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Cambios en Los Datos Climáticos y sus Efectos en La Agricultura

‘’Hay hallazgos concretos de que la tendencia del cambio en las variables climáticas puede afectar los rendimientos de los cultivos de manera positiva o negativa, a pesar del fortalecimiento de los efectos de la tecnología y otras variables que afectan la eficiencia. Estos cambios pueden mostrar mayores desviaciones en las escalas locales / regionales que en los valores globales. Por lo tanto, las tendencias y las cantidades de cambio en estas importantes variables climáticas deben determinarse a escalas locales. Sin embargo, para aumentar la productividad agrícola en una región local, es necesario desarrollar e implementar estrategias relevantes de reducción de riesgo y adaptación y las mejores prácticas agrícolas.’’

Suat Irmak, Ph.D.
Harold W. Eberhard Profesor de Ordinarius
Miembro Académico de Departamento de Ingeniería de Sistemas Biológicos
Miembro Académico de Departamento de Tierra y Ciencias Atmosféricas.
Miembro Académico de Departamento de Ciencias Agropecuarias y Horticultura
Nebraska – Universidad de Lincoln
Correo electrónico: sirmak2@unl.edu

Hay muchos factores controlables y no controlables que afectan la variabilidad de la productividad agrícola y la productividad, incluida la tecnología, la genética, el clima, las características del tierra, las enfermedades, el exceso o la escasez de agua y los fertilizantes, las prácticas de manejo de la terreno y las prácticas de fertilización relacionadas (calendario, especies y cantidad), arado del suelo (tiempo y especies), selección híbrida, método y manejo de riego, distancia entre hileras de plantación, historia y profundidad de siembra- plantación, densidad de la población de plantas y otros factores. El clima, que se encuentra entre estas variables, es el factor más importante que afecta la productividad de los productos agrícolas y no se puede controlar ni cambiar en muchas partes del mundo.

Hay pruebas sólidas de que las variables climáticas (temperatura del aire, humedad, evaporación, radiación, diferencia de presión de vapor, velocidad y dirección del viento) están cambiando y en algunas regiones este cambio es significativo. Por ejemplo, según el Quinto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (Stocker et al., IPCC, 2013), las concentraciones de gases de efecto invernadero aumentaron la temperatura 0,74 °C en todo el mundo en el último siglo. Además, el período 1983 – 2012 fueron los 30 años más calurosos de los últimos 800 en el Hemisferio Norte y los reportes muestran evidencias de que la lluvia se ha incrementeado en las latitudes medias del Hemisferio Norte, con confiabilidad media desde el año 1901 y con alta confiabilidad desde el año 1951. El promedio global de temperatura de la tierra aumentó alrededor de 1 °C en el último siglo (1906-2015) y se estima que aumentará de 1.5-2.0 °C a 6.4 °C para el año 2100 (IPCC, 2018). Además, Mauna Loa, la concentración de CO2 en la atmósfera (fracción molar de CO2) medida en Hawai (uno de los lugares con la contaminación atmosférica más baja por emisiones de gases de efecto invernadero) fue de 315.71 partículas / millón (ppm) en marzo de 1958, mientras que en diciembre de 2017 aumentó 412 ppm en un 24 por ciento. El aumento anual promedio desde el año 1958 se ha medido en 1.468 ppm (Irmak, 2013).

Skaggs e Irmak (2012) realizaron estudios sobre las tendencias de largo plazo del clima en cinco regiones agrícolas diferentes que van desde las partes semi húmedas del este de Nebraska hasta el semiárido oeste, para determinar los cambios de temperatura local y su impacto potencial en las prácticas agrícolas. Dentro del alcance del estudio, se tomaron cinco áreas de agricultura intensiva en Nebraska: Alianza (semiárida), Central City (área de transición entre las áreas semihúmedas y semiáridas), Culbertson (semiárida), Fremont (húmeda) y Hastings (semi húmeda y semiárida). En ellas se midieron las tendencias de la temperatura máxima y mínima promedio anual y mensual del aire (Tmax y Tmin), el rango de temperatura diaria (DTR), los valores de total de grados-días de crecimiento (GDD), temperaturas extremas, y las fechas y períodos de cultivo. Julio y agosto fueron los meses en que se observaron los mayores descensos en los valores de Tmax para las partes centrales de Nebraska-Culbertson. En Alliance, Culbertson y Fremont, los valores DTR disminuyeron durante todo el año. Los valores de DTR en Central City y Hastings disminuyeron durante la temporada de crecimiento. Aumento la duración de la temporada de cultivo de plantas; Alliance, Central City y Fremont en el siglo, se realizaron 14.3, 16.7 y 11.9 días respectivamente. En Hastings, el último evento de heladas de la primavera (LS) fue 6.6 días antes, mientras que el primer evento de heladas (FF) del otoño 2.7 días antes en el siglo y la temporada de crecimiento aumentó solo 3.8 días. En Culbertson, la historia de LS tuvo un promedio de 2 días y la historia de FF un día antes en el siglo. Hubo un ligero cambio en este sentido.

