Последние 70 лет были хорошими для производства кукурузы на Среднем Западе США: с 1940-х годов урожайность увеличилась в пять раз. Большая часть этого улучшения была приписана достижениям в области сельскохозяйственных технологий, но исследователи из Гарвардского университета задаются вопросом, могут ли изменения климата и местной температуры играть большую роль, чем считалось ранее.
В новой статье исследователи обнаружили, что удлинение вегетационного периода из-за повышения температуры в сочетании с естественным охлаждающим эффектом больших полей растений внесли большой вклад в улучшение производства кукурузы в США
«Наши исследования показывают, что повышение урожайности частично зависит от улучшения климата», - сказал Питер Хайберс, профессор наук о Земле и планетах Департамента наук о Земле и планетах (EPS) и наук об окружающей среде. и инженерное дело в Гарвардской школе инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS). «В данном случае изменение температуры оказало положительное влияние на сельскохозяйственное производство, но нет гарантии, что это будет продолжаться, поскольку климат продолжает меняться. населения на меняющейся планете."
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Исследователи смоделировали взаимосвязь между температурой и урожайностью с 1981 по 2017 год в так называемом Кукурузном поясе: Иллинойс, Индиана, Айова, Канзас, Кентукки, Мичиган, Миннесота, Миссури, Небраска, Огайо, Южная Дакота, и Висконсин. Они обнаружили, что по мере повышения температуры из-за глобального изменения климата дни посева становились все раньше и раньше, сдвигаясь примерно на три дня за десятилетие..
"Одним из самых важных решений фермеров является то, что они сажают и когда они сажают", - сказал Итан Батлер, первый автор статьи и бывший аспирант EPS. «Мы видим, что фермеры сеют раньше - не только потому, что у них более выносливые семена и лучшее посадочное оборудование, - но и потому, что раньше становится теплее».
Батлер в настоящее время является научным сотрудником с докторской степенью в Департаменте лесных ресурсов Университета Миннесоты.
Ранний посев означает, что кукуруза успевает созреть до конца вегетационного периода.
Есть и вторая, более удивительная тенденция, которая положительно влияет на урожайность кукурузы. В то время как подавляющее большинство температур за последнее столетие повысилось, самые жаркие дни вегетационного периода Среднего Запада фактически понизились.
«Все более продуктивные и густо посаженные культуры могут испарять больше воды из листьев и почвы в жаркие дни», - сказал Натаниэль Мюллер, бывший научный сотрудник Центра окружающей среды Гарвардского университета и соавтор статьи. «Повсеместное увеличение скорости испарения, по-видимому, помогает защитить кукурузу от экстремальной жары, охлаждая окружающую среду и помогая повысить урожайность».
Мюллер в настоящее время является доцентом кафедры наук о Земле в Калифорнийском университете в Ирвине.
По оценкам исследователей, более четверти прироста урожайности с 1981 года можно объяснить двойным эффектом более продолжительного вегетационного периода и меньшей подверженности воздействию высоких температур, что позволяет предположить, что урожайность более уязвима к изменению климата. чем считалось ранее.
Исследователи также показывают, что сроки посадки и сбора урожая, которые фермеры используют в настоящее время, значительно лучше адаптированы к нынешнему климату, чем в предыдущие десятилетия.
«Фермеры невероятно активны, и мы видим, как они используют изменения температуры для повышения урожайности. Вопрос в том, насколько хорошо они смогут продолжать адаптироваться к будущим изменениям климата», - сказал Хайберс.