Η Αύξηση Του CΟ2 Βελτιώνει Τις Αποδόσεις Των Καλλιεργειών Κατά 3% Ετησίως - Κρίσιμη Για Τη Διατροφή Του Κόσμου
Μετάφραση: Απολλόδωρος
14 Σεπτεμβρίου 2023 | Kenneth Richard | Διαβάστε το εδώ
Το φαινόμενο της αυξημένης λίπανσης με CO2 οδηγεί τις παγκόσμιες τάσεις πρασίνου, απομακρύνοντας τις ερήμους, ενισχύοντας τη φωτοσύνθεση κατά 30 έως 50%, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα της χρήσης του νερού και αυξάνοντας τις αποδόσεις των καλλιεργειών κατά περίπου 3% κάθε χρόνο από το 1961.
Πρόσφατα το ατμοσφαιρικό CO2 αυξήθηκε με ρυθμό περίπου 3 ppm ετησίως.
Ενώ οι ακτιβιστές ισχυρίζονται ότι αυτό αποτελεί "υπαρξιακό πρόβλημα" για το κλίμα, θα υπάρξει κρίσιμη ανάγκη για την παραγωγή τροφίμων καθώς ο παγκόσμιος πληθυσμός θα αυξηθεί κατά ένα ακόμη δισεκατομμύριο τις επόμενες δεκαετίες.
Τα καλά νέα που προαναγγέλλονται από μια νέα μελέτη διαπιστώνουν ότι η ακαθάριστη πρωτογενής παραγωγή αυξήθηκε πάνω από 30% κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα και οι παγκόσμιες αποδόσεις αραβοσίτου, ρυζιού, σόγιας και σιταριού αυξήθηκαν κατά ~3% ετησίως από το 1961.
Υπάρχουν 2 κύριοι λόγοι για την ταχεία αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών τις τελευταίες δεκαετίες: "η τεχνολογική πρόοδος και η λίπανση με CO2" (Altimonti et al., 2022).
Παρομοίως, η ρίζα του σύγχρονου φαινομένου του παγκόσμιου πρασίνου "που απωθεί τις ερήμους σε όλο τον κόσμο" και της βελτίωσης της αποδοτικότητας της χρήσης του νερού είναι "η αύξηση του ατμοσφαιρικού CO2".
Πηγή Εικόνας: Alimonti et al., 2022
Μια άλλη νέα μελέτη τεκμηριώνει αύξηση της φωτοσύνθεσης κατά 30 έως 50% με αυξημένο CO2 (eCO2, 451 έως 720 ppm) και αύξηση της απόδοσης των καλλιεργειών κατά ~25%. Οι συγγραφείς παραθέτουν αποτελέσματα που δείχνουν ότι η απόδοση των σιτηρών μπορεί να αυξηθεί κατά 54% όταν οι συγκεντρώσεις CO2 αυξηθούν από 400 έως 700 ppm.
Στη μελέτη οι υψηλότερες θερμοκρασίες (21-25°C) συνδέθηκαν με τις καλύτερες αποδόσεις, ενώ οι χαμηλότερες θερμοκρασίες (<15°C) με τις χειρότερες αποδόσεις.
Πηγή εικόνας: Gardi et al., 2022
"Η αύξηση του ατμοσφαιρικού CO2 ασκεί γενικά ευεργετικές επιδράσεις στη βιομάζα των φυτών αυξάνοντας την καθαρή φωτοσύνθεση κατά 30 έως 50% και μειώνοντας τη φωτοαναπνοή (Drake et al. 1997, Poorter and Navas 2003, Schapendonk et al. 2000).
Αυτό έχει μελετηθεί για τα δημητριακά, συμπεριλαμβανομένων του κριθαριού, του σιταριού, του ρυζιού, της βρώμης και της σίκαλης (Conroyac et al. 1994- Kimball et al. 2002- Long et al. 2006). Για παράδειγμα, σε μια μετα-ανάλυση που περιλάμβανε 79 καλλιέργειες και άγρια είδη, οι Jablonski et al. (2002) τεκμηρίωσαν μια αύξηση της απόδοσης κατά 28% κατά μέσο όρο για όλες τις καλλιέργειες και τα άγρια είδη λόγω του αυξημένου CO2 (eCO2).
Ένα πείραμα κλιματικού θαλάμου με 700 ppm CO2 σε κριθάρι ανέφερε αύξηση της απόδοσης των κόκκων κατά 54% σε σύγκριση με 400 ppm (Alemayehu et al. 2014), ενώ 47% αύξηση της απόδοσης των κόκκων κατά μέσο όρο σε δύο γονότυπους αναφέρθηκε από τους Schmid et al. (2016) σε επίπεδο eCO2 550 ppm.