En todo el mundo, la temperatura de la Tierra ha aumentado fuertemente de 1906 a 2005 en 0.74 °C ± 0.18 °C y la mayor parte de este aumento se demuestra fuertemente por el aumento de 0.13 °C ± 0.03 °C en la segunda mitad del siglo (Solomon y otros, 2007). Se estima que la temperatura global de la Tierra aumentará en 0.4 °C para el año 2025 (Solomon y otros, 2007). Según Solomon (2007), con el aumento de las temperaturas promedio, los eventos de heladas en días y noches frías se hicieron menos frecuentes, mientras que los días y las noches cálidas y las olas de clima cálido se hicieron más frecuentes. Irmak y otros (2012), de 1983 a 2008 en las partes centrales de la Central City de Nebraska a una temperatura de 3.8 °C a las temperaturas más bajas del día y la temperatura promedio aumentó de 1.9 °C. Se observaron disminuciones comunes en las diferencias de temperatura diarias (Karl y otros, 1984; Easterling y otros, 1997; Bonan, 2001). En muchos estudios, se midieron los cambios en la duración de la temporada en la que no se produjo ningún evento de heladas, también llamada temporada de crecimiento climático. Kunkel y otros. (2004) En los Estados Unidos de 1895 a 2000, la helada ha visto un aumento de 2 semanas en promedio durante la temporada sin experimentar un aumento mayor en el oeste del país que en el este.

También se mostró cambios significativos en las variables climáticas en Turquía. Estos tendrán un impacto en la productividad agrícola del país. Por ejemplo, en Irmak (2018) de acuerdo con el estudio, la temperatura máxima en Turquía y la temperatura mínima aumentó y se registró significativamente y la temperatura promedio como consecuencia de ello, a corta onda de la radiación en la superficie del suelo y la superficie conservó radiación neta, déficit de presión de vapor atmosférica (La necesidad de evaporación) también está aumentando. Por otro lado, la humedad relativa cae. Todas estas variables se encuentran entre los principales factores de las pérdidas por evaporación de la superficie (evapotranspiración), y como estas variables aumentan, las tasas de evapotranspiración también aumentan. Teniendo en cuenta los valores medios del país, la temperatura máxima en Turquía en las últimas décadas ha aumentado 1.6 °C y la temperatura más baja ha aumentado a 1,5 °C. Sólo los promedios de los países pueden no ser un verdadero indicador de la cantidad de cambio climático en regiones específicas. Por ejemplo, en una de las regiones agrícolas más productivas de la región de Çukurova, las temperaturas máximas y mínimas del aire aumentaron en los últimos 10 años, dependiendo de los valores promedio en el país durante los períodos de crecimiento de los cultivos. La temperatura máxima del aire aumentó en 2.1 °C y la temperatura mínima del aire en 2.2 °C. Además, es importante tener en cuenta que en algunas partes del país, las tasas de caída de las lluvias han aumentado, es importante tener en cuenta que las tasas de evapotranspiración aumentan, así como las condiciones severas de déficit de agua con la caída de las tasas de lluvia. Por ejemplo, en la región de Çukurova, la precipitación ha aumentado en 42 mm anualmente (1 de enero a 31 de diciembre), pero la evapotranspiración ha aumentado en 133 mm mucho más en el mismo período. La evapotranspiración aumentó 91 mm más que la precipitación en este período. Además, el tiempo de caída en la temporada de crecimiento de cultivos agrícolas también es crítico para la demanda de agua en el cultivo. Para que el producto recibe el agua, es deseable tener una dispersión uniforme y una precipitación de baja densidad durante la temporada de crecimiento para obtener una entrada máxima de agua en la sección transversal del suelo y en la región de la raíz del producto. Sin embargo, cuando se toma en cuenta la densidad y distribución de la lluvia, los eventos de precipitación se vuelven más intensos y los de distribución desigual, lo que reduce las fugas al suelo y causa un flujo de superficie y erosión. Estos no son adecuados para satisfacer la demanda de agua del cultivo durante la temporada de culvito. Por lo tanto, todos estos cambios en las variables climáticas, se vuelven gradualmente en más condiciones áridas en Turquía y las medidas no pueden ser implementadas ni desarrolladas con eficacia muestra que puede afectar negativamente la productividad agrícola y a los recursos hídricos en el país.

