Bez ohledu na to, který ze široce přijímaných modelů globálního oběhu se nakonec nejvíce blíží předpovědi oteplení způsobeného změnou klimatu, podle nové studie výzkumníků z Penn State se produkce kukuřice sníží.
Vyhodnotili potenciální dopady 18 scénářů oteplování, diktovaných různými koncentracemi skleníkových plynů v atmosféře, aby určili potenciální dopady budoucí změny klimatu na výnosy zavlažované a dešťové kukuřice od 20. do 90. let 20. století. Přestože byl výzkum zaměřen na Velké pláně USA – v srdci regionu s nejvyšší produkcí kukuřice v zemi – má se za to, že výsledky mají globální důsledky.
K odhadu výnosů použili výzkumníci model AquaCrop – simulaci růstu plodin vyvinutou Organizací OSN pro výživu a zemědělství – k posouzení vlivu životního prostředí a managementu na produkci plodin a předpovídání odezvy výnosů na vodu. Místo studie je reprezentativní pro postupy zemědělského řízení v regionu a představuje nejhustěji zavlažovanou oblast v Central Plains, což je podoblast Great Plains.
Kukuřice je podle vedoucího výzkumníka Suata Irmaka, profesora a vedoucího katedry zemědělského a biologického inženýrství na College of Agricultural, citlivá na faktory prostředí, jako je zvýšená teplota vzduchu, zvýšená radiace, deficit tlaku par a změna vlhkosti. vědy. On a jeho tým poznamenali, že zavlažované výnosy budou ovlivněny mnohem méně než výnosy zavlažované deštěm.
„V naší studii, v závislosti na koncentracích skleníkových plynů v atmosféře a související úrovni oteplování, jsme zaznamenali pokles výnosů kukuřice s deštěm v rozmezí od 2,2 % do 21,5 %,“řekl. "Při stejných koncentracích skleníkových plynů byl rozsah poklesů u zavlažovaných výnosů nižší - od 3,7 % do 15,6 %, a to díky zavlažovacím technologiím, které poskytují stabilnější podmínky růstu plodin při vodním a teplotním stresu."
Globální klima se od nynějška do roku 2040 velmi pravděpodobně oteplí o 2,16–3,42 stupňů Fahrenheita, podle Mezivládního panelu pro změnu klimatu, vysvětlil Irmak. Globální průměrná povrchová teplota byla v období 2001-20 o 1,78 °F vyšší než během předindustriálního období 1850-1900, zjistil panel OSN.
Předchozí výzkum společnosti Irmak a dalších ukázal, že změna klimatu již ovlivnila produktivitu plodin hlavních zemědělských plodin v globálních agroekosystémech. Irmak dříve zjistil, že kvůli zvýšení teploty vzduchu nastávají jarní mrazy dříve a podzimní mrazy později. To má za následek prodloužení vegetačního období až na 20 dní a více, což má významné důsledky pro zemědělskou produkci v USA i na celém světě.
Výzkum je důležitý, poznamenal Irmak, protože podle mnoha měřítek je kukuřice nejdůležitější plodinou v zemi. Podle amerického ministerstva zemědělství představuje kukuřice 92 milionů akrů půdy ve Spojených státech. S neustálým zvyšováním teploty vzduchu a poptávky po atmosférické vlhkosti – ve spojení se stále omezenějšími podmínkami dodávek vody a zhoršováním kvality vody ve středozápadních a západních oblastech – můžeme vidět podstatný přesun produkce kukuřice do východních oblastí USA, varoval.
„Tyto analýzy mohou být cenné pro tvůrce politik, osoby s rozhodovací pravomocí a manažery/profesionály v oblasti zemědělství a vodních zdrojů, aby mohli vyhodnotit budoucí kompromisy mezi zavlažováním a výnosy ze zavlažování,“řekl."Potřebují vědět, jak se podle projekcí krajiny vyvinou dva scénáře s ohledem na změnu klimatu."
Ve zjištěních nedávno publikovaných v Agricultural Water Management výzkumníci uvedli, že na základě výsledků jejich modelování se výnosy ze zavlažování sníží až o 40 bušlů na akr, zatímco výnosy ze zavlažování se podle odhadů sníží pouze o 19 bušů na akr. Kromě toho bude výnos kukuřice s deštěm proměnlivější než výnosy ze zavlažované kukuřice podle většiny modelů globálního oběhu.
Tyto poklesy by byly škodlivé, protože kukuřice je v podstatě součástí našich životů, zdůraznil Irmak. Používá se pro krmení zvířat, lidskou spotřebu, produkci vlákniny a polní produkci etanolu. Zemědělští vědci tedy potřebují analyzovat očekávané ztráty ve výrobě a jejich důsledky, navrhl. "Klimatické změny jsou skutečné - to je základ," řekl. „Musíme pochopit, jak to může ovlivnit naše národní politiky a dodávky potravin."
Předpokládá se, že změny v klimatických charakteristikách se projeví jako zvýšené průměrné teploty vzduchu ve většině pevninských a oceánských oblastí, s extrémními horky, silnými srážkami a zvýšenou pravděpodobností sucha a srážkových deficitů, dodal Irmak. Takové klimatické šoky a posuny ovlivní výnosy plodin, pěstební plochu a zásobování potravinami, ovlivní udržitelný rozvoj zemědělství a cíle vymýcení chudoby.
„Ale odhadnout velikost těchto změn je náročné, protože teploty a srážky mají komplexní dopad na výnosy plodin, spolu s dalšími kritickými meteorologickými proměnnými,“řekl. "Lze to provést pouze s vhodnými modely plodin. Budeme provádět podobné dlouhodobé analýzy pro speciální pěstební systémy, včetně ovocných stromů a hlavních řádkových plodin, také v Pensylvánii."
Tato studie je součástí dlouhodobého výzkumu zkoumajícího základy souvisejících klimatických změn a dopad strategií hospodaření s vodou, živinami a plodinami na produktivitu agroekosystému a environmentální vztahy pro systémy pěstování, který Irmak zahájil na univerzitě Nebrasky a pokračuje ve státě Penn.
K výzkumu přispěli Rupinder Sandhu a Meetpal Kukal, kteří oba získali magisterský a doktorský titul a pracovali jako postdoktorandští výzkumní spolupracovníci pod Irmakovým dohledem na University of Nebraska. Kukal v současnosti působí jako odborný asistent na katedře zemědělského a biologického inženýrství v Penn State a Sandhu spolupracuje s Locus Agricultural Solutions.
Výzkum financoval Národní institut pro výživu a zemědělství Ministerstva zemědělství USA.
