Ενώ η αύξηση του πληθυσμού και του πλούτου θα αυξήσει την παγκόσμια ζήτηση για τρόφιμα έως και 70% έως το 2050, η γεωργία είναι ήδη νιώθοντας τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Αυτό είναι αναμένεται να συνεχιστεί τις επόμενες δεκαετίες.

Οι επιστήμονες και οι αγρότες θα πρέπει να δράσουν σε πολλά μέτωπα για να αντιμετωπίσουν τις πτώσεις των καλλιεργειών και να τροφοδοτήσουν περισσότερους ανθρώπους. Όπως και με τις προηγούμενες αγροτικές επαναστάσεις, χρειαζόμαστε ένα νέο σύνολο χαρακτηριστικών φυτών για να αντιμετωπίσουμε την πρόκληση.

Όσον αφορά τις βασικές καλλιέργειες - σιτάρι, ρύζι, αραβόσιτος, σόγια, κριθάρι και σόργο - η έρευνα έχει βρει αλλαγές στις βροχοπτώσεις και τη θερμοκρασία περίπου 30% της ετήσιας διακύμανσης των γεωργικών αποδόσεων. Και οι έξι καλλιέργειες ανταποκρίθηκαν αρνητικά στις αυξανόμενες θερμοκρασίες - πιθανότατα σχετίζονται με την αύξηση των ποσοστών ανάπτυξης των καλλιεργειών και την πίεση του νερού. Συγκεκριμένα, το σιτάρι, ο αραβόσιτος και το κριθάρι παρουσιάζουν αρνητική απόκριση στις αυξημένες θερμοκρασίες. Όμως, συνολικά, οι τάσεις βροχόπτωσης είχαν ελάχιστες επιπτώσεις στις αποδόσεις των καλλιεργειών σε αυτές τις μελέτες.

Από το 1950, οι μέσες παγκόσμιες θερμοκρασίες έχουν αυξήθηκε κατά περίπου 0.13 ° C ανά δεκαετία. Ένας ακόμη ταχύτερος ρυθμός θέρμανσης περίπου 0.2 ° C ανά δεκαετία είναι αναμένεται τις επόμενες δεκαετίες.

Καθώς οι θερμοκρασίες αυξάνονται, οι βροχοπτώσεις αλλαγή. Η αυξημένη θερμότητα οδηγεί επίσης σε μεγαλύτερη εξάτμιση και ξήρανση στην επιφάνεια, η οποία εντείνει περαιτέρω και παρατείνει την ξηρασία.

Μια ζεστή ατμόσφαιρα μπορεί επίσης κρατήστε περισσότερο νερό - περίπου 7% περισσότεροι υδρατμοί για κάθε 1 ° C αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό τελικά οδηγεί σε καταιγίδες με πιο έντονες βροχοπτώσεις. Μια ανασκόπηση των προτύπων βροχόπτωσης δείχνει αλλαγές στο ύψος των βροχοπτώσεων παντού.

Μειωμένες αποδόσεις

Οι αποδόσεις των καλλιεργειών στην Αυστραλία έχουν πληγεί σοβαρά από τον πρόσφατο καιρό. Πέρυσι, για παράδειγμα, οι προοπτικές για τα mungbeans ήταν εξαιρετική. Αλλά ο ζεστός και ξηρός καιρός έχει βλάψει τους καλλιεργητές. Οι ακραίες συνθήκες έχουν μειώσει τις μέσες αποδόσεις από τον αναμενόμενο 1-1.5 τόνους ανά εκτάριο σε μόλις 0.1-0.5 τόνους ανά εκτάριο.

Σόργο και βαμβάκι Οι καλλιέργειες ήταν λίγο καλύτερες, λόγω του εξαντλημένου νερού του εδάφους, της έλλειψης βροχοπτώσεων εντός της καλλιέργειας και της υπερβολικής θερμότητας. Φρούτα και λαχανικά, από φράουλες έως μαρούλι, ήταν χτύπησε επίσης σκληρά.

Αλλά η ιστορία είναι μεγαλύτερη από αυτήν. Σε παγκόσμιο επίπεδο, η παραγωγή αραβοσίτου και σίτου μεταξύ 1980 και 2008 ήταν 3.8% και 5.5% κάτω από αυτό που θα περίμενε κανείς χωρίς αύξηση της θερμοκρασίας. Ένα μοντέλο, το οποίο συνδυάζει ιστορικά στοιχεία παραγωγής και καιρικών καλλιεργειών, προβάλλει σημαντικές μειώσεις στην παραγωγή πολλών βασικών αφρικανικών καλλιεργειών. Για τον αραβόσιτο, η προβλεπόμενη μείωση είναι έως και 22% έως το 2050.

Η διατροφή περισσότερων ανθρώπων σε αυτές τις μεταβαλλόμενες συνθήκες είναι η πρόκληση που έχουμε μπροστά μας. Θα απαιτήσει καλλιέργειες που είναι ιδιαίτερα προσαρμοσμένες σε ξηρά και ζεστά περιβάλλοντα. Το λεγομενο "Πράσινη επανάσταση»Της δεκαετίας του 1960 και του 1970 δημιούργησαν φυτά με μικρό ανάστημα και βελτιωμένη ανταπόκριση στα λιπάσματα αζώτου.