Hay hallazgos concretos de que la tendencia de cambio en las variables climáticas puede tener un impacto positivo o negativo en las tendencias de rendimiento de los cultivos, a pesar del fortalecimiento de los efectos de la tecnología y otras variables que afectan el rendimiento. Hu y Buyanovsky (2003), quienes trabajaron en datos climáticos desde 1895 hasta 1998, explicaron los cambios en los rendimientos de los cultivos de maíz en las partes centrales de Missouri con los cambios de precipitación y temperatura en la temporada. Ferris y otros (1998) correlacionaron la caída en el rendimiento del trigo de primavera con la exposición de las plantas a temperaturas extremas en la etapa de antes. Hu y otros (2005), el tiempo de detección temprana del trigo en la primavera, determina que la temperatura mínima se asocia con el calor. Matsui y otros (2001) revelaron que la selección de variedades es muy importante para minimizar los efectos de la presión de temperatura extrema en el rendimiento del grano durante la floración del arróz Japonica de grado corto y medio. Además de otras variables climáticas, el aumento de la temperatura mínima del aire también tiene efectos específicos y críticos en el rendimiento del producto. La temperatura más baja del día se ve generalmente en la noche. Skaggs e Irmak (2012), para la mayoría de los productos agrícolas, declararon que el aumento en la temperatura más baja del día puede tener efectos significativos en el rendimiento del producto. El aumento de las temperaturas nocturnas puede llevar a una mayor respiración de la planta, que es lo opuesto a la transpiración. La transpiración es causada principalmente por la luz solar, la temperatura del aire y la cantidad de agua en la tierra/planta durante el día y conduce a la producción de materia seca y la acumulación y el rendimiento de la planta. Dado que la temperatura más baja es el factor más importante de la respiración en la noche y los aumentos en el aumento de la temperatura en la respiración, aumentan el consumo de materia seca de las plantas durante la noche y causan una disminución en el rendimiento del producto. En la literatura, hay más datos e información sobre los efectos adversos en el rendimiento agrícola mencionado anteriormente en relación con el cambio climático anterior.

RECOMENDACIONES:
Debido a que la agricultura es muy sensible a los cambios en las condiciones climáticas, se requiere información detallada sobre las tendencias en otras variables como la temperatura, la precipitación y la concentración de dióxido de carbono y la nubosidad para establecer prácticas de gestión de recursos agrícolas y decisiones de políticas en este campo (Skaggs e Irmak, 2012). Además, estos cambios pueden mostrar mayores desviaciones en las escalas locales/regionales que en los valores globales. Por lo tanto, las tendencias y las cantidades de cambio en estas importantes variables climáticas deben determinarse a escalas locales. Sin embargo, para aumentar la productividad agrícola en una región local, es necesario desarrollar e implementar estrategias relevantes de reducción de riesgo y adaptación y las mejores prácticas agrícolas. Estas estrategias también deben desarrollarse cuando se está desarrollando y decidiendo la política relevante. Por lo tanto, la investigación y el desarrollo, la toma de decisiones y los procesos de políticas se pueden llevar a cabo simultáneamente.

• Mientras se realiza mucha discusión y análisis sobre el cambio climático global, el análisis debe llevarse a cabo para determinar las condiciones locales/regionales y los cambios locales deben documentarse y las mejores prácticas en la agricultura y la gestión de los recursos hídricos a esa escala deben desarrollarse contra los cambios en las variables climáticas. Aunque el aumento en la temperatura del aire y la concentración de CO2 puede parecer pequeño para los humanos, los efectos de estos pequeños aumentos en las funciones fisiológicas de la planta y, por lo tanto, en las prácticas agrícolas y el rendimiento son muy importantes.

• Las variables climáticas cambian y tienen un gran efecto en los sistemas agrícolas/ecológicos, ya sean ‘’humanos’’ o ‘’naturales’’. Este mensaje debe respaldarse y comunicarse con datos e información científicos y de calidad basados en la investigación.

• Los cambios potenciales en las variables climáticas deben medirse y estudiarse más específicamente en las regiones específicas de agricultura.

• El uso del agua del cultivo (evapotranspiración) y la reacción del cultivo al agua y otros factores ambientales deben medirse para la mayoría de los sistemas de mejoramiento de cultivos, si no todos.

• Las variables climáticas deben medirse con más detalle y en el momento específico del sitio con estaciones / instrumentos meteorológicos de alta calidad.

• Las medidas de cambio en las variables climáticas y sus efectos agrícolas deben medirse económicamente.

• Los efecto/efectos de las variables climáticas en los recursos hídricos deben medirse con más detalle y para los tiempos específicos del sitio.

