Le changement climatique (par exemple, le réchauffement climatique) intensifie le cycle global de l'eau et la variation temporelle des précipitations a considérablement augmenté. La distribution des précipitations est plus inégale dans le temps, et les épisodes de sécheresse et d'inondation sont plus fréquents. Cette variabilité instable des précipitations est particulièrement négative pour la croissance des cultures.

D'une part, la variation temporelle des précipitations affectera directement le moment des applications d'engrais aux cultures, limitant davantage l'adéquation entre l'offre d'engrais et la demande des cultures. D'autre part, la variabilité temporelle accrue des précipitations conduit à un asynchrone entre l'offre et la demande de N, ce qui conduit indirectement à des pertes d'azote plus réactives (y compris les pertes par lessivage, les émissions gazeuses, etc.), provoquant ainsi une pollution de l'eau, des émissions de gaz à effet de serre. , la pollution de l'air et d'autres effets sur l'environnement écologique et la santé humaine.

Le professeur Peter M. Vitousek de l'Université de Stanford et son équipe ont simulé la productivité des cultures en fonction de l'humidité et de la température du sol, ainsi que du N et P biologiquement disponibles de toutes les sources (engrais, dépôt atmosphérique et minéralisation du N et P à partir du N et P organiques du sol) , pour évaluer comment la variation temporelle des précipitations affecte le rendement des cultures et les pertes d'azote.

Les résultats du modèle montrent que la quantité appropriée d'application d'engrais (100 et 20 unités de N et de P, respectivement) et le moment approprié de l'ajout (deux incréments à la culture pendant la période de croissance, et le moment de l'application est plus proche de la période de croissance, plus l'effet de l'augmentation du rendement et de la réduction des émissions de Nr est important) peut entraîner une récupération plus élevée de N dans le matériel récolté de 53,6 et une perte de N inférieure de 60,8, ce qui est une pratique exemplaire recommandée pour de nombreuses cultures de plein champ.

La variabilité accrue des précipitations peut entraîner des précipitations extrêmes et une répartition plus inégale des ressources en eau, avec divers effets négatifs sur la production agricole. Il a été constaté dans cette étude que l'augmentation de la variation temporelle des précipitations a entraîné une baisse des rendements, des pertes progressivement plus importantes de N réactif. s'accumulent dans les sols de surface, où ils sont vulnérables aux pertes par ruissellement et érosion du sol.

Les variations temporelles globales des précipitations seront plus dramatiques avec le changement climatique anthropique, qui réduira encore les rendements et augmentera les pertes d'azote. Les auteurs et leur équipe espèrent explorer des solutions qui pourraient faire face à ce risque climatique. Cependant, l'ajustement des quantités d'application d'engrais (~ 30%) en fonction de la teneur en humidité du sol réduira les pertes de N réactif (~ 50%) mais n'augmentera pas les rendements des cultures.

Dans les écosystèmes agricoles pluviaux, l'augmentation de la variation temporelle des précipitations due au changement climatique rendra difficile le maintien de systèmes de culture à la fois à haut rendement et à faible empreinte environnementale et sanitaire. En bref, il semble probable que nous serons confrontés à des défis croissants en matière de sécurité alimentaire avec l'amélioration continue de la variabilité des précipitations.

L'atmosphère est un système très complexe. À mesure que les gaz à effet de serre émis par les humains s'accumulent dans l'atmosphère, ils peuvent éventuellement provoquer des phénomènes météorologiques extrêmes tels que des orages. Ce n'est que si les pays du monde entier intensifient leurs efforts pour réduire les émissions et atteindre la neutralité carbone dès que possible que nous pourrons changer le climat de la Terre et l'avenir de notre maison.

Cette étude a été publiée dans Frontiers of Agricultural Science and Engineering . + Explorer plus loin

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