Während die globale Nahrungsmittelnachfrage steigt, schlägt der Klimawandel unsere Grundnahrungsmittelpflanzen

Während die globale Nahrungsmittelnachfrage steigt, schlägt der Klimawandel unsere Grundnahrungsmittelpflanzen

Ein Anstieg der Bevölkerung und des Wohlstands wird die weltweite Nachfrage nach Nahrungsmitteln erhöhen um bis zu 70% von 2050, Landwirtschaft ist bereits die Auswirkungen des Klimawandels spüren. Das ist voraussichtlich fortgesetzt werden in den kommenden Jahrzehnten.

Wissenschaftler und Landwirte müssen an mehreren Fronten agieren, um sinkenden Ernteerträgen zu begegnen und mehr Menschen zu ernähren. Wie bei früheren landwirtschaftlichen Revolutionen benötigen wir eine neue Reihe von Pflanzeneigenschaften, um die Herausforderung zu meistern.

Wenn es um die Grundnahrungsmittel Weizen, Reis, Mais, Soja, Gerste und Sorghum geht, hat die Forschung Veränderungen bei Niederschlag und Temperatur festgestellt etwa 30% der jährlichen Variation der landwirtschaftlichen Erträge. Alle sechs Nutzpflanzen reagierten negativ auf steigende Temperaturen - höchstwahrscheinlich verbunden mit einem Anstieg der Ernteerträge und Wasserstress. Insbesondere Weizen, Mais und Gerste zeigen eine negative Reaktion auf erhöhte Temperaturen. Insgesamt hatten die Regentrends in diesen Studien jedoch nur geringe Auswirkungen auf die Ernteerträge.

Seit 1950 haben durchschnittliche globale Temperaturen um etwa 0.13 ° C pro Jahrzehnt gestiegen. Eine noch schnellere Rate von etwa 0.2 ° C Erwärmung pro Jahrzehnt ist erwartet in den nächsten Jahrzehnten.

Wenn die Temperaturen steigen, fallen die Niederschlagsmuster Veränderung. Erhöhte Hitze führt auch zu größerer Verdunstung und Oberflächentrocknung, die Dürre weiter intensiviert und verlängert.

Eine wärmere Atmosphäre kann auch halte mehr Wasser - Über 7% mehr Wasserdampf für jede 1 ° C-Temperaturerhöhung. Dies führt letztlich zu Stürmen mit stärkerem Niederschlag. Eine Überprüfung der Niederschlagsmuster zeigt Änderungen in der Menge an Niederschlag überall.

Sinkende Erträge

Die Ernteerträge in Australien wurden von den jüngsten Wetterbedingungen stark getroffen. Im vergangenen Jahr zum Beispiel die Aussichten für Mungbohnen war ausgezeichnet. Aber das heiße, trockene Wetter hat Züchter verletzt. Die extremen Bedingungen haben die Durchschnittserträge von erwarteten 1-1.5-Tonnen pro Hektar auf nur 0.1-0.5-Tonnen pro Hektar reduziert.

Sorghum Daten Baumwolle Die Ernte ging etwas schlechter vonstatten, weil das Bodenwasser aufgebraucht war, es gab keinen Niederschlag in der Ernte und keine extreme Hitze. Obst und Gemüse, von Erdbeeren bis zu Kopfsalat, waren traf auch hart.

Aber die Geschichte ist größer als das. Weltweit Produktion von Mais und Weizen zwischen 1980 und 2008 war 3.8% und 5.5% unter dem, was wir erwartet hätten ohne Temperaturanstieg. Ein Modell, das historische Pflanzenproduktion und Wetterdaten kombiniert, Projekte signifikante Reduktionen in der Produktion von mehreren wichtigen afrikanischen Kulturen. Bei Mais ist der vorhergesagte Rückgang so hoch wie 22% von 2050.

Mehr Menschen in diesen sich verändernden Bedingungen zu füttern ist die Herausforderung, vor der wir stehen. Es werden Ernten benötigt, die stark an trockene und heiße Umgebungen angepasst sind. Die sogenannte "Grüne Revolution"Die 1960s und 1970s haben Pflanzen mit geringer Statur und verbesserter Reaktionsfähigkeit auf Stickstoffdünger geschaffen.