Επιπλέον, οι Manderscheid και Weigel (2006) αξιολόγησαν τις επιδράσεις του eCO2 στο κριθάρι χρησιμοποιώντας τον εμπλουτισμό με CO2 ελεύθερου αέρα (FACE) σε επίπεδο 550 ppm και έλαβαν αύξηση της απόδοσης κατά 7 και 15% υπό τον συνδυασμό του eCO2 με χαμηλή και υψηλή παροχή Ν αντίστοιχα".
"Ο εμπλουτισμός με CO2 αύξησε την υπέργεια βιομάζα (23,8%), τον αριθμό των κόκκων (24,8%) και την απόδοση των κόκκων (27,4%). Το μέγεθος των αποκρίσεων στο eCO2 επηρεάστηκε από τον γονότυπο, τη θερμοκρασία, το άζωτο και τις μεθόδους έκθεσης στο CO2.
Ο γονότυπος "Anakin" παρουσιάζει την υψηλότερη απόκριση στο CO2 της υπέργειας βιομάζας (47,1%), ενώ ο "Bambina" είχε τον υψηλότερο αριθμό κόκκων (58,4%). Η απόκριση στην απόδοση των κόκκων παρατηρήθηκε ότι ήταν υψηλότερη για τους γονότυπους "Alexis" (38,1%) και "Atem" (33,7%) υπό eCO2.
Η αύξηση της υπέργειας βιομάζας και της απόδοσης σε κόκκους ήταν υψηλότερη όταν τα φυτά καλλιεργούνταν υπό eCO2 σε συνδυασμό με υψηλότερο Ν (151-200 kg ha-1). Η αλληλεπίδραση μεταξύ του eCO2 και τριών διαφορετικών επιπέδων θερμοκρασίας αναλύθηκε για τον προσδιορισμό των επιπτώσεων στα συστατικά της απόδοσης του κριθαριού.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η επαγόμενη από το CO2 αύξηση του αριθμού των κόκκων και της απόδοσης σε κόκκους ήταν υψηλότερη σε συνδυασμό με ένα επίπεδο θερμοκρασίας 21-25 °C σε σύγκριση με χαμηλότερα επίπεδα (< 15 και 16-20 ℃)."
Μια άλλη μελέτη που μόλις δημοσιεύθηκε δείχνει ότι "οι αποδόσεις σιταριού θα μπορούσαν να αυξηθούν, ενώ η χρήση νερού στις καλλιέργειες θα μειωθεί λόγω της κλιματικής αλλαγής" τις επόμενες δεκαετίες.
Οι αποδόσεις του σιταριού βελτιώνονται δραματικά παράλληλα με την αύξηση των ανθρώπινων εκπομπών CO2, αυξάνοντας κατά 23%, 29% και 54% για τα σενάρια των χαμηλότερων έως υψηλότερων εκπομπών, αντίστοιχα.
"Η κλιματική αλλαγή αποτελεί μείζονα ανησυχία στα αγροοικοσυστήματα σιταριού, καθώς μπορεί να επηρεάσει την παραγωγικότητα και τη χρήση νερού από τις καλλιέργειες. Η παρούσα μελέτη χρησιμοποίησε το μοντέλο AquaCrop για να αξιολογήσει τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στην απόδοση του σιταριού, τη χρήση του νερού της καλλιέργειας και το υδατικό αποτύπωμα της παραγωγής σιταριού στην υπολεκάνη Middle-Manyame της Ζιμπάμπουε.
Τα κλιματικά σενάρια βασίστηκαν σε προσομοιώσεις από τα Γενικά Κλιματικά Μοντέλα NCC-NorESM1-M, CCCma-CanESM2 και MOHCHadGEM2-ES που υποβαθμίστηκαν με τη χρήση τριών Περιφερειακών Κλιματικών Μοντέλων (RCA4, RegCM4 και CRCM5) υπό δύο αντιπροσωπευτικές διαδρομές συγκέντρωσης (RCP4.5 και RCP8.5).
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, σε σύγκριση με το βασικό κλίμα (1980-2010), η απόδοση μπορεί να αυξηθεί κατά 22,60, 29,47 27,80 και 53,85% για τα σενάρια RCP4.5 2040 s, RCP4.5 2080 s, RCP8.5 2040 s και RCP8.5 2080 s, αντίστοιχα.
