No importa cuál de los modelos de circulación global ampliamente aceptados se acerque más a predecir la cantidad de calentamiento causado por el cambio climático, la producción de maíz se reducirá, según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State).
por Jeff Mulhollem, Universidad Estatal de Pensilvania
Evaluaron los impactos potenciales de 18 escenarios de calentamiento, dictados por varias concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero , para determinar los efectos potenciales del cambio climático futuro en los rendimientos de maíz de regadío y de secano desde la década de 2020 hasta la década de 2090. Aunque la investigación se centró en las Grandes Llanuras de EE. UU., en el corazón de la principal región productora de maíz del país, se cree que los resultados tienen implicaciones globales.
Para estimar los rendimientos, los investigadores emplearon el modelo AquaCrop, una simulación de crecimiento de cultivos desarrollada por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, para evaluar el efecto del medio ambiente y la gestión en la producción de cultivos, prediciendo la respuesta del rendimiento al agua. El sitio de estudio es representativo de las prácticas de manejo agrícola en la región y representa el área más densamente irrigada en las Llanuras Centrales, que es una subregión de las Grandes Llanuras.
El maíz es susceptible a factores ambientales como el aumento de la temperatura del aire, el aumento de la radiación, el déficit de presión de vapor y el cambio de humedad, según la investigadora principal Suat Irmak, profesora y directora del Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica de la Facultad de Ciencias Agrícolas. Él y su equipo señalaron que los rendimientos de regadío se verán mucho menos afectados que los rendimientos de secano.
“En nuestro estudio, dependiendo de las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero y el nivel de calentamiento asociado , vimos disminuciones en los rendimientos del maíz de secano que van del 2,2% al 21,5%”, dijo. “Bajo esas mismas concentraciones de gases de efecto invernadero, el rango de disminución fue menor para los rendimientos con riego: del 3,7 % al 15,6 %, debido a que las tecnologías de riego proporcionan condiciones de crecimiento de cultivos más estables bajo estrés hídrico y térmico”.
Es muy probable que el clima global se caliente entre 2,16 y 3,42 grados Fahrenheit desde ahora hasta 2040, según el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático, explicó Irmak. La temperatura superficial media global fue 1,78 grados F más alta durante el período 2001-20 que durante el período preindustrial de 1850-1900, encontró el panel de las Naciones Unidas.
Investigaciones anteriores de Irmak y otros han demostrado que el cambio climático ya ha afectado la productividad de los principales cultivos agrícolas en los agroecosistemas mundiales. Anteriormente, Irmak descubrió que, debido al aumento de la temperatura del aire, las heladas de primavera ocurren antes y las heladas de otoño ocurren más tarde. Esto da como resultado una mayor duración de la temporada de crecimiento hasta más de 20 días, lo que tiene implicaciones significativas para la producción agrícola en los EE. UU. y en todo el mundo.
La investigación es importante, señaló Irmak, porque según muchas medidas, el maíz es el cultivo más importante del país. Según el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, el maíz representa 92 millones de acres de uso de la tierra en los Estados Unidos. Con un aumento continuo en la temperatura del aire y la demanda de humedad atmosférica, junto con condiciones de suministro de agua cada vez más limitadas y la degradación de la calidad del agua en las regiones del medio oeste y el oeste, es posible que veamos un cambio sustancial en la producción de maíz hacia las regiones del este de los EE. UU., advirtió.
“Estos análisis pueden ser valiosos para los encargados de la formulación de políticas, los responsables de la toma de decisiones y los administradores/profesionales agrícolas y de recursos hídricos para evaluar las compensaciones futuras entre los rendimientos de riego y de secano”, dijo. “Necesitan saber cómo se proyecta que los paisajes se desempeñen en dos escenarios con respecto al cambio climático”.
En hallazgos publicados recientemente en Agricultural Water Management , los investigadores informaron que, según los resultados de su modelo, los rendimientos de secano disminuirán hasta 40 bushels por acre, mientras que se prevé que los rendimientos de riego disminuyan solo 19 bushels por acre. Además, el rendimiento del maíz de secano será más variable que el rendimiento del maíz de regadío en la mayoría de los modelos de circulación global.
Esas disminuciones serían perjudiciales porque el maíz está sustancialmente integrado en nuestras vidas, señaló Irmak. Se utiliza para alimentación animal, consumo humano, producción de fibra y producción de campo para etanol. Por lo tanto, los científicos agrícolas deben analizar las pérdidas anticipadas en la producción y sus implicaciones, sugirió. “El cambio climático es real, ese es el resultado final”, dijo. “Necesitamos entender cómo esto podría afectar nuestras políticas nacionales y el suministro de alimentos”.
Se prevé que los cambios en las características del clima se manifiesten como un aumento de la temperatura media del aire en la mayoría de las regiones terrestres y oceánicas, con temperaturas extremas, fuertes precipitaciones y una mayor probabilidad de sequía y déficit de precipitaciones, agregó Irmak. Tales choques y cambios climáticos afectarán el rendimiento de los cultivos, el área de cultivo y el suministro de alimentos, lo que afectará el desarrollo agrícola sostenible y los objetivos de erradicación de la pobreza.
“Pero estimar las magnitudes de esos cambios es un desafío porque las temperaturas y las precipitaciones tienen impactos complejos en el rendimiento de los cultivos, junto con otras variables meteorológicas críticas”, dijo. “Solo se puede hacer con modelos de cultivo apropiados. Realizaremos análisis similares a largo plazo para sistemas de cultivo especiales, incluidos árboles frutales y cultivos en hileras importantes, también en Pensilvania”.
Este estudio es parte de una investigación a largo plazo que investiga los fundamentos del cambio climático acoplado y el impacto del agua, los nutrientes y las estrategias de manejo de cultivos en la productividad de los agroecosistemas y las relaciones ambientales para los sistemas de cultivo, que Irmak comenzó en la Universidad de Nebraska y continúa en Estado de Pensilvania.
Contribuyeron a la investigación Rupinder Sandhu y Meetpal Kukal, quienes recibieron sus títulos de maestría y doctorado y trabajaron como investigadores asociados posdoctorales bajo la supervisión de Irmak en la Universidad de Nebraska. Kukal actualmente es profesor asistente de investigación en el Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica de Penn State, y Sandhu trabaja con Locus Agricultural Solutions.