Jetzt ist eine neue Reihe von Pflanzeneigenschaften erforderlich, um den Ernteertrag weiter zu steigern, indem Pflanzen widerstandsfähig gegen die Herausforderungen eines wasserarmen Planeten gemacht werden.

Entwicklung widerstandsfähiger Pflanzen für ein stark variables Klima

Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...3/index.html Für die Entwicklung resistenter Kulturpflanzen sind umfangreiche Untersuchungen und Maßnahmen an mehreren Fronten erforderlich, um eine Anpassung an Dürren und Dürren zu erreichen Staunässeund Toleranz gegenüber Kälte, Hitze und Salzgehalt. Was auch immer wir tun, wir müssen auch diese Landwirtschaft berücksichtigen trägt wesentlich zu Treibhausgasemissionen (THG) bei.

Wissenschaftler begegnen dieser Herausforderung, indem sie einen Rahmen für die Anpassung an den Klimawandel schaffen. Wir identifizieren günstige Kombinationen von Pflanzensorten (Genotypen) und Managementpraktiken (Agronomie), um in einem komplexen System zusammenzuarbeiten.

Wir können die Auswirkungen einiger Klimaschwankungen mit guten Managementpraktiken mildern. Um zum Beispiel die Dürre zu bekämpfen, können wir Pflanztermine, Dünger, Bewässerung, Reihenabstand, Population und Anbausysteme ändern.

Genotypische Lösungen können diesen Ansatz unterstützen. Die Herausforderung besteht darin, günstige Kombinationen von Genotypen (G) und Management (M) Praktiken in einer variablen Umgebung (E) zu identifizieren. Verständnis der Interaktion zwischen Genotypen, Management und Umwelt (GxMxE) ist entscheidend für die Verbesserung der Kornerträge unter heißen und trockenen Bedingungen.

Genetische und Management-Lösungen können verwendet werden, um klimaresistente Pflanzen für hochvariable Umgebungen in Australien und weltweit zu entwickeln. Sorghum ist ein großartiges Beispiel. Es ist der Ernährung für mehr als 500 Millionen Menschen in mehr als 30 LändernDamit ist es nach Reis, Weizen, Mais und Kartoffeln die fünftwichtigste Kulturpflanze für den menschlichen Verzehr.

Stay-grün in Sorghum ist ein Beispiel für eine genetische Lösung für Dürre, die in Australien, Indien und Subsahara-Afrika eingesetzt wurde. Kulturpflanzen mit Stay-Green erhalten während Trockenheit grünere Stämme und BlätterDies führt zu einer erhöhten Schaftfestigkeit, Korngröße und Ausbeute. Diese genetische Lösung kann mit einer Managementlösung kombiniert werden (z. B. reduzierte Pflanzenpopulation), um die Produktion und die Nahrungsmittelsicherheit in stark variablen und wasserarmen Umgebungen zu optimieren.

Andere Projekte in Indien haben festgestellt, dass eine alternierende Befeuchtung und Trocknung (AWD) in Reis im Vergleich zu einer normalen Überflutungsproduktion den Wasserverbrauch um etwa 32% reduzieren kann. Und indem es eine aerobe Umgebung im Boden aufrechterhält, reduziert es die Methanemissionen um das Fünffache.

Klimawandel, Wasser, Landwirtschaft und Ernährungssicherheit sind ein kritischer Knotenpunkt für das 21-Jahrhundert. Wir müssen Praktiken schaffen und umsetzen, die die Erträge steigern, gleichzeitig die sich ändernden Bedingungen überwinden und die Emissionen aus dem Agrarsektor begrenzen. Hier ist kein Platz für Selbstgefälligkeit.

Über den Autor

Andrew Borrell, Associate Professor, Queensland-Allianz für Landwirtschaft und Lebensmittelinnovation, The University of Queensland; Zentrumsleiter, Hermitage Research Facility; Expertenkollegium, Global Change Institute, Die Universität von Queensland

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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