La sequía y el calor récord tienen a algunos agricultores preocupados sobre dónde y cuándo se pueden cultivar en el futuro, incluso en California, donde una diversidad de microclimas sin precedentes crea condiciones ideales de crecimiento para muchos de los artículos más populares en las tiendas de comestibles de Estados Unidos. Un tercio de las verduras y dos tercios de las frutas y nueces que consumen los estadounidenses ahora se cultivan en más de 76, 000 granjas en todo el estado, sin embargo, dentro de 20 años, ciertas regiones de California pueden simplemente volverse demasiado calientes y secas para continuar con la producción.

Una nueva investigación del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) muestra que para los años 2045-2049 las temperaturas futuras tendrán un mayor efecto sobre cuándo los cultivos de estación fría, como el brócoli y la lechuga, se puede cultivar que en donde, mientras que para los cultivos de estación cálida (melón, Tomates, zanahorias) el impacto será mayor para dónde se pueden cultivar que cuándo. Los científicos describen en su artículo la combinación de modelos informáticos con información sobre las temperaturas de crecimiento históricas e ideales para cinco importantes cultivos de California. "Los aumentos de temperatura proyectados pueden requerir cambios en la temporada de crecimiento de los cultivos de temporada fría y los lugares de crecimiento de los cultivos de temporada cálida, "que apareció en la revista Ciencia del Medio Ambiente Total a principios de este mes.

"Para garantizar la seguridad alimentaria de California y el resto del país, es importante predecir cómo afectará el calentamiento futuro a la agricultura de California, ", dijo la autora principal del artículo, Alison Marklein." Necesitamos información confiable sobre cómo las condiciones climáticas futuras afectarán nuestros cultivos para que el sistema agrícola desarrolle una respuesta adecuada para garantizar la seguridad alimentaria. Por ejemplo, Un desafío importante al considerar la reubicación de cultivos es que los productores tienen un conocimiento especializado de sus tierras y cultivos. Si los cultivos ya no se pueden cultivar en sus ubicaciones actuales, entonces el agricultor tiene que mudarse a una nueva área o cultivar un cultivo diferente, lo que presenta una carga práctica y económica para el agricultor ".

Ahora científico de UC Riverside, Marklein había dirigido el proyecto anteriormente mientras completaba una beca postdoctoral en Berkeley Lab y colaboraba con Peter Nico, coautor del estudio y científico del personal del Área de Ciencias Ambientales y de la Tierra de Berkeley Lab. También contribuyeron científicos del Departamento de Agricultura de EE. UU. Y UC Davis. Financiado por la Iniciativa Alimentaria Global de la Universidad de California, la investigación representa un foco de investigación significativo para Berkeley Lab:agricultura sostenible. Otro estudio actual de Berkeley Lab aplica el aprendizaje automático al desarrollo de enmiendas microbianas que podrían reponer los suelos sin nutrientes como el carbono y el fósforo.

Acostumbrarse a los extremos climáticos

Al realizar el estudio, Los investigadores primero seleccionaron cinco cultivos anuales que se producen más en California que en cualquier otro estado:lechuga, brócoli, zanahorias, Tomates, y melón. Estos cultivos densos en nutrientes contribuyeron con el 64% del valor en efectivo del estado de los cultivos de hortalizas y melones en 2016 y son esenciales para la seguridad alimentaria. como lo demuestra su lugar entre las principales verduras y frutas donadas a cuatro bancos de alimentos de California estudiados.

Luego, el equipo obtuvo 15 años de datos de temperatura del aire a partir de 1990 de ubicaciones en todo el estado, así como información sobre los umbrales de temperatura de los cultivos, o temperaturas del aire máximas y mínimas más allá de las cuales ocurren las malas cosechas, y los lugares de cultivo de cada uno de los cinco cultivos que se remontan a siete años. También consideraron la duración óptima de la temporada de crecimiento de un cultivo:por ejemplo, el brócoli requiere cuatro meses consecutivos de un mínimo de 39 grados Fahrenheit y un máximo de 95 grados.

Con el objetivo de comparar el rendimiento de cada cultivo en California en diferentes escenarios climáticos posibles, uno caliente-seco y otro fresco-húmedo, los investigadores observaron cómo las temperaturas más altas pueden afectar los cultivos en sus lugares de cultivo históricos. Próximo, identificaron posibilidades para expandir cualquier cultivo a una ubicación de cultivo más ideal según el umbral de temperatura de ese cultivo, mirando todas las áreas donde ese cultivo no se ha cultivado, incluso donde la tierra no se había utilizado anteriormente para la agricultura.

Finalmente, El equipo calculó qué parte de la tierra utilizada históricamente para el cultivo de cada uno de los cinco cultivos se puede mantener en escenarios de calentamiento futuros (caliente-seco, frío-húmedo); cuánto de la tierra utilizada sería insostenible debido al aumento de temperatura; y cuánta tierra no utilizada anteriormente para la agricultura podría potencialmente sustentar cada uno de los cinco cultivos en comparación con las tierras agrícolas históricas donde estos cultivos aún no se han cultivado.

Los tomates podrían enfrentar algunos dolores de crecimiento.

"Encontramos diferencias en la forma en que las temperaturas más cálidas afectarán los cultivos de estación fría frente a los cultivos de estación cálida, ", Dijo Marklein." Para cultivos de estación fría como el brócoli y la lechuga, puede ser posible extender sus temporadas de crecimiento. Pero puede hacer demasiado calor para cultivar tomates de estación cálida donde históricamente se han cultivado en verano, y puede requerir trasladarlos a climas más suaves lo suficientemente cálidos para cultivar tomates en los nuevos escenarios climáticos ".

El equipo descubrió que tanto los cultivos de estación fría, brócoli y lechuga, actualmente se cultivan más cerca de sus umbrales de temperatura más bajos durante el otoño y la primavera. Los modelos climáticos predicen un aumento de las temperaturas invernales por encima del umbral de temperatura mínima para ambos cultivos, sugiriendo que a mediados de siglo estos cultivos también podrían cultivarse en invierno, incluso en áreas donde históricamente no se han cultivado.

Las temperaturas más cálidas en otoño y primavera sugieren que los tomates podrían beneficiarse de un cambio en la temporada de crecimiento. Pero eso podría resultar más difícil de lo que parece.

"Mirando el escenario futuro de clima cálido-seco, aunque es probable que aumenten las temperaturas en otoño y primavera, al igual que las temperaturas de verano, un cambio en la temporada de cultivo no es una solución viable porque es probable que las temperaturas de verano excedan las temperaturas críticas para los tomates, ", Dijo Marklein." Los tomates necesitan cuatro meses consecutivos para su temporada de crecimiento, así que el hueco en el medio llenado por el verano hace que esto sea inviable ".

Las oportunidades podrían surgir por todas partes

Si bien es cierto que algunos de los cultivos estudiados, tomates especialmente, perderá áreas donde se han cultivado tradicionalmente debido al calentamiento futuro, podría haber algunas formas de mitigar estos posibles desafíos. Por ejemplo, porque su análisis se centró en la temperatura del aire en lugar de la temperatura del cultivo, en la práctica, el riego puede reducir algunos efectos negativos del calor.

En total, Marklein dijo que este estudio les da a los planificadores agrícolas mucho en qué pensar. "Este es realmente un primer paso en la planificación de escenarios climáticos futuros. Este trabajo podría utilizarse para ayudar a priorizar recursos como las tierras de cultivo y el agua para maximizar la productividad agrícola y la seguridad alimentaria". ", dijo." Es fundamental planificar con anticipación los futuros escenarios de calentamiento, particularmente en áreas como California que alimentan a la nación ".