Η χρήση νερού από τις καλλιέργειες μπορεί να μειωθεί κατά 1,68, 1,25, 3,7 και 6,47%, αντίστοιχα, σύμφωνα με τα τέσσερα σενάρια, αντίστοιχα. Κατά συνέπεια, το αποτύπωμα του μπλε νερού μπορεί να μειωθεί κατά 19, 23, 24 και 38%, αντίστοιχα, σύμφωνα με τα τέσσερα σενάρια.
Η ανάλυση ευαισθησίας απέδωσε την αύξηση των αποδόσεων και τη μείωση της χρήσης νερού από τις καλλιέργειες στην επίδραση της λίπανσης με CO2, η οποία είχε κυρίαρχη επίδραση έναντι των επιδράσεων της υψηλής θερμοκρασίας. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι μελλοντικές αποδόσεις σιταριού θα μπορούσαν να αυξηθούν, ενώ η χρήση νερού από τις καλλιέργειες θα μειωνόταν λόγω της κλιματικής αλλαγής."
Οι επιστήμονες βεβαιώνουν ότι υπάρχει "αναμφίβολα μια 'επίδραση λίπανσης του CO2′" στη βελτίωση της ανάπτυξης και της απόδοσης των οπωροφόρων δέντρων (Fischer et al., 2022). Τα φυτά αναπτύσσονται 30% ταχύτερα με 600-750 ppm CO2 και "1.000 ppm CO2 θα είναι το βέλτιστο για τη φωτοσύνθεση διαφόρων φυτικών ειδών".
Οι εργασίες των Craig & Sherman Idso υποδεικνύουν ότι το βέλτιστο επίπεδο CO2 για την καλύτερη ανάπτυξη των φυτών και των καλλιεργειών είναι 1200ppm.
"Γενικά, το αυξημένο CO2 (e-CO2) επηρέασε θετικά τα οπωροφόρα δέντρα, όπως η αυξημένη φωτοσύνθεση, η αποτελεσματική χρήση του νερού, η ανάπτυξη και η βιομάζα. Ως εκ τούτου, σε πολλές περιπτώσεις, αυξήθηκε επίσης η απόδοση και η ποιότητα των καρπών. Με e-CO2 600-750 ppm, τα περισσότερα C3 φυτά θα αναπτυχθούν κατά 30 % ταχύτερα.
Συνολικά 1.000 ppm CO2 θα είναι το βέλτιστο για τη φωτοσύνθεση διαφόρων φυτικών ειδών. Τα οπωροφόρα δέντρα που συνήθως καλλιεργούνται στην Κολομβία, όπως τα εσπεριδοειδή, τα αμπέλια, η φράουλα, η παπάγια και η πιτάγια, θα επωφεληθούν από αυτές τις θετικές επιδράσεις, καθώς το e-CO2 μετριάζει το στρες που οφείλεται στην ξηρασία και την υφαλμύρωση.
Ωστόσο, η αυξημένη ανάπτυξη των οπωροφόρων δέντρων λόγω του e-CO2 απαιτεί περισσότερα θρεπτικά συστατικά και νερό. Συνεπώς, η επιλογή γονότυπων που επωφελούνται από το e-CO2 και έχουν υψηλή αποδοτικότητα στη χρήση αζώτου και νερού είναι πολύ σημαντική. Ιδανικά, θα πρέπει να έχουν υψηλή δύναμη απορρόφησης για να αποφεύγεται η συσσώρευση υδατανθράκων στον χλωροπλάστη.
Οι συγγραφείς καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι υπάρχει αναμφίβολα μια "επίδραση γονιμοποίησης του CO2" στα οπωροφόρα είδη που αυξάνεται με την πρόοδο της κλιματικής αλλαγής.
Παρόλα αυτά, λείπουν πολλές έρευνες για τα οπωροφόρα είδη σε σύγκριση με πολλές άλλες καλλιέργειες. Ως εκ τούτου, απαιτούνται μελλοντικές μελέτες για τη μέτρηση των άμεσων επιδράσεων του ατμοσφαιρικού e-CO2 και των αλληλεπιδράσεών του με περιβαλλοντικές μεταβλητές, όπως η βροχόπτωση, η θερμοκρασία, η εδαφική υγρασία και η διαθεσιμότητα θρεπτικών στοιχείων".
Διαβάστε τα υπόλοιπα στο No Tricks Zone
Δικτυογραφία:
Rising CO2 Improves Crop Yields 3% Per Year – Critical To Feed The World
https://climatechangedispatch.com/rising-co2-improves-crop-yields-3-per-year-critical-to-feed-the-world/