Las concentraciones elevadas de dióxido de carbono en la atmósfera pueden aumentar la eficiencia del uso del agua en los cultivos y mitigar considerablemente las pérdidas de rendimiento debido al cambio climático, según un nuevo estudio de la NASA.
Los resultados, publicados en la revista Naturaleza Clima Chang e el 18 de abril de 2016 muestra cierta compensación por los efectos adversos de las temperaturas extremas y la escasez de agua causadas por el aumento de las emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero.
Los estudios han demostrado que las concentraciones más altas de dióxido de carbono atmosférico afectan a los cultivos de dos maneras importantes: aumentan los rendimientos de los cultivos al aumentar la tasa de fotosíntesis, lo que estimula el crecimiento, y reducen la cantidad de agua que los cultivos pierden a través de la transpiración.hojas, que contienen poros diminutos llamados estomas que se abren y recogen moléculas de dióxido de carbono para la fotosíntesis. Durante ese proceso liberan vapor de agua. A medida que aumentan las concentraciones de dióxido de carbono, los poros no se abren tanto, lo que resulta en niveles más bajos de transpiración por parte de las plantas yaumenta así la eficiencia del uso del agua.
Las evaluaciones del impacto climático global para los cultivos se han centrado principalmente en los impactos del dióxido de carbono atmosférico elevado en los rendimientos, dijo Delphine Deryng, autora principal y científica climática del Instituto Goddard de Estudios Espaciales GISS de la NASA en la ciudad de Nueva York ".Ha habido muy poco análisis de evaluación de impacto que analizó el doble efecto sobre el rendimiento y el uso del agua y cómo se desarrollan en diferentes regiones del mundo, lo cual es crítico para anticipar las futuras demandas agrícolas de agua ", dijo.
Para estudiar esos efectos, para los cultivos de trigo, maíz, soja y arroz, Deryng y sus coautores simularon cambios en el rendimiento del cultivo y la evapotranspiración la transferencia combinada de vapor de agua a la atmósfera debido a la evaporación y la transpiración para estimar el agua del cultivoproductividad. Específicamente, analizaron la cantidad de rendimiento producido por unidad de agua, que es una medida común para evaluar la eficiencia del uso del agua en los cultivos.
Los resultados se sintetizaron a partir de un conjunto de 30 simulaciones producidas por seis modelos de cultivos globales impulsados por datos climáticos de cinco modelos climáticos globales diferentes en un escenario de emisiones de gases de efecto invernadero "normal", por el cual las concentraciones de dióxido de carbono se duplicanaño 2080 en comparación con 2000. Se llevaron a cabo dos conjuntos de experimentos de cultivo: uno que consideraba los efectos de las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico y sus cambios climáticos asociados, y otro en el que solo se tenían en cuenta las condiciones climáticas asociadas, lo que significaba mantener el dióxido de carbonoconcentraciones a niveles de 2000.
Los resultados muestran que los rendimientos de los cuatro cultivos que crecen a niveles de dióxido de carbono que permanecen en los niveles de 2000 experimentarían severas disminuciones en el rendimiento debido a temperaturas más altas y condiciones más secas. Pero cuando se cultivan a niveles de dióxido de carbono duplicados, los cuatro cultivos obtienen mejores resultados debido aaumento de la fotosíntesis y la productividad del agua en los cultivos, compensando parcialmente los impactos de esos cambios climáticos adversos. Para los cultivos de trigo y soja, en términos de rendimiento, los impactos negativos medios se compensan por completo, y los cultivos de arroz recuperan hasta el 90 por ciento y el maíz hasta el 60 por ciento desus pérdidas
Según el estudio, el impacto de las concentraciones duplicadas de dióxido de carbono en la productividad y el rendimiento del agua del cultivo varía regionalmente. Los resultados muestran que el maíz sufre pérdidas de rendimiento con niveles duplicados de dióxido de carbono, debido en gran parte a la mayor eficiencia de la planta en el uso de dióxido de carbonopara la fotosíntesis en comparación con los otros cultivos. Los rendimientos del maíz disminuyen en un 15 por ciento en las áreas que usan riego y en un 8 por ciento en las áreas que dependen de la lluvia. Aun así, las pérdidas serían más severas sin el aumento de dióxido de carbono: los rendimientos disminuirían un 21 por ciento paramaíz regado y 26 por ciento para maíz de secano.