Τώρα, απαιτείται ένα νέο σύνολο χαρακτηριστικών φυτών για την περαιτέρω αύξηση της απόδοσης των καλλιεργειών, καθιστώντας τα φυτά ανθεκτικά στις προκλήσεις ενός πλανήτη που δεν διαθέτει νερό.

Ανάπτυξη ανθεκτικών καλλιεργειών για ένα εξαιρετικά μεταβλητό κλίμα

Οι ανθεκτικές καλλιέργειες θα απαιτήσουν σημαντική έρευνα και δράση σε πολλά μέτωπα - για τη δημιουργία προσαρμογής στην ξηρασία και υδάτωνκαι ανοχή στο κρύο, τη θερμότητα και την αλατότητα. Ό, τι κι αν κάνουμε, πρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη μας αυτήν τη γεωργία συμβάλλει σημαντικά στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (GHGs).

Οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν αυτήν την πρόκληση δημιουργώντας ένα πλαίσιο προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή. Αναγνωρίζουμε ευνοϊκούς συνδυασμούς ποικιλιών καλλιεργειών (γονότυπους) και πρακτικές διαχείρισης (αγρονομία) για να συνεργαστούν σε ένα σύνθετο σύστημα.

Μπορούμε να μετριάσουμε τις επιπτώσεις ορισμένων κλιματικών παραλλαγών με καλές πρακτικές διαχείρισης. Για παράδειγμα, για την αντιμετώπιση της ξηρασίας, μπορούμε να αλλάξουμε τις ημερομηνίες φύτευσης, τα λιπάσματα, την άρδευση, το διάστιχο, τον πληθυσμό και τα συστήματα καλλιέργειας.

Οι γονοτυπικές λύσεις μπορούν να ενισχύσουν αυτήν την προσέγγιση. Η πρόκληση είναι να εντοπιστούν ευνοϊκοί συνδυασμοί γονότυπων (G) και πρακτικών διαχείρισης (M) σε ένα μεταβλητό περιβάλλον (E). Κατανόηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ γονότυπων, διαχείρισης και περιβάλλοντος (GxMxE) είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της απόδοσης των κόκκων υπό ζεστές και ξηρές συνθήκες.

Οι γενετικές και διαχειριστικές λύσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη ανθεκτικών στο κλίμα καλλιεργειών για εξαιρετικά μεταβλητά περιβάλλοντα στην Αυστραλία και παγκοσμίως. Το σόργο είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα. Είναι το βασική διατροφή για πάνω από 500 εκατομμύρια άτομα σε περισσότερες από 30 χώρες, καθιστώντας την την πέμπτη πιο σημαντική καλλιέργεια στον κόσμο για ανθρώπινη κατανάλωση μετά από ρύζι, σιτάρι, καλαμπόκι και πατάτες.

«Μείνετε πράσινοι» στο σόργο είναι ένα παράδειγμα γενετικής λύσης για την ξηρασία που έχει αναπτυχθεί στην Αυστραλία, την Ινδία και την υποσαχάρια Αφρική. Οι καλλιέργειες με παραμονή σε πράσινο διατηρούν πιο πράσινα στελέχη και φύλλα κατά την ξηρασία, με αποτέλεσμα αυξημένη αντοχή στο στέλεχος, μέγεθος κόκκου και απόδοση. Αυτή η γενετική λύση μπορεί να συνδυαστεί με μια λύση διαχείρισης (π.χ. μειωμένος πληθυσμός φυτών) για τη βελτιστοποίηση της παραγωγής και της επισιτιστικής ασφάλειας σε περιβάλλοντα με υψηλή μεταβλητότητα και περιορισμένο νερό.

Άλλα έργα στην Ινδία βρήκαν ότι η εναλλακτική άρδευση διαβροχής και ξήρανσης (AWD) στο ρύζι, σε σύγκριση με την κανονική πλημμυρισμένη παραγωγή, μπορεί να μειώσει τη χρήση νερού κατά περίπου 32%. Και, διατηρώντας ένα αερόβιο περιβάλλον στο έδαφος, μειώνει τις εκπομπές μεθανίου πέντε φορές.

Η κλιματική αλλαγή, το νερό, η γεωργία και η επισιτιστική ασφάλεια αποτελούν κρίσιμο κόμβο για τον 21ο αιώνα. Πρέπει να δημιουργήσουμε και να εφαρμόσουμε πρακτικές που θα αυξήσουν τις αποδόσεις, ξεπερνώντας τις μεταβαλλόμενες συνθήκες και περιορίζοντας τις εκπομπές από τον γεωργικό τομέα. Δεν υπάρχει περιθώριο εφησυχασμού εδώ.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Andrew Borrell, Αναπληρωτής Καθηγητής, Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation, The University of Queensland; Leader Center, Ερμιτάζ Ερευνητική Διευκόλυνση College of Experts, Παγκόσμιο Ινστιτούτο Αλλαγών, Το Πανεπιστήμιο του Κουίνσλαντ

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon