Terwijl een toename van de bevolking en rijkdom de wereldwijde vraag naar voedsel zal verhogen tot 70% door 2050, landbouw is al de gevolgen van klimaatverandering voelen. Dit is verwachting voort te zetten in de komende decennia.

Wetenschappers en boeren zullen op meerdere fronten moeten handelen om de dalende oogstopbrengst tegen te gaan en meer mensen te voeden. Net als bij eerdere landbouwrevoluties hebben we een nieuwe set plantkenmerken nodig om de uitdaging aan te gaan.

Als het gaat om de stapelgewassen - tarwe, rijst, maïs, soja, gerst en sorghum - heeft onderzoek aangetoond dat veranderingen in neerslag en temperatuur verklaren ongeveer 30% van de jaarlijkse variatie in landbouwopbrengsten. Alle zes gewassen reageerden negatief op toenemende temperaturen - hoogstwaarschijnlijk geassocieerd met een toename van de ontwikkeling van het gewas en waterstress. Met name tarwe, maïs en gerst vertonen een negatieve reactie op verhoogde temperaturen. Maar over het geheel genomen hadden de neerslagtendensen in deze studies slechts geringe effecten op de gewasopbrengsten.

Sinds 1950 hebben gemiddelde wereldwijde temperaturen gestegen met ongeveer 0.13 ° C per decennium. Een nog sneller tempo van ongeveer 0.2 ° C van opwarming per decennium is verwacht voor de komende decennia.

Naarmate de temperaturen stijgen, regenpatronen verandering. Verhoogde warmte leidt ook tot grotere verdamping en oppervlaktedroging, wat de droogte verder intensiveert en verlengt.

Een warmere sfeer kan ook meer water vasthouden - ongeveer 7% meer waterdamp voor elke 1 ° C temperatuurstijging. Dit resulteert uiteindelijk in stormen met meer intense regenval. Een overzicht van neerslagpatronen laat zien veranderingen in de hoeveelheid neerslag overal.

Falling yields

De oogst in Australië is zwaar getroffen door het recente weer. Vorig jaar bijvoorbeeld de vooruitzichten voor mungbonen was uitstekend. Maar het hete, droge weer heeft kwekers gekwetst. De extreme omstandigheden hebben een verlaagde gemiddelde opbrengst van een verwachte 1-1.5 ton per hectare tot slechts 0.1-0.5 ton per hectare.

Sorghum en katoen gewassen deden het niet veel beter, als gevolg van uitgeput grondwater, gebrek aan regendruppels en extreme hitte. Groenten en fruit, van aardbeien tot sla, waren ook hard geraakt.

Maar het verhaal is groter dan dit. Wereldwijd, de productie van maïs en tarwe tussen 1980 en 2008 was 3.8% en 5.5% lager dan we hadden verwacht zonder temperatuurverhoging. Eén model, dat historische gewasproductie en weergegevens combineert projecten aanzienlijke reducties in de productie van verschillende belangrijke Afrikaanse gewassen. Voor maïs is de voorspelde daling net zoveel als 22% door 2050.

Het voeden van meer mensen in deze veranderende omstandigheden is de uitdaging voor ons. Het vereist gewassen die zeer geschikt zijn voor droge en warme omgevingen. De zogenoemde "groene Revolutie"Van de 1960s en 1970s creëerden planten met een korte gestalte en een verbeterde gevoeligheid voor stikstofkunstmest.

Nu is een nieuwe reeks plantkenmerken nodig om de gewasopbrengst verder te vergroten, door planten weerbaar te maken tegen de uitdagingen van een schaarsere planeet.

Het ontwikkelen van veerkrachtige gewassen voor een zeer variabel klimaat

Veerkrachtige gewassen zullen op verschillende fronten belangrijk onderzoek en actie vereisen - om aanpassing aan droogte en water te creëren wateroverlasten tolerantie voor kou, warmte en zoutgehalte. Wat we ook doen, we moeten ook rekening houden met die landbouw draagt ​​aanzienlijk bij aan de uitstoot van broeikasgassen (BKG's).

Wetenschappers gaan deze uitdaging aan door een kader te scheppen voor aanpassing aan de klimaatverandering. We identificeren gunstige combinaties van gewasvariëteiten (genotypes) en managementpraktijken (agronomie) om samen te werken in een complex systeem.

We kunnen de effecten van sommige klimaatvariaties beperken met goede managementmethoden. Om bijvoorbeeld droogte aan te pakken, kunnen we plantdata, kunstmest, irrigatie, rijafstand, populatie en cropping-systemen wijzigen.

Genotypische oplossingen kunnen deze aanpak ondersteunen. De uitdaging is om gunstige combinaties van genotypen (G) en management (M) -praktijken in een variabele omgeving (E) te identificeren. Inzicht in de interactie tussen genotypen, management en de omgeving (GxMxE) is van cruciaal belang voor het verbeteren van de graanopbrengst onder warme en droge omstandigheden.

Genetische en managementoplossingen kunnen worden gebruikt om klimaatbestendige gewassen te ontwikkelen voor zeer variabele omgevingen in Australië en wereldwijd. Sorghum is een geweldig voorbeeld. Het is de dieetbestanddeel voor meer dan 500 miljoen mensen in meer dan 30-landenwaardoor het 's werelds vijfde belangrijkste gewas voor menselijke consumptie is na rijst, tarwe, maïs en aardappelen.

'Blijf groen' in sorghum is een voorbeeld van een genetische oplossing voor droogte die is ingezet in Australië, India en Sub-Sahara Afrika. Gewassen met blijvend groen onderhouden groenere stengels en bladeren tijdens droogte, resulterend in verhoogde stamsterkte, korrelgrootte en opbrengst. Deze genetische oplossing kan worden gecombineerd met een beheersoplossing (bijv. Verminderde plantenpopulatie) om de productie en voedselzekerheid in zeer variabele en waterbeperkte omgevingen te optimaliseren.

Andere projecten in India hebben geconstateerd dat alternatieve irrigatie en droging (AWD) in rijst, vergeleken met normale overstroomde productie, het watergebruik met ongeveer 32% kan verminderen. En door de aerobe omgeving in de bodem te behouden, vermindert het de uitstoot van methaan vervijfvoudigd.

Klimaatverandering, water, landbouw en voedselzekerheid vormen een cruciale verbinding voor de 21ST-eeuw. We moeten praktijken ontwikkelen en toepassen die de opbrengsten verhogen, terwijl we de veranderende omstandigheden overwinnen en de uitstoot van de landbouwsector beperken. Hier is geen ruimte voor zelfgenoegzaamheid.

Over de auteur

Andrew Borrell, universitair hoofddocent Queensland Alliantie voor landbouw en voedselinnovatie, The University of Queensland; Center Leader, Hermitage Research Facility; College van Deskundigen, Global Change Institute, De universiteit van Queensland

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon