В то время как рост населения и богатства приведет к росту глобального спроса на продовольствие до 70% от 2050, сельское хозяйство уже чувствуя последствия изменения климата. Это ожидается продолжение в ближайшие десятилетия.

Ученым и фермерам необходимо будет действовать на нескольких фронтах, чтобы противостоять падению урожайности и кормить больше людей. Как и в предыдущих сельскохозяйственных революциях, нам нужен новый набор характеристик завода для решения этой задачи.

Когда дело доходит до основных культур - пшеницы, риса, кукурузы, сои, ячменя и сорго - исследования нашли изменения в осадках и температуре объясняют о 30% от ежегодной вариации урожайности в сельском хозяйстве. Все шесть культур отрицательно реагировали на повышение температуры, что, скорее всего, связано с увеличением показателей развития посевов и стресса в воде. В частности, пшеница, кукуруза и ячмень отрицательно реагируют на повышение температуры. Но, в целом, тенденции осадков имели незначительные последствия для урожайности сельскохозяйственных культур в этих исследованиях.

Поскольку 1950, средняя глобальная температура имеет поднялся примерно на 0.13 ° C за десятилетие, Еще более высокая скорость примерно за 0.2 ° C потепления за десятилетие ожидается в течение следующих нескольких десятилетий.

По мере роста температуры, количества осадков изменение, Повышенное тепло также приводит к большему испарению и сушке на поверхности, что еще больше усиливает и продлевает засухи.

Более теплая атмосфера может также держать больше воды - около 7% больше водяного пара для каждого повышения температуры 1 ° C. Это в конечном итоге приводит к бурям с более интенсивными осадками. Обзор моделей осадков показывает изменения количества осадков во всем мире.

Падение доходности

Урожайность урожая вокруг Австралии сильно пострадала от недавней погоды. В прошлом году, например, перспективы мунгбеков было отлично, Но жаркая, сухая погода причинил вред производителям, Крайние условия снизили средние урожаи от ожидаемого 1-1.5 тонн на гектар до всего лишь 0.1-0.5 тонн на гектар.

Сорго и хлопок урожайность немного улучшилась из-за истощенной почвенной воды, отсутствия осадков в осадках и высокой температуры. Фрукты и овощи, от клубники до салата, были также сильно ударил.

Но история больше, чем эта. В глобальном масштабе производство кукурузы и пшеницы между 1980 и 2008 был 3.8% и 5.5% ниже того, что мы ожидали без повышения температуры. Одна модель, которая сочетает в себе историческую продукцию и данные о погоде, значительно сокращает объемы проектов в производстве нескольких ключевых африканских культур. Для кукурузы предсказанное снижение равно 22% 2050.

Подача большего количества людей в этих меняющихся условиях - это вызов, стоящий перед нами. Это потребует посевов, которые очень адаптированы к сухим и горячим средам. Так называемое "Зеленая революция«1960s и 1970s создали растения с небольшим ростом и повышенной чувствительностью к азотным удобрениям.

Теперь новый набор характеристик растений необходим для дальнейшего повышения урожайности сельскохозяйственных культур, за счет того, что растения устойчивы к вызовам водоемкой планеты.

Разработка устойчивых культур для сильно варьируемого климата

Устойчивые культуры потребуют значительных исследований и действий на нескольких фронтах - для создания адаптации к засухе и заболачивание, и толерантность к холоду, жаре и солености. Что бы мы ни делали, нам также необходимо учитывать, что сельское хозяйство вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов (ПГ).

Ученые справляются с этой задачей, создавая основу для адаптации к изменению климата. Мы выявляем благоприятные сочетания сортов сельскохозяйственных культур (генотипы) и методы управления (агрономия) для совместной работы в сложной системе.

Мы можем смягчить последствия некоторых климатических изменений с помощью хороших методов управления. Например, чтобы решить проблему засухи, мы можем изменить даты посадки, удобрения, ирригацию, межстрочный интервал, системы народонаселения и земледелия.

Генотипические решения могут поддержать этот подход. Задача состоит в выявлении благоприятных сочетаний методов генотипов (G) и управления (M) в переменной среде (E). Понимание взаимодействия генотипов, управления и окружающей среды (GxMxE) имеет решающее значение для улучшения урожайности зерна в жарких и сухих условиях.

Генетические и управленческие решения могут использоваться для создания климатических устойчивых культур для сильно изменяющихся сред в Австралии и во всем мире. Сорго - отличный пример. Это диетический продукт для более чем 500 миллионов человек в более чем 30 странах, что делает его пятым в мире самым важным урожаем для потребления человеком после риса, пшеницы, кукурузы и картофеля.

«Оставаться-зеленый» в сорго является примером генетического решения проблемы засухи, которая была развернута в Австралии, Индии и Африке к югу от Сахары. Сельскохозяйственные культуры с остатками зеленого содержат более зеленые стебли и листья во время засухи, что приводит к увеличению прочности стебля, размера зерна и урожайности. Это генетическое решение может быть объединено с решением по управлению (например, сокращение популяции растений) для оптимизации производства и продовольственной безопасности в условиях высокой изменчивости и ограниченности воды.

Другие проекты в Индии обнаружили, что альтернативное смачивание и сушка (AWD) орошения в рисе, по сравнению с обычной добычей наводнений, может уменьшить потребление воды примерно на 32%. И, поддерживая аэробную среду в почве, она уменьшает выбросы метана в пять раз.

Климатические изменения, вода, сельское хозяйство и продовольственная безопасность составляют критическое отношение к 21st столетию. Нам необходимо создать и внедрить практику, которая позволит повысить урожайность, преодолевая меняющиеся условия и ограничивая выбросы в сельскохозяйственном секторе. Здесь нет места для самодовольства.

Об авторе

Эндрю Боррелл, доцент, Квинслендский альянс за сельское хозяйство и инновации в области пищевых продуктов, Университет Квинсленда; Руководитель центра, исследовательский центр «Эрмитаж»; Колледж экспертов, Институт глобальных изменений, Университет Квинсленда

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon