A modelagem de culturas é essencial para entender como garantir o abastecimento de alimentos à medida que o planeta se adapta às mudanças climáticas. Muitos modelos de cultura atuais se concentram na simulação do crescimento da cultura e do rendimento na escala do campo, mas faltam dados genéticos e fisiológicos, o que pode dificultar a produção precisa e a avaliação do impacto ambiental em escalas maiores.

Em um novo artigo publicado na revista Plantas Naturais , os pesquisadores identificam uma série de componentes multiescala e multidisciplinar - desde a genética das culturas até fatores globais - que são essenciais para encontrar soluções ambientalmente sustentáveis ​​para a segurança alimentar.

Muitos modelos de cultura enfocam a compreensão de como as características da planta, como o tamanho da folha, influenciam o rendimento da cultura na escala do campo, disseram os pesquisadores. "A modelagem nesta escala é crítica, mas gostaríamos de incorporar informações de dados de escala de gene para célula e regional para global em nossa estrutura de modelagem, "disse Bin Peng, Pesquisador de pós-doutorado e co-autoria da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.

O estudo identifica componentes que podem ajudar a gerar uma estrutura de modelagem mais informativa. "A modelagem multiescala é a chave para vincular o projeto de estratégias de adaptação às mudanças climáticas para o manejo de culturas e campos com uma avaliação em larga escala do impacto da adaptação na produção agrícola, ambiente, clima e economia, "Peng disse.

O estudo pede uma melhor representação das respostas fisiológicas das safras aos estressores climáticos e ambientais, como a seca, chuvas extremas e danos ao ozônio. "Muitos processos fisiológicos seriam importantes para simular o crescimento da cultura sob condições estressantes com precisão, "Peng disse. Os exemplos incluem água movendo-se do solo para a planta para a atmosfera impulsionada pelo balanço de energia do dossel, ele disse.

“Devemos também incluir uma melhor representação do manejo da cultura, "Peng disse." Isso seria extremamente importante para avaliar a produção agrícola e a sustentabilidade ambiental, bem como suas compensações. "

Os pesquisadores disseram que há oportunidades para fechar uma variedade de lacunas de dados, também. "Integração de dados de sensoriamento remoto, como o trabalho realizado em nosso laboratório, será extremamente valioso para reduzir lacunas de dados e incertezas, "disse o professor de recursos naturais e ciências ambientais e investigador do projeto Kaiyu Guan." Uma das vantagens do sensoriamento remoto é sua vasta cobertura espacial - podemos usar o sensoriamento remoto para restringir modelos de cultivo em todos os campos do planeta. "

Os autores também propõem um caminho para a integração modelo-dados. "Fazer a simulação certa das respostas das culturas aos fatores de mudança climática é extremamente importante, "Guan disse." A parte mais desafiadora é se os modelos de cultivo podem capturar essas relações emergentes, que pode ser derivada de observações empíricas. "

"Nenhum cientista ou laboratório de pesquisa pode produzir esses modelos por conta própria, "disse a coautora do estudo e professora de biologia vegetal Amy Marshall-Colón." Este tipo de esforço exigirá paciência e colaboração em muitas disciplinas. "