Enquanto o aumento da população e da riqueza aumentará a demanda global por alimentos até 70% por 2050, a agricultura é já sentindo os efeitos da mudança climática. Isto é deverá continuar nas próximas décadas.

Cientistas e agricultores precisarão atuar em várias frentes para combater a queda de safras e alimentar mais pessoas. Tal como acontece com as revoluções agrícolas anteriores, precisamos de um novo conjunto de características da planta para enfrentar o desafio.

Quando se trata das culturas básicas - trigo, arroz, milho, soja, cevada e sorgo - a pesquisa encontrou mudanças nas chuvas e na temperatura sobre 30% da variação anual dos rendimentos agrícolas. Todas as seis culturas responderam negativamente ao aumento das temperaturas - provavelmente associadas a aumentos nas taxas de desenvolvimento das culturas e ao estresse hídrico. Em particular, trigo, milho e cevada mostram uma resposta negativa ao aumento da temperatura. Mas, no geral, as tendências de precipitação tiveram apenas efeitos menores no rendimento das culturas nesses estudos.

Desde o 1950, as temperaturas médias globais subiu cerca de 0.13 ° C por década. Uma taxa ainda mais rápida de cerca de 0.2 ° C de aquecimento por década é esperado para as próximas décadas.

Conforme as temperaturas sobem, os padrões de chuva alterar. O aumento de calor também leva a uma maior evaporação e secagem da superfície, o que intensifica ainda mais e prolonga as secas.

Uma atmosfera mais quente também pode segure mais água - cerca de 7% a mais de vapor de água para cada aumento de 1 ° C na temperatura. Isso acaba resultando em tempestades com chuvas mais intensas. Uma revisão dos padrões de precipitação mostra mudanças na quantidade de chuva em todos os lugares.

Rendimentos em queda

Os rendimentos da safra em toda a Austrália foram duramente atingidos pelo clima recente. No ano passado, por exemplo, as perspectivas para o feijão mungo foi excelente. Mas o tempo quente e seco tem prejudicado os produtores. As condições extremas reduziram os rendimentos médios de uma quantidade esperada de 1-1.5 por hectare para apenas 0.1-0.5 toneladas por hectare.

Sorgo e algodão as colheitas se saíram um pouco melhor, devido à falta de água no solo, falta de chuvas no cultivo e calor extremo. Frutas e legumes, de morangos a alface, foram também bateu forte.

Mas a história é maior que isso. Globalmente, produção de milho e trigo entre 1980 e 2008 foi 3.8% e 5.5% abaixo do que esperávamos sem aumentos de temperatura. Um modelo, que combina dados históricos de produção agrícola e meteorológicos, projeta reduções significativas na produção de várias culturas africanas importantes. Para o milho, o declínio previsto é tanto quanto 22% por 2050.

Alimentar mais pessoas nessas condições de mudança é o desafio que temos diante de nós. Isso exigirá culturas altamente adaptadas a ambientes secos e quentes. O assim chamado "Revolução Verde”Dos 1960s e 1970s criaram plantas com baixa estatura e maior capacidade de resposta ao fertilizante nitrogenado.

Agora, um novo conjunto de características da planta é necessário para aumentar ainda mais o rendimento das culturas, tornando as plantas resilientes aos desafios de um planeta com escassez de água.

Desenvolver culturas resilientes para um clima altamente variável

Culturas resilientes exigirão pesquisa e ação significativas em múltiplas frentes - para criar adaptação à seca e alagamentoe tolerância ao frio, calor e salinidade. O que quer que façamos, também precisamos considerar que a agricultura contribui significativamente para as emissões de gases com efeito de estufa (GEE).

Os cientistas estão enfrentando esse desafio criando uma estrutura para se adaptar às mudanças climáticas. Estamos identificando combinações favoráveis ​​de variedades de culturas (genótipos) e práticas de gestão (agronomia) para trabalhar em conjunto num sistema complexo.

Podemos atenuar os efeitos de algumas variações climáticas com boas práticas de gestão. Por exemplo, para enfrentar a seca, podemos alterar as datas de plantio, adubação, irrigação, espaçamento entre linhas, população e sistemas de cultivo.

Soluções genotípicas podem reforçar essa abordagem. O desafio é identificar combinações favoráveis ​​de genótipos (G) e práticas de manejo (M) em um ambiente variável (E). Compreender a interação entre genótipos, manejo e meio ambiente (GxMxE) é fundamental para melhorar o rendimento de grãos sob condições quentes e secas.

Soluções genéticas e de gerenciamento podem ser usadas para desenvolver culturas resilientes ao clima para ambientes altamente variáveis ​​na Austrália e no mundo. O sorgo é um ótimo exemplo. É o alimento básico para mais de 500 milhões de pessoas em mais de 30 países, tornando-se a quinta cultura mais importante do mundo para consumo humano após arroz, trigo, milho e batatas.

'Fique verde' no sorgo é um exemplo de uma solução genética para a seca que foi implantada na Austrália, na Índia e na África subsaariana. Culturas com estada verde mantêm caules e folhas mais verdes durante a seca, resultando no aumento da força do caule, no tamanho do grão e no rendimento. Essa solução genética pode ser combinada com uma solução de gerenciamento (por exemplo, população de plantas reduzida) para otimizar a produção e a segurança alimentar em ambientes altamente variáveis ​​e com limitação de água.

Outros projetos na Índia Descobriu-se que a irrigação de umedecimento e secagem (AWD) alternada no arroz, em comparação com a produção inundada normal, pode reduzir o uso de água em cerca de 32%. E, ao manter um ambiente aeróbico no solo, reduz em cinco vezes as emissões de metano.

As mudanças climáticas, a água, a agricultura e a segurança alimentar formam um nexo crítico para o século 21st. Precisamos criar e implementar práticas que aumentem o rendimento, superando as condições de mudança e limitando as emissões do setor agrícola. Não há espaço para complacência aqui.

Sobre o autor

Andrew Borrell, Professor Associado da Aliança de Queensland para Agricultura e Inovação Alimentar, da Universidade de Queensland; Líder do Centro, Hermitage Research Facility; Faculdade de Peritos, Instituto de Mudança Global, A, universidade, de, queensland

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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