• Se deben investigar y mostrar en las prácticas; las prácticas agrícolas efectivas, que puedan ayudar a reducir algunos de los efectos del cambio climático, y se deben desarrollar programas de capacitación para implementar estas estrategias en los campos y jardines. Y, estos programas de capacitación deben darse no solo a los agricultores, sino también a los profesionales que se ocupan de la agricultura.

• La tecnología debe utilizarse para recursos agrícolas y naturales y recursos hídricos para mejorar la eficiencia del clima en la agricultura. Aunque esta es una tarea difícil, no es algo que no se pueda hacer.

• Los científicos, las organizaciones gubernamentales, los sectores privados y otras organizaciones deben trabajar juntos como un equipo, porque estos problemas son demasiado complejos y grandes porque un solo sector no puede resolverlos.

Referencias / Recursos
– Bonan, G. B., 2001: evidencia observacional de la reducción de la temperatura máxima diaria en tierras de cultivo en el medio oeste de los Estados Unidos. J. Climate, 14, 2430–2442.Easterling, D. R., 2002: Cambios recientes en los días de heladas y la temporada libre de heladas en los Estados Unidos. Toro. Amer. Meteorito. Soc., 83, 1327–332.
– Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC). Stocker, T. F. Y otros 2013: Cambio climático 2013: la base de la ciencia física. Contribución del grupo de trabajo I al quinto informe de evaluación del panel intergubernamental sobre cambio climático (2013).
– Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), Allen, M. Y otros 2018. Calentamiento global de 1.5oC.
– Irmak, S., I. Kabenge, K. Skaggs y D. Mutiibwa. 2012. Tendencia y magnitud de los cambios en las variables climáticas y la evapotranspiración de referencia durante un período de 116 años en la cuenca del río Platte, en el centro de Nebraska, EE. UU. Revista de hidrología 420-421: 228-244.Irmak, S. 2013. Cambios a largo plazo (1893-2012) en la temperatura del aire, la humedad relativa y el déficit de presión de vapor (demanda evaporativa atmosférica) en Nebraska central. Extensión de la UNL Circular EC716.
– Irmak, S. 2018. Datos de investigación no publicados sobre variables climáticas y su impacto en la agricultura, los recursos hídricos y las políticas relacionadas. II Conferencia Internacional sobre Políticas de Agricultura, Alimentación y Nutrición. 11 06 al 07 de 2018. Hotel Swiss, Ankara, Turquía
– Ferris, R., R. H. Ellis, T. R.Wheeler y P. Hadley, 1998: Efecto del estrés por alta temperatura en la síntesis sobre el rendimiento de grano y la biomasa de cultivos de trigo cultivados en el campo. Medio ambiente de células vegetales., 34, 67–78.
– Hu, Q., A. Weiss, S. Feng y P. S. Baenzinger, 2005: Fechas anteriores de la partida del trigo de invierno y primavera más cálida en los Grandes Llanos de los Estados Unidos. Agric Por. Meteor., 135, 284–290.
– Hu, Q. y G. Buyanovsky, 2003: Efectos del clima en el rendimiento del maíz en Missouri. J. Appl. Meteor., 42, 1626-1635.
– Karl, T. R., G. Kukla y J. Gavin, 1984: Disminución del rango de temperatura diurna en los Estados Unidos y Canadá desde 1941 hasta 1980. J. Climate Appl. Meteor., 23, 1489–1504.
– Kunkel, K., D. R. Easterling, K. Hubbard y K. Redmond, 2004: Variaciones temporales en la temporada libre de heladas en los Estados Unidos: 1895–2000. Geophys. Res. Lett., 31, L03201, doi: 10.1029 / 2003GL018624.
– Matsui, T., K. Omasa y T. Horie, 2001: La diferencia en la esterilidad debido a las altas temperaturas durante el período de floración entre las variedades de arróz de Japonica. Plant Prod. Sci., 4, 90-93.
– Skaggs, K.E., y S. Irmak. 2012. Tendencias a largo plazo en la distribución de la temperatura del aire y las condiciones extremas, los días de mayor crecimiento y las heladas de primavera y otoño para las evaluaciones del impacto climático en las prácticas agrícolas en Nebraska, EE. UU. J. Meteorología y climatología aplicadas 51: 2060-2073. doi: dx.doi.org/10.1175/JAMC-D-11-0146.1.
– Solomon, S., D. Qin, M. Manning, M. Marqués, K. Averyt, M.M. B. Tignor, H. L. Miller Jr. Ve Z. Chen, Eds., 2007: Cambio Climático 2007: La base de la ciencia física. Prensa de la Universidad de Cambridge, 996 pp.

 

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