Ændrede temperaturer hjælper majsproduktionen i USA - for nu

De sidste 70 år har været gode til majsproduktion i det midtvestlige USA, med udbytter femdoblet siden 1940'erne. Meget af denne forbedring er blevet tilskrevet fremskridt inden for landbrugsteknologi, men forskere ved Harvard University spørger, om ændringer i klima og lokal temperatur kan spille en større rolle end tidligere antaget.

I et nyt papir, forskere fandt ud af, at en forlænget vækstsæson på grund af forhøjede temperaturer, kombineret med de naturlige køleeffekter af store plantemarker, har haft et stort bidrag til forbedret majsproduktion i USA

"Vores forskning viser, at forbedringer i afgrødeudbyttet afhænger, delvis, om forbedringer i klimaet, "sagde Peter Huybers, Professor i jord- og planetvidenskab ved Institut for jord- og planetvidenskab (EPS) og miljøvidenskab og teknik ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). "I dette tilfælde, ændrede temperaturer har haft en gavnlig indvirkning på landbrugsproduktionen, men der er ingen garanti for, at fordelen vil vare, når klimaet fortsætter med at ændre sig. Det er vigtigt at forstå de detaljerede sammenhænge mellem klima og afgrødeudbytte, når vi bevæger os mod at fodre en voksende befolkning på en planet i forandring. "

Forskningen er offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences ( PNAS ).

Forskerne modellerede forholdet mellem temperatur og afgrødeudbytte fra 1981 til 2017 på tværs af det såkaldte Corn Belt:Illinois, Indiana, Iowa, Kansas, Kentucky, Michigan, Minnesota, Missouri, Nebraska, Ohio, South Dakota, og Wisconsin. De fandt ud af, at når temperaturen steg på grund af de globale klimaændringer, plantningsdage blev tidligere og tidligere, skifter med cirka tre dage pr. årti.

"En af landmændenes største beslutninger er, hvad de planter, og hvornår de planter den, "sagde Ethan Butler, første forfatter til papiret og tidligere kandidatstuderende i EPS. "Vi ser, at landmænd planter tidligere - ikke kun fordi de har hårdere frø og bedre planteudstyr - men også fordi det bliver varmere før."

Butler er i øjeblikket en postdoktoral forskningsassistent i Department of Forest Resources ved University of Minnesota.

Tidlig plantning betyder, at majsen er mere moden inden udgangen af ​​vækstsæsonen.

Der er også et andet, mere overraskende tendens, der har gavnet majsudbyttet. Mens langt de fleste temperaturer er blevet varmere i løbet af det sidste århundrede, de varmeste dage i den midvestlige vækstsæson er faktisk afkølet.

"Stigende produktive og tæt plantede afgrøder kan fordampe mere vand fra blade og jord i varme dage, "sagde Nathaniel Mueller, tidligere postdoktor ved Harvard University Center for Miljø og medforfatter af papiret. "Udbredte stigninger i fordampningshastigheder hjælper tilsyneladende med at beskytte majs mod ekstrem varme, køle det omkringliggende område og bidrage til at øge udbyttet. "

Mueller er i øjeblikket adjunkt i jordsystemvidenskab ved University of California, Irvine.

Forskerne vurderer, at mere end en fjerdedel af stigningen i afgrødeudbyttet siden 1981 kan tilskrives de to effekter af en længere vækstsæson og mindre udsættelse for høje temperaturer, tyder på, at afgrødeudbyttet er mere sårbart over for klimaforandringer end tidligere antaget.

Forskerne viser også, at de plantnings- og høstdatoer, landmænd i øjeblikket bruger, er væsentligt bedre tilpasset det nuværende klima, end det ville være til klimaer i tidligere årtier.

"Landmænd er utroligt proaktive, og vi ser dem drage fordel af temperaturændringer for at forbedre deres udbytte. Spørgsmålet er, hvor godt kan de fortsætte med at tilpasse sig som reaktion på fremtidige klimaændringer, "sagde Huybers.