando le emissioni del settore agricolo. Non c'è spazio per il compiacimento qui.

Circa l'autore

Andrew Borrell, professore associato, Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation, The University of Queensland; Centre Leader, Hermitage Research Facility; College of Experts, Global Change Institute, L'Università del Queensland

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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