¿La variación temporal de las precipitaciones provocada por el cambio climático afectará los rendimientos de los cultivos y las pérdidas de nitrógeno reactivo?

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El cambio climático (por ejemplo, el calentamiento global) está intensificando el ciclo global del agua y la variación temporal de la precipitación ha aumentado significativamente. 


por Prensa de educación superior


La distribución de la precipitación es más desigual a lo largo del tiempo, y las sequías y las inundaciones ocurrieron con mayor frecuencia. Esta variabilidad inestable de las precipitaciones es particularmente negativa para el crecimiento de los cultivos.

Por un lado, la variación temporal de las precipitaciones afectará directamente el momento de aplicación de los fertilizantes a los cultivos, lo que limitará aún más la correspondencia entre la oferta de fertilizantes y la demanda de los cultivos. Por otro lado, el aumento de la variabilidad temporal de la precipitación conduce a una asincronía entre el suministro y la demanda de N, lo que indirectamente conduce a más pérdidas de nitrógeno reactivo (incluidas las pérdidas por lixiviación, las emisiones gaseosas, etc.), lo que provoca la contaminación del agua y las emisiones de gases de efecto invernadero. , la contaminación del aire y otros efectos sobre el medio ambiente ecológico y la salud humana.

El Prof. Peter M. Vitousek de la Universidad de Stanford y su equipo simularon la productividad de los cultivos en función de la humedad y la temperatura del suelo, y el N y P biológicamente disponibles de todas las fuentes (fertilizante, deposición atmosférica y mineralización de N y P del N y P orgánico del suelo) , para evaluar cómo la variación temporal de la precipitación afecta el rendimiento de los cultivos y las pérdidas de nitrógeno.

Los resultados del modelo muestran que la cantidad adecuada de aplicación de fertilizante (100 y 20 unidades de N y P, respectivamente) y el momento adecuado de adición (dos incrementos al cultivo en el período de crecimiento, y el momento de la aplicación es más cercano al período de crecimiento, más significativo es el efecto de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones de Nr) puede resultar en una mayor recuperación de N en el material cosechado de 53,6 y una menor pérdida de N de 60,8, que es una mejor práctica recomendada para muchos cultivos de campo.

La mayor variabilidad de las precipitaciones tiene el potencial de generar precipitaciones extremas y una distribución más desigual de los recursos hídricos, con varios efectos adversos en la producción agrícola . En este estudio se encontró que los aumentos en la variación temporal de la precipitación causaron rendimientos decrecientes, pérdidas progresivamente mayores de N reactivo. Es probable que tales pérdidas sean particularmente importantes para el P, ya que la inmovilidad relativa del P hace que grandes depósitos de P derivado de fertilizantes se acumulen. se acumulan en los suelos superficiales, donde son vulnerables a pérdidas por escorrentía y erosión del suelo.

Las variaciones temporales globales en la precipitación serán más dramáticas con el cambio climático antropogénico , que reducirá aún más los rendimientos y aumentará las pérdidas de nitrógeno. Los autores y su equipo esperan explorar soluciones que puedan abordar este riesgo climático. Sin embargo, ajustar las cantidades de aplicación de fertilizantes (~30 %) según el contenido de humedad del suelo reducirá las pérdidas de N reactivo (~50 %) pero no aumentará el rendimiento de los cultivos.

En los ecosistemas agrícolas de secano, los aumentos en la variación temporal de las precipitaciones provocados por el cambio climático dificultarán el mantenimiento de sistemas de cultivo que sean a la vez de alto rendimiento y tengan una pequeña huella ambiental y para la salud humana. En resumen, parece probable que enfrentemos desafíos cada vez mayores para la seguridad alimentaria con la mejora continua en la variabilidad de las precipitaciones.

La atmósfera es un sistema muy complejo. A medida que los gases de efecto invernadero emitidos por los humanos se acumulan en la atmósfera, eventualmente pueden causar fenómenos meteorológicos extremos, como tormentas de lluvia. Solo si los países de todo el mundo intensifican sus esfuerzos para reducir las emisiones y lograr la neutralidad de carbono lo antes posible, podremos cambiar el clima de la Tierra y el futuro de nuestro hogar.

Este estudio ha sido publicado en Frontiers of Agricultural Science and Engineering .