Сдвиги производственных зон выращивания агрокультур неизбежны
Изменение климата не только создаст новые проблемы для фермеров, но и приведет к смещению зон выращивания в более прохладные территории. На примере кукурузы и сои в США ученые показали смещение продуктивных зон этих культур на север.
Об этом заявил профессор Гуйлин Ван, принявший участие в новом исследовании Калифорнийского университета в Коннектикуте и Центра экологических наук и инженерных исследований Мейджана Янга, которое было опубликовано в журнале Agricultural Systems, пишет портал agroxxi.ru.
Согласно построенной модели прогнозов, американские фермеры увидят столь очевидное падение урожайности двух важных маржинальных культур, что будут вынуждены искать новые территории.
Большая часть производства кукурузы и сои в США сосредоточена в регионе Среднего Запада, известном как «кукурузный пояс». Благодаря богатой почве в сочетании с устойчивым развитием сельскохозяйственных технологий за последние пару столетий темпы роста урожайности были высокими.
«Если вы посмотрите на долгосрочную тенденцию, урожайность постоянно росла, за исключением лет с экстремальными явлениями, такими как наводнение или засуха. Например, в 2012 году сильная засуха привела к огромному падению урожайности и установила рекордный уровень цен на продукты питания.
В США и других странах эта тенденция увеличения урожайности обусловлена, например, технологиями, ирригацией и улучшением семенных линий. Тенденция будет другой в будущем по мере изменения климата», – говорит Ван.
Ученые использовали модель, основанную на процессах, под названием «Система поддержки принятия решений для передачи агротехнологий», чтобы смоделировать, как различные физиологические процессы сельскохозяйственных культур реагируют на условия окружающей среды: количество солнечного света, осадков, температуры и влажности каждый день в течение вегетационного периода в данном климате.
Затем модель определяет урожайность в конце вегетационного периода для каждой культуры. Чтобы оценить влияние изменения климата, исследователи провели моделирование исторического и прогнозируемого будущего климата и обнаружили смещение на север наиболее продуктивных зон выращивания.
«Когда мы смотрим на изменчивость урожайности в прошлом, худшие годы — это годы, когда наблюдались как засуха, так и волны жары. Эти два явления, как правило, происходят одновременно, потому что они действительно подпитывают и усиливают друг друга.
Эти совокупные факторы затрудняют объяснение потери урожая сельскохозяйственных культур от конкретного стресса – и именно здесь проявляется сила модели, основанной на процессах, поскольку она учитывает воздействие каждого стрессора на уровне процесса и может дать четкое представление о том, как совокупность факторов стресса влияет на урожайность.
Проще говоря, мы понимаем и можем количественно оценить, какая часть прогнозируемого изменения урожайности обусловлена водным, а какая – тепловым стрессом или другими факторами. Исторически сложилось так, что большая часть урожайности в кукурузном поясе ограничивается водным стрессом», – объясняет Ван.
Ученые выяснили, что урожайность кукурузы и сои в США по-прежнему будет ограничиваться в первую очередь водным дефицитом до 2040-х и 2050-х годов, но после середины столетия жара станет основным стрессором и ограничивающим фактором, с чем фермерам не приходилось сталкиваться в прошлом.
«Это открытие имеет значение для селекции сельскохозяйственных культур. Прямо сейчас и в ближайшем будущем важны засухоустойчивые культуры, но если взглянуть на долгосрочную перспективу, нам нужны жаростойкие культуры», – говорит Ван.
Согласно системе прогнозов, сдвиг американской продуктивной зоны выращивания сои и кукурузы произойдет на север, однако, жара на юге снизит урожайность кукурузы примерно на 40% к концу столетия и примерно на 22% — сои. В итоге, сложно будет достичь баланса и сохранить производство даже при северном выращивании.
«Поскольку климат меняется, фермеры не будут сидеть сложа руки, а ученые усилят разработку жаростойких культур и новых агрономических практик, например, для ультра-раннего посева. Я думаю, что мы продолжим наблюдать некоторое увеличение урожайности за счет технологий и новых методов селекции, но в конечном итоге климат возьмет свое».
«Глядя в будущее, мы увидим сдвиги производственных зон, потому что если мы хотим максимизировать производственную систему, она должна мигрировать вместе с климатом», – подытожил Ван.
⚡️Следите за новостями Agroexpert в -> Telegram | Viber | Facebook | Instagram | News letter!
