Walaupun peningkatan penduduk dan kekayaan akan meningkatkan permintaan global untuk makanan dengan sehingga 70% oleh 2050, pertanian adalah sudah merasakan kesan perubahan iklim. Ini adalah dijangka berterusan dalam dekad yang akan datang.

Para saintis dan petani perlu bertindak di pelbagai bidang untuk mengatasi hasil tanaman yang jatuh dan memberi makan lebih banyak orang. Seperti revolusi pertanian sebelum ini, kami memerlukan satu set ciri tumbuhan baru untuk memenuhi cabaran.

Apabila ia datang kepada tanaman pokok - gandum, beras, jagung, kacang soya, barli dan sorgum - penyelidikan telah menemui perubahan dalam hujan dan suhu menjelaskan mengenai 30% daripada variasi tahunan hasil pertanian. Kesemua enam tanaman bertindak secara negatif terhadap peningkatan suhu - kemungkinan besar dikaitkan dengan kenaikan kadar pembangunan tanaman dan tekanan air. Khususnya, gandum, jagung dan barli menunjukkan tindak balas negatif terhadap peningkatan suhu. Tetapi, secara keseluruhan, trend hujan hanya mempunyai kesan kecil terhadap hasil tanaman dalam kajian ini.

Sejak 1950, purata suhu global mempunyai meningkat sebanyak kira-kira 0.13 ° C setiap dekad. Kadar lebih cepat kira-kira 0.2 ° C pemanasan setiap dekad adalah dijangka selama beberapa dekad akan datang.

Apabila suhu meningkat, corak hujan menukar. Peningkatan haba juga membawa kepada penyejatan dan pengeringan permukaan yang lebih besar, yang seterusnya menguatkan dan memanjangkan kemarau.

Suasana hangat juga boleh tahan lebih banyak air - kira-kira 7% lebih banyak wap air untuk setiap kenaikan suhu 1 ° C. Ini akhirnya menghasilkan ribut dengan hujan yang lebih kuat. Kajian semula pola menunjukkan hujan perubahan dalam jumlah hujan di mana-mana.

Hasil jatuh

Hasil tanaman di sekitar Australia telah dilanda keras oleh cuaca baru-baru ini. Tahun lepas, contohnya, tinjauan untuk orang asing sangat baik. Tetapi cuaca panas dan kering telah menyerang penanam. Keadaan yang melampau telah menurunkan hasil purata dari tan metrik 1-1.5 dijangka setiap hektar kepada hanya 0.1-0.5 tan setiap hektar.

SORGUM and kapas tanaman lebih sedikit, kerana air tanah berkurangan, kekurangan hujan dalam tanaman, dan haba yang melampau. Buah dan sayuran, dari strawberi hingga salad, adalah juga terkena keras.

Tetapi cerita lebih besar daripada ini. Secara global, pengeluaran jagung dan gandum antara 1980 dan 2008 adalah 3.8% dan 5.5% di bawah apa yang kami jangkakan tanpa peningkatan suhu. Satu model, yang menggabungkan pengeluaran pengeluaran sejarah dan cuaca, projek pengurangan ketara dalam pengeluaran beberapa tanaman utama Afrika. Untuk jagung, penurunan ramalan adalah sebanyak 22% oleh 2050.

Memberi makan lebih banyak orang dalam keadaan yang berubah ini adalah cabaran di hadapan kita. Ia memerlukan tanaman yang sangat disesuaikan dengan persekitaran kering dan panas. Yang dipanggil "Revolusi hijau"1960s dan 1970s tumbuh-tumbuhan yang dicipta dengan kepanjangan yang pendek dan meningkatkan respons terhadap baja nitrogen.

Sekarang, satu set ciri-ciri tumbuhan yang baru diperlukan untuk terus meningkatkan hasil tanaman, dengan membuat tumbuhan berdaya tahan kepada cabaran-tumbuhan dari sebuah planet yang jarang air.

Membangunkan tanaman berdaya tahan untuk iklim yang sangat berubah-ubah

Tanaman yang berdaya tahan memerlukan penyelidikan dan tindakan yang penting di pelbagai bidang - untuk mewujudkan penyesuaian kepada kemarau dan waterlogging, dan toleransi kepada sejuk, panas dan kemasinan. Apa sahaja yang kita lakukan, kita juga perlu faktor dalam pertanian itu menyumbang dengan ketara kepada pelepasan gas rumah hijau (GHGs).

Para saintis sedang menghadapi cabaran ini dengan mewujudkan rangka kerja untuk menyesuaikan diri dengan perubahan iklim. Kami mengenal pasti kombinasi yang menggalakkan bagi jenis tanaman (genotip) dan amalan pengurusan (agronomi) untuk bekerjasama dalam sistem yang kompleks.

Kita boleh mengurangkan kesan beberapa variasi iklim dengan amalan pengurusan yang baik. Sebagai contoh, untuk menangani kemarau, kita boleh mengubah tarikh penanaman, baja, pengairan, jarak baris, sistem populasi dan tanaman.

Penyelesaian genotip dapat meningkatkan pendekatan ini. Cabarannya adalah untuk mengenal pasti gabungan kombinasi genotip (G) dan pengurusan (M) yang menggalakkan dalam persekitaran berubah-ubah (E). Memahami interaksi antara genotip, pengurusan dan persekitaran (GxMxE) adalah penting untuk meningkatkan hasil bijirin di bawah keadaan panas dan kering.

Penyelesaian genetik dan pengurusan boleh digunakan untuk membangunkan tanaman tahan cuaca untuk persekitaran yang sangat berubah-ubah di Australia dan di seluruh dunia. Sorghum adalah contoh yang bagus. Ia adalah makanan ruji untuk lebih daripada 500 juta orang di lebih daripada negara-negara 30, menjadikannya tanaman kelima paling penting di dunia untuk kegunaan manusia selepas beras, gandum, jagung dan kentang.

'Tetap-hijau' dalam sorgum adalah contoh penyelesaian genetik kepada kemarau yang telah digunakan di Australia, India dan Afrika sub-Sahara. Tanaman dengan hijau kekal mengekalkan batang hijau dan daun semasa musim kemarau, mengakibatkan peningkatan kekuatan batang, ukuran bijirin dan hasil. Penyelesaian genetik ini boleh digabungkan dengan penyelesaian pengurusan (contohnya penduduk tumbuhan dikurangkan) untuk mengoptimumkan pengeluaran dan keselamatan makanan dalam persekitaran yang sangat berubah-ubah dan air.

Projek-projek lain di India telah menemui pengairan basah dan pengeringan alternatif (AWD) dalam beras, berbanding dengan pengeluaran banjir biasa, dapat mengurangkan penggunaan air sebanyak kira-kira 32%. Dan, dengan mengekalkan persekitaran aerobik di dalam tanah, ia mengurangkan pelepasan metana sebanyak lima kali ganda.

Perubahan iklim, air, pertanian dan keselamatan makanan membentuk nada kritikal untuk abad 21. Kita perlu membuat dan melaksanakan amalan yang akan meningkatkan hasil, sambil mengatasi perubahan keadaan dan mengehadkan pelepasan dari sektor pertanian. Tidak ada ruang bagi kepuasan di sini.

Tentang Pengarang

Andrew Borrell, Profesor Madya, Perikatan Queensland untuk Pertanian dan Inovasi Makanan, Universiti Queensland; Pusat Pemimpin, Kemudahan Penyelidikan Hermitage; Kolej Pakar, Institut Perubahan Global, Universiti Queensland

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon