As mudanças climáticas (por exemplo, o aquecimento global) estão intensificando o ciclo global da água e a variação temporal da precipitação aumentou significativamente. A distribuição da precipitação é mais desigual ao longo do tempo, e os eventos de seca e inundação ocorreram com mais frequência. Esta variabilidade instável na precipitação é particularmente negativa para o crescimento das culturas.
Por um lado, a variação temporal na precipitação afetará diretamente o momento das aplicações de fertilizantes nas culturas, limitando ainda mais a correspondência entre a oferta de fertilizantes e a demanda das culturas. Por outro lado, o aumento da variabilidade temporal da precipitação leva a um assíncrono entre a oferta e a demanda de N, o que indiretamente leva a perdas mais reativas de nitrogênio (incluindo perda por lixiviação, emissões gasosas, etc.), causando poluição da água, emissões de gases de efeito estufa , poluição do ar e outros ambientes ecológicos e efeitos na saúde humana.

O Prof. Peter M. Vitousek da Universidade de Stanford e sua equipe simularam a produtividade das culturas com base na umidade e temperatura do solo, e N e P biologicamente disponíveis de todas as fontes (fertilizante, deposição atmosférica e mineralização de N e P do N e P orgânico do solo) , para avaliar como a variação temporal na precipitação afeta o rendimento das culturas e as perdas de nitrogênio.

Os resultados do modelo mostram que a quantidade adequada de aplicação de fertilizante (100 e 20 unidades de N e P, respectivamente) e o momento adequado de adição (dois incrementos à cultura no período de crescimento, e o momento de aplicação é mais próximo do período de crescimento, mais significativo o efeito de aumentar o rendimento e reduzir as emissões de Nr) pode resultar em uma maior recuperação de N no material colhido de 53,6 e uma perda de N menor de 60,8, que é uma prática recomendada para muitas culturas de campo.

O aumento da variabilidade da precipitação tem o potencial de trazer precipitações extremas e uma distribuição mais desigual dos recursos hídricos, com vários efeitos adversos na produção agrícola. Constatou-se neste estudo que aumentos na variação temporal na precipitação causaram queda na produtividade, perdas progressivamente maiores de N reativo. Tais perdas provavelmente são particularmente importantes para P, uma vez que a relativa imobilidade de P causa grandes reservatórios de P derivado de fertilizantes para acumulam-se em solos superficiais, onde são vulneráveis ​​a perdas por escoamento e erosão do solo.

As variações temporais globais na precipitação serão mais dramáticas com a mudança climática antropogênica, que reduzirá ainda mais os rendimentos e aumentará as perdas de nitrogênio. Os autores e sua equipe esperam explorar soluções que possam abordar esse risco climático. No entanto, ajustar as quantidades de aplicação de fertilizantes (~30%) dependendo do teor de umidade do solo reduzirá as perdas de N reativo (~50%), mas não aumentará o rendimento das culturas.

Em ecossistemas agrícolas de sequeiro, os aumentos na variação temporal da precipitação causados ​​pelas mudanças climáticas tornarão difícil sustentar sistemas de cultivo que sejam de alto rendimento e tenham pequenas pegadas ambientais e de saúde humana. Em suma, parece provável que enfrentaremos desafios crescentes à segurança alimentar com o aumento contínuo da variabilidade da precipitação.

A atmosfera é um sistema altamente complexo. À medida que os gases de efeito estufa emitidos pelos humanos se acumulam na atmosfera, eles podem eventualmente causar eventos climáticos extremos, como tempestades. Somente se os países ao redor do mundo intensificarem seus esforços para reduzir as emissões e alcançar a neutralidade de carbono o mais rápido possível, poderemos mudar o clima da Terra e o futuro de nossa casa.

Este estudo foi publicado em Frontiers of Agricultural Science and Engineering . + Explorar mais

Os fertilizantes causam mais de 2% das emissões globais