בעוד שגידול באוכלוסייה ובעושר יביא לביקוש העולמי למזון בשיעור של עד 70% על ידי 2050, חקלאות היא כְּבָר מרגיש את ההשפעות של שינויי האקלים. זה צפוי להמשיך בעשורים הקרובים.
מדענים וחקלאים יצטרכו לפעול בכמה חזיתות כדי להתמודד עם ירידת התשואות ולזון יותר אנשים. כמו במהפכות חקלאיות קודמות, אנו זקוקים למערך חדש של מאפייני צמחים בכדי לעמוד באתגר.
כשמדובר בגידולי הבסיס - חיטה, אורז, תירס, פולי סויה, שעורה וסורגום - מחקרים מצאו כי שינויים בגשמים ובטמפרטורה מסבירים על 30% של השונות השנתית בתשואות החקלאיות. כל ששת הגידולים הגיבו בשלילה לטמפרטורות העולות - ככל הנראה קשורות לעלייה בשיעורי התפתחות הגידולים ולחץ המים. בפרט, חיטה, תירס ושעורה מראים תגובה שלילית לטמפרטורות מוגברות. אך בסך הכל, למגמות הגשמים היו השפעות קלות בלבד על יבול היבול במחקרים אלה.
מאז 1950, הטמפרטורות הממוצעות בעולם היו עלה בכ 0.13 מעלות צלזיוס לעשור. קצב התחממות מהיר עוד יותר של כ- 0.2 ° C בעשור הוא צפוי במהלך העשורים הקרובים.
עם עליית הטמפרטורות, דפוסי הגשמים שינוי. חום מוגבר מוביל גם לאידוי רב יותר ולייבוש פני השטח, מה שמעצים עוד יותר את הבצורת.
אווירה חמה יכולה גם להחזיק יותר מים - כ- 7% יותר אדי מים לכל עליית טמפרטורה אחת. בסופו של דבר זה גורם לסופות עם גשמים עזים יותר. סקירה של דפוסי הגשמים מראה שינויים בכמות הגשמים בכל מקום.
תשואות יורדות
יבול היבול סביב אוסטרליה נפגע קשות ממזג האוויר האחרון. בשנה שעברה, למשל, התחזית לפולי המונג היה מצוין. אבל מזג האוויר החם והיבש פגע במגדלים. התנאים הקיצוניים הפחיתו את התשואה הממוצעת מ-1-1.5 טון לדונם ל-0.1-0.5 טון בלבד לדונם.
דורה ו כותנה הגידולים השתפרו מעט טוב יותר, בגלל מי קרקע שהתרוקנו, היעדר גשמים בגידולים וחום קיצוני. פירות וירקות, מתותים ועד חסה, היו גם מכה קשה.
אבל הסיפור גדול מזה. בעולם ייצור תירס וחיטה בין השנים 1980 ל -2008 היה 3.8% ו -5.5% מתחת למה שהיינו מצפים ללא עליות טמפרטורה. מודל אחד, המשלב ייצור היסטורי של יבולים ונתוני מזג אוויר, מקרין צמצומים משמעותיים בייצור מספר יבולים אפריקאים מרכזיים. עבור תירס, הירידה החזויה היא עד 22% עד שנת 2050.
האכלה של אנשים נוספים בתנאים המשתנים הללו היא האתגר העומד לפנינו. זה ידרוש גידולים המותאמים מאוד לסביבות יבשות וחמות. מה שמכונה "מהפכה ירוקה”משנות השישים והשבעים יצר צמחים בעלי קומה קצרה והיענות משופרת לדשן חנקן.
כעת, יש צורך במערך חדש של מאפייני צמחים כדי להגדיל עוד יותר את תפוקת היבול, על ידי הפיכת צמחים לעמידים בפני האתגרים של כוכב לכת דל מים.
פיתוח גידולים גמישים לאקלים משתנה מאוד
גידולים עמידים ידרשו מחקר משמעותי ופעולה במספר חזיתות - כדי ליצור התאמה לבצורת ו בריחת מים, וסובלנות לקור, חום ומליחות. לא משנה מה שאנחנו עושים, אנחנו צריכים גם לקחת בחקלאות זו תורם באופן משמעותי לפליטת גזי חממה (GHG).
מדענים עומדים באתגר זה על ידי יצירת מסגרת להסתגלות לשינויי האקלים. אנו מזהים שילובים חיוביים של זני היבול (גנוטיפים) ושיטות ניהול (אגרונומיה) לעבודה משותפת במערכת מורכבת.
אנו יכולים למתן את ההשפעות של כמה שינויי אקלים בעזרת שיטות ניהול טובות. לדוגמא, כדי להתמודד עם הבצורת, אנו יכולים לשנות את תאריכי השתילה, הדשנים, ההשקיה, המרווחים בין השורות, אוכלוסייה וגידול.
פתרונות גנוטיפיים יכולים לחזק גישה זו. האתגר הוא לזהות שילובים נוחים של גנוטיפים (G) ונהלי ניהול (M) בסביבה משתנה (E). הבנת האינטראקציה בין גנוטיפים, ניהול וסביבה (GxMxE) קריטית לשיפור תפוקת התבואה בתנאים חמים ויבשים.
ניתן להשתמש בפתרונות גנטיים וניהוליים לפיתוח גידולים עמידים לאקלים עבור סביבות משתנות מאוד באוסטרליה ובעולם. סורגום הוא דוגמה מצוינת. זה מצרך תזונתי למעל 500 מיליון איש ביותר מ -30 מדינותמה שהופך אותו לגידול החמישי בחשיבותו בעולם למאכל אדם לאחר אורז, חיטה, תירס ותפוחי אדמה.
"הישאר ירוק" בסורגום הוא דוגמה לפיתרון גנטי לבצורת שנפרס באוסטרליה, הודו ובאפריקה שמדרום לסהרה. גידולים עם שמירה ירוקה שומרים על גבעולים ועלים ירוקים יותר במהלך הבצורת, וכתוצאה מכך גדל חוזק הגזע, גודל התבואה והתפוקה. ניתן לשלב פיתרון גנטי זה עם פיתרון ניהול (למשל אוכלוסיית צמחים מופחתת) כדי לייעל את הייצור וביטחון המזון בסביבות משתנות מאוד ומוגבלות מים.
פרויקטים אחרים בהודו גילו כי השקיית הרטבה וייבוש חלופית (AWD) באורז, בהשוואה לייצור מוצף רגיל, יכולה להפחית את השימוש במים בכ- 32%. ועל ידי שמירה על סביבה אירובית בקרקע, זה מפחית פי חמישה את פליטת המתאן.
שינויי אקלים, מים, חקלאות ואבטחת מזון מהווים קשר קריטי למאה ה -21. עלינו ליצור וליישם שיטות שיגדילו את התשואות, תוך התגברות על התנאים המשתנים והגבלת הפליטות מהמגזר החקלאי. אין כאן מקום לשאננות.
על המחבר
אנדרו בורל, פרופסור חבר בברית קווינסלנד לחקלאות וחדשנות מזון, אוניברסיטת קווינסלנד; ראש מרכז, מתקן למחקר הרמיטאז '; המכללה למומחים, המכון לשינוי גלובלי, אוניברסיטת קווינסלנד
מאמר זה פורסם במקור ב שיחה. קרא את מאמר מקורי.
ספרים קשורים
at InnerSelf Market ואמזון
