Forskere afslører, at amerikanske majsafgrøder vokser følsomme over for tørke

Som en baseball-slugger, hvis homerun-total stiger på trods af, at der mangler flere curveballs hver sæson, U.S. Corn Belts enorme produktion skjuler en voksende sårbarhed. En ny Stanford-undersøgelse afslører, at mens udbyttet generelt er steget - sandsynligvis på grund af nye teknologier og forvaltningsmetoder - er basisafgrøden blevet betydeligt mere følsom over for tørkeforhold. Forskningen, udgivet 26. oktober i Natur mad , bruger en ny tilgang baseret på store forskelle i jordbundens evne til at holde på fugt. Analysen kan være med til at lægge grunden til at fremskynde udviklingen af ​​tilgange til at øge landbrugets modstandsdygtighed over for klimaændringer.

"Den gode nyhed er, at nye teknologier virkelig er med til at øge udbyttet, under alle typer vejrforhold, " sagde studielederforfatter David Lobell, Gloria og Richard Kushel, direktør for Center for Fødevaresikkerhed og Miljø. "Den dårlige nyhed er, at disse teknologier, som omfatter nogle specielt designet til at modstå tørke, er så hjælpsomme under gode forhold, at omkostningerne ved dårlige forhold stiger. Så der er endnu ingen tegn på, at de vil hjælpe med at reducere omkostningerne ved klimaændringer."

Majsproduktion i USA er en tilsyneladende ustoppelig juggernaut. På trods af bekymringer om resistent ukrudt, klimaændringer og mange andre faktorer, industrien har sat rekordudbytter i fem af de seneste syv år. Sandsynlige årsager til disse kofangerafgrøder inkluderer ændringer i plantning og høstpraksis, såsom adoption af tørketolerante sorter, og ændringer i miljøforhold, såsom reducerede ozonniveauer og øgede atmosfæriske kuldioxidkoncentrationer, der generelt forbedrer afgrødernes vandforbrugseffektivitet.

Efterhånden som klimaændringerne intensiveres, imidlertid, omkostningerne til at opretholde afgrødeudbyttet vil sandsynligvis stige.

Ved hjælp af amtsjordkort og satellitbaserede udbytteestimater, blandt andet data, forskerne undersøgte marker i Corn Belt, en ni-stats region i Midtvesten, der tegner sig for omkring to tredjedele af den amerikanske majsproduktion. Ved at sammenligne marker langs gradienter af tørkestress hvert år, de kunne identificere, hvordan følsomheden over for tørke ændrer sig over tid.

Selv inden for et enkelt amt, de fandt en bred vifte af fastholdelse af jordfugtighed, med nogle jorde i stand til at holde dobbelt så meget vand som andre. Som man kunne forvente, der var generelt højere udbytter for jorde, der holdt mere vand. De fandt, at udbyttefølsomheden over for lagring af jordvand i regionen steg med 55 procent i gennemsnit mellem 1999 og 2018, med større stigninger i tørrere stater.

Resultaterne gjorde det klart, at jordens evne til at holde vand var den primære årsag til udbyttetab. I nogle tilfælde, jordens evne til at holde på en øget mængde fugt var tre gange mere effektiv til at øge udbyttet end en tilsvarende stigning i nedbør.

Så, hvorfor er udbyttet blevet mere følsomt over for tørke? En række faktorer, såsom øget afgrødevandsbehov på grund af øget plantesåningstæthed kan være på spil. Hvad der er klart er, at på trods af robuste majsudbytter, omkostningerne ved tørke og den globale efterspørgsel efter majs stiger samtidig.

For bedre at forstå, hvordan klimapåvirkningerne på majs udvikler sig over tid, forskerne opfordrer til øget adgang til udbyttedata på feltniveau, der måles uafhængigt af vejrdata, såsom offentlige forsikringsdata, der tidligere var tilgængelige for offentligheden, men ikke længere er det.

"Denne undersøgelse viser styrken af ​​satellitdata, og om nødvendigt kan vi prøve at spore ting fra rummet alene. Det er spændende, " sagde Lobell. "Men ved at vide, om landmænd tilpasser sig godt til klimastress, og hvilken praksis der er mest nyttig, er nøglespørgsmål for vores nation. I dagens verden er der virkelig ingen god grund til, at forskere ikke skal have adgang til alle de bedste tilgængelige data til at besvare disse spørgsmål."

Lobell er også professor i Earth System Science ved Stanford's School of Earth, Energi &Miljøvidenskab; William Wrigley Senior Fellow ved Stanford Woods Institute for the Environment og en seniorstipendiat ved Freeman Spogli Institute for International Studies og Stanford Institute for Economic Policy Research. Studiets medforfattere inkluderer Jillian Deines, en postdocstipendiat ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab, og Stefania Di Tommaso, en forskningsdataanalytiker ved Center for Fødevaresikkerhed og Miljø.