随着全球粮食需求的上升,气候变化正在迎来我们的主食

人口和财富的增长将会提高全球对粮食的需求 由70提供高达2050%,农业是 已经 感受气候变化的影响。 这是 预计将继续 在未来的几十年里

科学家和农民将需要采取多方面行动来应对粮食作物产量下降,并为更多的人提供食物。 和以前的农业革命一样,我们需要一套新的植物特性来迎接挑战。

当涉及到主要作物 - 小麦,水稻,玉米,大豆,大麦和高粱 - 研究发现降雨和温度的变化解释 关于30% 每年农业产量的变化。 所有六种作物对气温上升都有负面影响 - 最有可能与作物发育速度和水分胁迫的增加有关。 特别是小麦,玉米和大麦对气温升高有负面影响。 但总的来说,降雨趋势对这些研究的作物产量影响不大。

自1950以来,全球平均气温一直在上升 每十年上升大约0.13°C。 大约每10年升温0.2°C的速率更快 预计在未来几十年.

随着气温上升,降雨模式 更改。 增加的热量也导致更大的蒸发和表面干燥,进一步加剧和延长干旱。


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温暖的气氛也可以 多放些水 - 每增加7°C的温度,1%以上的水蒸气。 这最终导致降雨更加强烈的风暴。 降雨模式的回顾显示 到处都是降雨量的变化.

收益率下降

澳大利亚的作物产量受近期天气影响严重。 例如去年,绿豆的前景 非常好。 但天气炎热干燥 已经伤害了种植者。 极端条件使平均单产从预计的每公顷1-1.5吨减少到每公顷0.1-0.5吨。

高粱 由于枯竭的土壤水分,缺少农作物降雨量和极端高温,作物表现得好一些。 水果和蔬菜,从草莓到生菜,都是 也很难打.

但是这个故事比这个更大。 全球范围内,1980和2008之间玉米和小麦的生产 比我们预期的要低3.8%和5.5% 没有温度升高。 一个结合历史作物生产和天气数据的模式, 项目显着减少 生产几种主要的非洲作物。 对玉米而言,22的预测下降幅度与2050%相当。

在这些变化的条件下喂养更多的人是摆在我们面前的挑战。 它需要高度适应干燥和炎热环境的作物。 所谓的 ”绿色革命“1960s和1970s创造植物身材矮小和增强对氮肥的反应。

现在,需要一套新的植物特性来进一步提高作物产量,使植物适应缺水地球的挑战。

为高度可变的气候开发适应性强的作物

抗灾作物将需要在多个方面进行重大的研究和行动,以创造适应干旱和气候变化 ,耐寒,耐热,耐盐。 无论我们做什么,我们也需要考虑到这个农业 对温室气体排放(GHGs).

科学家正在通过创建适应气候变化的框架来应对这一挑战。 我们正在确定作物品种的有利组合基因型)和管理实践(农学)在一个复杂的系统中一起工作。

我们可以通过良好的管理措施来缓解一些气候变化的影响。 例如,为了解决干旱,我们可以改变种植日期,肥料,灌溉,行距,种群和种植制度。

基因型解决方案可以加强这种方法。 挑战是在变化的环境(E)中确定基因型(G)和管理(M)实践的有利组合。 了解基因型,管理和环境之间的相互作用(GxMxE)在热和干燥条件下对提高谷物产量至关重要。

遗传和管理解决方案可以用于在澳大利亚和全球范围内为高度变化的环境开发抗气候作物。 高粱是一个很好的例子。 它是 在超过500国家超过30百万人的饮食主食,使其成为世界上大米,小麦,玉米和马铃薯之后人类消费的第五大重要作物。

在高粱中“保持绿色” 是在澳大利亚,印度和撒哈拉以南非洲地区部署的干旱遗传解决方案的一个例子。 保持绿色的作物在干旱期间保持绿色的茎和叶,导致茎强度,粒度和产量增加。 该遗传解决方案可与管理解决方案(例如减少的植物种群)相结合,以优化高度可变和水限制环境中的生产和食品安全。

在印度的其他项目 发现与普通淹水生产相比,水稻交替灌溉和干燥(AWD)灌溉可以减少大约32%的用水量。 而且,通过保持土壤中的有氧环境,可以将甲烷排放量减少五倍。

气候变化,水资源,农业和粮食安全是21世纪的一个重要纽带。 我们需要创造和实施增加产量的做法,同时克服变化的条件并限制农业部门的排放。 这里没有自满的余地。

关于作者

昆士兰州昆士兰州农业与食品创新联盟副教授Andrew Borrell; 艾尔米塔什研究机构中心负责人; 全球变化研究所专家学院, 昆士兰大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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