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Un aire más limpio ha aumentado los rendimientos de maíz y soja en EE. UU., Según una investigación

Un aire más limpio ha impulsado los rendimientos de maíz y soja en EE. UU., Según muestra una investigación dirigida por Stanford
Frijoles de soja en un campo listo para la cosecha en Fenton, Illinois. Crédito: Kelly Sikkema / Unsplash

Un factor clave en la prodigiosa producción agrícola de Estados Unidos resulta ser algo que los agricultores pueden hacer poco para controlar: aire limpio. 


por Rob Jordan, Universidad de Stanford


Un nuevo estudio dirigido por Stanford estima que las reducciones de la contaminación entre 1999 y 2019 contribuyeron a aproximadamente el 20 por ciento del aumento en las ganancias de rendimiento de maíz y soja durante ese período, una cantidad de alrededor de $ 5 mil millones por año.

El análisis, publicado esta semana en Environmental Research Letters , revela que cuatro contaminantes clave del aire son particularmente dañinos para los cultivos y representaron una pérdida promedio de alrededor del 5 por ciento de la producción de maíz y soja durante el período de estudio. Los hallazgos podrían ayudar a informar cambios tecnológicos y de políticas en beneficio de la agricultura estadounidense y subrayar el valor de reducir la contaminación del aire en otras partes del mundo.

«Los impactos de la contaminación del aire han sido difíciles de medir en el pasado, porque dos agricultores a solo 10 millas de distancia pueden enfrentar una calidad de aire muy diferente. Al usar satélites, pudimos medir patrones de escala muy finos y desentrañar el papel de diferentes contaminantes, «, dijo el autor principal del estudio, David Lobell, director del Centro de Seguridad Alimentaria y Medio Ambiente de Gloria y Richard Kushel.

La investigación destaca el considerable poder de los satélites para iluminar los impactos de la contaminación a una escala que de otro modo no sería posible. Ese poder podría ser aún más valioso en países con menos acceso a monitores de aire y datos de rendimiento.

Leyendo el aire

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que la contaminación del aire es tóxica para la vida vegetal en dosis altas, pero no cuánto se ven perjudicados los rendimientos de los agricultores en los niveles actuales. También se desconoce el impacto de la contaminación en la agricultura en general, así como los efectos de los contaminantes individuales.

Centrándose en una región de nueve estados (Illinois, Indiana, Iowa, Michigan, Minnesota, Missouri, Ohio, Dakota del Sur y Wisconsin) que produce aproximadamente dos tercios de la producción nacional de maíz y soja, Lobell y la coautora del estudio, Jennifer Burney, profesor asociado de ciencias ambientales en la Universidad de California en San Diego, se propuso medir el impacto en los rendimientos de los cultivos del ozono, material particulado , dióxido de nitrógeno y dióxido de azufre.

Un aire más limpio ha impulsado los rendimientos de maíz y soja en EE. UU., Según muestra una investigación dirigida por Stanford
Un agricultor planta soja con una sembradora de labranza cero en Vincennes, Indiana. Crédito: Brandon O’Connor / Servicio de Conservación de Recursos Naturales

El ozono es el resultado del calor y las reacciones químicas provocadas por la luz solar entre el nitrógeno y los hidrocarburos, como las que se encuentran en los gases de escape de los automóviles. El material particulado se refiere a partículas grandes de polvo, suciedad, hollín o humo. El dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre son gases que se liberan a la atmósfera principalmente a través de la quema de combustibles fósiles en plantas de energía y otras instalaciones industriales.

«Este ha sido un problema difícil de desenredar porque históricamente nuestras mediciones de diferentes tipos de contaminantes del aire y nuestras mediciones de los rendimientos agrícolas no se han superpuesto espacialmente con la resolución necesaria», explicó Burney. «Con los nuevos datos de alta resolución espacial, pudimos observar los rendimientos de los cultivos cerca de los monitores de contaminación y de las fuentes de emisiones contaminantes conocidas. Eso reveló evidencia de diferentes magnitudes de impactos negativos causados ​​por diferentes contaminantes».

Lobell y Burney extendieron su análisis hasta 1990, cuando el Congreso aprobó enmiendas a la Ley de Aire Limpio que resultaron en mejoras significativas en la calidad del aire en todo el país. Los investigadores analizaron datos de contaminación del aire de cientos de estaciones de monitoreo en la región, datos federales sobre emisiones de plantas de energía, observaciones satelitales de dióxido de nitrógeno alrededor de esas plantas de energía, datos de rendimiento de cultivos de encuestas federales e imágenes de satélite, y datos meteorológicos para contabilizar. para las condiciones de la temporada de crecimiento que se sabe que explican las variaciones de rendimiento de los cultivos.

Hallazgos sorprendentes

Lo que descubrieron Lobell y Burney los sorprendió. Entre sus hallazgos se encuentran los efectos negativos de cada uno de los cuatro contaminantes en los rendimientos de maíz y soja, y un claro aumento de rendimiento cuanto más lejos de las plantas de energía, en particular las instalaciones de combustión de carbón, se cultivan los cultivos. Los patrones espaciales únicos de cada contaminante les permitieron desenredar el efecto de cada contaminante de una manera que los estudios anteriores no pudieron.

Los investigadores estimaron que las pérdidas totales de rendimiento de los cuatro contaminantes promediaron el 5,8 por ciento para el maíz y el 3,8 por ciento para la soja durante las últimas dos décadas. Esas pérdidas disminuyeron con el tiempo a medida que el aire se volvió más limpio. De hecho, la reducción de la contaminación del aire contribuyó a un crecimiento estimado del 4 por ciento en los rendimientos de maíz y del 3 por ciento en los rendimientos de soja, aumentos que equivalen al 19 por ciento de las ganancias generales de rendimiento del maíz durante el período y al 23 por ciento de las ganancias generales de rendimiento de la soja.

«Ya sabemos que la Ley de Aire Limpio resultó en billones de dólares en beneficios en términos de salud humana, así que creo que estos miles de millones en beneficios agrícolas son la guinda del pastel», dijo Lobell. «Pero incluso si es una pequeña parte de los beneficios del aire puro, ha sido una gran parte de nuestra capacidad para seguir impulsando la productividad agrícola».



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