Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Minnesota Twin Cities ofrece nuevos conocimientos sobre cómo la alternancia de cultivos de maíz y soja puede ayudar a aumentar el rendimiento de los cultivos en un clima cambiante.
por la Universidad de Minnesota
La investigación se publica en la revista Global Change Biology .
El aumento de las temperaturas y los fenómenos climáticos extremos amenazan la seguridad alimentaria mundial, por lo que es crucial comprender cómo las prácticas sostenibles como la rotación de cultivos pueden ayudar a mejorar el rendimiento agrícola y la resiliencia.
El estudio concluyó que los beneficios de la rotación maíz -soja, en comparación con el cultivo continuo de maíz año tras año, son extremadamente sensibles al clima. Por ejemplo, el maíz se beneficia de una rotación de soja en las zonas más frías, mientras que la soja se beneficia de una rotación de maíz en las regiones más cálidas. Además, el calentamiento durante la temporada de no crecimiento reduce los beneficios del maíz, mientras que el calentamiento durante la temporada de crecimiento ayuda a aumentar los beneficios de la soja.
«El maíz y la soja pueden experimentar diferentes cambios en los beneficios de la rotación de cultivos en el futuro, lo que puede ayudar a los agricultores estadounidenses a tomar decisiones más informadas ante el calentamiento climático «, dijo Junxiong Zhou, candidato a doctorado en el Departamento de Ingeniería de Bioproductos y Biosistemas (BBE) de la Universidad de Minnesota y primer autor del artículo.
A pesar de los desafíos climáticos, el estudio sugiere que aumentar la rotación de cultivos aún puede mejorar los rendimientos generales y destaca su potencial como estrategia de adaptación climática.
Si bien la mayoría de los estudios anteriores se han centrado en las condiciones climáticas actuales, este nuevo estudio tiene en cuenta el cambio climático en el futuro y cómo éste afecta a la rotación de cultivos. Para abordar este tema, los investigadores utilizaron datos satelitales combinados con lo que ellos llaman un «modelo forestal causal», un método científico que ayuda a comprender las relaciones de causa y efecto en los datos. Calcularon los beneficios de la rotación de cultivos en condiciones climáticas variables en la región del Medio Oeste de los Estados Unidos.
«Millones de observaciones satelitales y modelos avanzados de aprendizaje automático nos permiten cuantificar los impactos del clima en los beneficios de la rotación de cultivos a nivel de subcampo en el Medio Oeste», dijo Zhenong Jin, profesor asociado en BBE y autor principal del artículo.
Para analizar esta enorme cantidad de datos, los investigadores utilizaron una herramienta avanzada de aprendizaje automático que enseña a las computadoras a aprender de ejemplos y mejorar en tareas sin necesidad de ser programadas explícitamente. Esto ayudó al equipo a comprender cómo la rotación de cultivos beneficia los rendimientos del maíz y la soja en el Medio Oeste de Estados Unidos.
«Este estudio demuestra el gran potencial del aprendizaje automático interpretable para estimar los efectos a gran escala de las prácticas de gestión agrícola», dijo David Mulla, profesor y titular de la Cátedra Larson en recursos de suelo y agua en la Facultad de Ciencias de la Alimentación, Agricultura y Recursos Naturales de la U de M, e investigador principal en el Instituto de Inteligencia Artificial para las Interacciones Clima-Tierra, Mitigación, Adaptación, Compensaciones y Economía (AI-CLIMATE).
En el futuro, los investigadores esperan ampliar su análisis para incluir sistemas de rotación de cultivos diversos a largo plazo y sus interacciones con climas de todas las estaciones. Los estudios futuros se centrarán en estudios a nivel de campo para comprender el ciclo de nutrientes y la dinámica de las plagas en diferentes escenarios climáticos, junto con la exploración de avances como los cultivos resistentes a las plagas.
Además de Jin y Zhou, el equipo de investigación incluyó a Peng Zhu de la Universidad de Hong Kong junto con Dan M. Kluger y David B. Lobell de la Universidad de Stanford.
También se puede encontrar un comentario sobre la investigación en el sitio web de Wiley Online Library.
Más información: Junxiong Zhou et al, Cambios en el efecto del rendimiento del cultivo anterior en el cinturón de maíz de EE. UU. en un clima más cálido, Global Change Biology (2024). DOI: 10.1111/gcb.17556
Monique E. Smith et al., Replanteamiento de los beneficios de la rotación de cultivos en el contexto del cambio climático: más allá de la temporada de crecimiento, Global Change Biology (2024). DOI: 10.1111/gcb.70012
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