La mayor extensión de ganancias y pérdidas en el maíz de secano se atribuye principalmente a las condiciones de cultivo más secas. "El impacto en la productividad y el rendimiento del agua de los cultivos es más fuerte en regiones como el sur de África, donde el agua es un factor limitante", dijo Deryng. "Maízen estas regiones experimentan el mayor alivio de una mejor eficiencia en el uso del agua "
En cuanto al trigo, los niveles duplicados de dióxido de carbono provocan aumentos de rendimiento en todos los ámbitos.
El trigo de secano cultivado en latitudes más altas, como las de los Estados Unidos, Canadá y Europa, que tienen temperaturas más moderadas y temporadas de cultivo más largas, experimentan un aumento general en el rendimiento de casi el 10 por ciento, mientras que su consumo de agua disminuye en uncantidad correspondiente
Para el trigo de secano cultivado en climas más áridos, como el sur de África y la India, los resultados muestran que duplicar los niveles de dióxido de carbono y sus impactos asociados al cambio climático aumentan el rendimiento en un 8 por ciento, un aumento impulsado por la mejora de la productividad del agua de los cultivos de hastaal 50 por ciento. Al igual que con los cultivos de maíz lluvioso en climas áridos, sin el aumento del dióxido de carbono, estos cultivos de trigo de secano no aguantan tan bien debido al mayor estrés hídrico que se les impone, lo que resulta en una reducción del 29 por ciento en el rendimiento.
Si bien estos cultivos de secano comprenden solo una pequeña cantidad del trigo total cultivado en todo el mundo, como con el maíz de secano a menudo se cultivan en países en desarrollo que son más vulnerables a los cambios en la producción, dijo Deryng. "Las personas en estas regiones dependen más de los productos locales".producción de cultivos para su sustento, por lo que las fluctuaciones de rendimiento tienden a ser más críticas para la seguridad alimentaria ".
Cynthia Rosenzweig, climatóloga de GISS, por ejemplo, dice que los agricultores pueden cambiar a cultivos donde su fotosíntesis mejorada y un uso más eficiente del agua compensan las pérdidas debidoa las altas temperaturas que traerá el cambio climático ".
Pero Rosenzweig dijo que se necesitan más experimentos de campo. "La incertidumbre de los efectos del dióxido de carbono es mayor en las regiones áridas porque los experimentos se han llevado a cabo principalmente en regiones templadas del hemisferio norte", dijo. "Necesitamos observaciones de campo en estosregiones más secas para validar y mejorar aún más nuestros modelos ".
También existe la necesidad de una investigación que explore el impacto de los niveles elevados de dióxido de carbono en la nutrición de los cultivos, que no se investigó en este estudio. "Los cultivos también necesitan nitrógeno para crecer, por ejemplo, y en muchas partes de África no haysuficiente fertilizante ", dijo Deryng." Los desequilibrios entre el nitrógeno y el carbono en los tejidos del cultivo podrían conducir a una menor cantidad de nutrientes como hierro, zinc, junto con una reducción en el contenido de proteínas ".
Los investigadores dicen que sus hallazgos arrojan luz sobre la agricultura a nivel mundial y resaltan la importancia de estudiar los sistemas de cultivos áridos y semiáridos. "Para los agricultores, el agua es esencial", dijo Deryng. "Aprovechar esta investigación los ayudará a ellos y a otras partes interesadasprepararse para la producción en un planeta más cálido y seco "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :