Согласно исследованию Стэнфордского университета, урожайность кукурузы в центральной части США за последние два десятилетия стала более чувствительной к условиям засухи.
Исследование, опубликованное в журнале Science, возглавил Дэвид Лобелл из Стэнфорда, доцент кафедры экологических наук о системе Земли и заместитель директора Центра продовольственной безопасности и окружающей среды. «Кукурузный пояс феноменально продуктивен», — сказал Лобелл, имея в виду регион штатов Среднего Запада, где выращивается большая часть кукурузы в стране. «Но за последние два десятилетия мы увидели очень небольшой прирост урожайности неорошаемой кукурузы в самых жарких условиях. Это говорит о том, что фермеры могут раздвигать границы того, что возможно в этих условиях."
Он предсказал, что при нынешних уровнях температурной чувствительности культуры могут потерять 15 процентов своей урожайности в течение 50 лет или целых 30 процентов, если посевы сохранят тенденцию становиться более чувствительными с течением времени.
Как объяснил Лобелл, стремление к максимальному увеличению урожайности является движущей силой сельскохозяйственных исследований, поскольку население мира растет, а изменение климата оказывает давление на мировое производство продуктов питания. Одна из серьезных проблем для климатологии заключается в том, могут ли сельскохозяйственные культуры адаптироваться к изменению климата, становясь менее чувствительными к более жаркой и сухой погоде.
"Данные ясно указывают на то, что стресс от засухи для кукурузы и сои частично вызван слабым дождем, но еще больше — жарким и сухим воздухом.
Растения должны обменивать воду, чтобы получать углерод из воздуха для роста, и условия этой торговли становятся гораздо менее благоприятными, когда жарко », — сказал Лобелл, также ведущий автор главы в U.N. Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), в котором подробно описывается консенсусное мнение о текущем состоянии и судьбе мирового климата.
Дождь, температура, влажность
Соединенные Штаты производят 40 процентов кукурузы в мире, в основном в Айове, Иллинойсе и Индиане. Поскольку более 80 процентов U.S. сельскохозяйственные угодья зависят от естественных осадков, а не от орошения, выращивание кукурузы в этих регионах зависит от осадков, температуры и влажности воздуха для оптимального роста растений.
Согласно исследованию, за последние несколько десятилетий кукуруза в Соединенных Штатах была модифицирована новыми чертами, такими как более эффективные корни, которые улучшают доступ к воде, и встроенная защита от вредителей для защиты от почвенных насекомых. Эти черты позволяют фермерам сажать семена ближе друг к другу на поле и помогают фермерам стабильно повышать урожайность в обычные годы.
Но в условиях засухи густо посаженная кукуруза может подвергаться более высокому стрессу и давать более низкие урожаи. В отличие от этого, в последние десятилетия соя не была засеяна более густо и не демонстрирует признаков повышенной чувствительности к засухе, отмечается в отчете.
Ожидается, что засушливые условия станут еще более серьезными, поскольку температуры будут продолжать расти в течение 21 века, говорят исследователи.
Лобелл сказал: «Недавний рост урожайности в целом является хорошей новостью.
Но поскольку урожайность на фермах повышается быстрее всего в благоприятную погоду, ставки в пользу такой погоды повышаются. Другими словами, негативное воздействие жаркой и засушливой погоды усиливается одновременно с тем, что изменение климата, как ожидается, приведет к увеличению такой погоды."
Обширные данные
Команда Лобелла изучила беспрецедентное количество подробных полевых данных из более чем 1 миллиона записей о страховании урожая USDA в период с 1995 по 2012 год.
"Идея была довольно простой", — сказал он. «Мы определили, какие условия действительно имеют значение для урожая кукурузы и сои, а затем проследили, как с течением времени у фермеров находились разные уровни этих условий. Но чтобы сделать это хорошо, вам действительно нужно много данных, и этот набор данных был прекрасен."
Лобелл сказал, что надеется, что исследование поможет информировать исследователей и политиков, чтобы они могли принимать более обоснованные решения.
"Я думаю, что это здорово, что теперь существуют такие данные, чтобы увидеть, что на самом деле происходит в полях. Воспользовавшись этими данными, мы можем довольно быстро многому научиться ", — сказал он. «Конечно, мы надеемся на улучшение ситуации. Но эти результаты ставят под сомнение идею о том, что U.S. сельское хозяйство легко адаптируется к климатическим изменениям, потому что мы много инвестируем и действительно высокотехнологичны."
Лобелл и его коллеги также ищут способы повышения урожайности сельскохозяйственных культур во все более жарких условиях. «Но я бы не ожидал чудес», — сказал он. "Потребуются целенаправленные усилия, и даже в этом случае результаты могут быть скромными. Растение может сделать так много, когда жарко и сухо."