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Les 70 dernières années ont été bonnes pour la production de maïs dans le centre-ouest des États-Unis, avec des rendements multipliés par cinq depuis les années 1940. Une grande partie de cette amélioration a été attribuée aux progrès de la technologie agricole, mais des chercheurs de l’Université de Harvard se demandent si les changements climatiques et la température locale pourraient jouer un rôle plus important que prévu.
Dans un nouvel article, les chercheurs ont découvert qu'une saison de croissance prolongée en raison de la hausse des températures, associée aux effets de refroidissement naturel de vastes champs de plantes, avait largement contribué à l'amélioration de la production de maïs aux États-Unis.
"Nos recherches montrent que l'amélioration du rendement des cultures dépend en partie de l'amélioration du climat", a déclaré Peter Huybers, professeur de sciences de la Terre et des planètes au Département des sciences de la Terre et des planètes (EPS) et en sciences et ingénierie de l'environnement à Harvard. École de génie et de sciences appliquées John A. Paulson (SEAS). "Dans ce cas, les changements de température ont eu un impact bénéfique sur la production agricole, mais rien ne garantit que cet avantage durera aussi longtemps que le climat évoluera. La compréhension des relations détaillées entre le climat et le rendement des cultures est importante à mesure que nous avançons population sur une planète en mutation ".
La recherche est publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS).
Les chercheurs ont modélisé la relation entre la température et le rendement des cultures de 1981 à 2017 dans la prétendue ceinture de maïs: l'Illinois, l'Indiana, l'Iowa, le Kansas, le Kentucky, le Michigan, le Minnesota, le Missouri, le Nebraska, l'Ohio, le Dakota du Sud et le Wisconsin. Ils ont constaté que lorsque les températures augmentaient en raison du changement climatique mondial, les jours de plantation allaient de plus en plus tôt, se déplaçant d'environ trois jours par décennie.
"L'une des décisions les plus importantes des agriculteurs est de savoir ce qu'ils plantent et quand ils le plantent", a déclaré Ethan Butler, premier auteur du journal et ancien étudiant diplômé d'EPS. "Nous constatons que les agriculteurs plantent plus tôt – non seulement parce qu'ils ont des semences plus résistantes et un meilleur matériel de plantation – mais aussi parce qu'il se réchauffe plus tôt."
Butler est actuellement attaché de recherche postdoctoral au département des ressources forestières de l'Université du Minnesota.
Une plantation précoce signifie que le maïs a plus de temps pour mûrir avant la fin de la saison de croissance.
Il existe également une deuxième tendance, plus surprenante, qui a profité aux rendements de maïs. Alors que la grande majorité des températures se sont réchauffées au cours du siècle dernier, les jours les plus chauds de la saison de croissance du Midwest se sont en réalité refroidis.
"Les cultures de plus en plus productives et à forte densité de plantation peuvent évaporer davantage d'eau des feuilles et du sol pendant les journées chaudes", a déclaré Nathaniel Mueller, ancien chercheur postdoctoral au Centre pour l'environnement de l'Université de Harvard et co-auteur du document. "Les augmentations généralisées des taux d'évaporation aident apparemment à protéger le maïs de la chaleur extrême, à refroidir la zone environnante et à augmenter les rendements."
Mueller est actuellement professeur assistant en sciences du système terrestre à l'Université de Californie à Irvine.
Les chercheurs estiment que plus du quart de l'augmentation du rendement des cultures depuis 1981 peut être attribué aux effets jumeaux d'une saison de croissance plus longue et d'une exposition moindre aux températures élevées, ce qui suggère que le rendement des cultures est plus vulnérable au changement climatique qu'on ne le pensait auparavant.
Les chercheurs ont également montré que les dates de plantation et de récolte actuellement utilisées par les agriculteurs sont nettement mieux adaptées au climat actuel qu’aux climats des décennies précédentes.
"Les agriculteurs sont incroyablement proactifs et nous les voyons tirer parti des changements de température pour améliorer leur rendement. La question est de savoir comment ils peuvent continuer à s'adapter en fonction des changements climatiques à venir", a déclaré Huybers.
Cette recherche a été financée en partie par la Packard Foundation et la National Science Foundation.
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