Si el calentamiento continúa sin cesar en el Medio Oeste, en 50 años podemos esperar que las mejores condiciones para la producción de maíz y soja se hayan desplazado de Iowa e Illinois a Minnesota y las Dakotas, según los investigadores de Penn State.
Utilizando el aprendizaje automático, una forma de inteligencia artificial que permite que un sistema informático aprenda de los datos, el equipo consideró más de tres décadas de datos de rendimiento de cultivos a nivel de condado del Servicio Nacional de Estadísticas Agrícolas del Departamento de Agricultura de EE. UU. Para18 estados en la región central de los Estados Unidos. Esa área produce la mayoría de estos cultivos.
Los investigadores evaluaron los rendimientos de los cultivos junto con los datos climáticos. Consideraron variables climáticas fundamentales para encontrar predictores de rendimiento específicos para cada una de las fases de crecimiento del cultivo. El estudio también analizó las relaciones entre el clima y el rendimiento de maíz, sorgo y grano de soja desde 1980 hasta2016.
"Este tipo de investigación era imposible antes de la era de los grandes datos en que vivimos ahora y, por supuesto, solo se puede hacer usando la poderosa capacidad informática a la que podemos acceder en Penn State", dijo el investigador Armen Kemanian,profesor asociado de sistemas de producción y modelado en la Facultad de Ciencias Agrícolas. "Este estudio es importante porque en un clima que está cambiando relativamente rápido, estas técnicas nos permiten prever lo que puede suceder".
Los resultados, publicados en Cartas de investigación ambiental , no necesariamente significa que se producirá un cambio hacia el norte y el oeste en la producción de maíz y soja, dijo la investigadora principal Alexis Hoffman, quien obtuvo su doctorado en meteorología en Penn State en 2018. Pero, según los datos, los investigadores concluyen quedicho cambio está en progreso, y existe una gran probabilidad de que continúe.
"No estamos sugiriendo que ese cambio sea una catástrofe", dijo Kemanian. "No significa que Iowa dejará de producir cultivos, pero podría significar que los agricultores de Iowa se adapten a un clima más cálido que produzca dos cultivos en unaño o una combinación diferente de cultivos en lugar de la rotación dominante de maíz y soja. Es probable que los cambios sean graduales, y los agricultores y la cadena de suministro deberían poder adaptarse. Pero las cosas cambiarán ".
Los tres cultivos en el estudio tienen respuestas distintas a la humedad y la temperatura, uno de los resultados más reveladores del estudio, señaló Hoffman. En general, el maíz necesita más humedad, el sorgo tolera temperaturas más altas y la soya está en algún punto intermedio.
Dijo que para cada año durante el período de estudio, los investigadores estimaron las fechas de siembra para cada condado, en función de las temperaturas a nivel del condado para simular la adaptación del agricultor a los años fríos o cálidos. Estimaron que la siembra ocurre una vez que el promedio móvil de 21 días aumentaa una temperatura umbral específica del cultivo. Las temperaturas de siembra para maíz, sorgo y soja fueron de 50, 59 y 53.6 grados Fahrenheit, respectivamente.
El maíz exhibió una respuesta excepcionalmente fuerte de mayor rendimiento al aumento de la humedad atmosférica durante su fase crítica, desde antes hasta después de la floración, así como una fuerte sensibilidad a la exposición a temperaturas extremas, explicó Hoffman.
"La humedad es un factor para todos los cultivos estudiados, pero lo que nos dicen los datos es que es más un factor para el maíz que para la soja o el sorgo, y en una ventana de tiempo muy estrecha", dijo.Y por humedad, queremos decir que los suelos pueden estar húmedos, pero los datos muestran que la humedad en el aire es importante, independientemente. Eso no se sabía antes ".
Sin embargo, la soja tiene una fuerte respuesta a las temperaturas máximas y mínimas, dijo. "Todos los cultivos tuvieron respuestas similares al umbral a la temperatura alta, aunque documentamos una tolerancia comparativamente mayor a la temperatura alta para el sorgo a 90.5 F versus un rango de84.2 a 86 F para maíz y soja. No describimos esa respuesta: el aprendizaje automático nos lo reveló ".
Kemanian sugiere que la investigación puede tener implicaciones para las compañías que venden seguros de cosechas.
"Las oscilaciones a altas temperaturas son perjudiciales. Aprender cuándo y cuánto es importante para el maíz y la soja", dijo. "Las compañías de seguros de cultivos tienen interés en esto porque necesitan evaluar el riesgo de que ocurra un estrés determinado".y cuánto pagarán como resultado "
Chris Forest, profesor de ciencias de la tierra y minerales, asesor de doctorado de Hoffman participó en la investigación. Esta investigación se basa en el trabajo anterior realizado por Hoffman y el equipo en el África subsahariana.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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