A mudança climática pode afetar a produção de milho (milho) e trigo já em 2030 sob um cenário de altas emissões de gases de efeito estufa, de acordo com um novo estudo da NASA publicado na revista Nature Food. A produção de milho deverá diminuir 24%, enquanto que o trigo poderá apresentar um crescimento potencial de cerca de 17%.
Usando modelos climáticos e agrícolas avançados, os cientistas descobriram que a mudança na produtividade é devida a aumentos projetados na temperatura, mudanças nos padrões de precipitação e concentrações elevadas de dióxido de carbono na superfície devido às emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem. Estas mudanças tornariam mais difícil o cultivo de milho nos trópicos, mas poderiam expandir a gama de crescimento do trigo.
“Não esperávamos ver uma mudança tão fundamental, em comparação com as projeções de produtividade de safras da geração anterior de modelos climáticos e de safras realizadas em 2014”, disse o autor principal Jonas Jägermeyr, um modelador de safras e cientista climático do Goddard Institute for Space Studies (GISS) da NASA e do The Earth Institute da Universidade de Columbia, na cidade de Nova York. A resposta do milho projetado foi surpreendentemente grande e negativa, disse ele. “Uma redução de 20% em relação aos níveis atuais de produção poderia ter graves implicações em todo o mundo”.
Para chegar a suas projeções, a equipe de pesquisa utilizou dois conjuntos de modelos. Primeiro, eles usaram simulações de modelos climáticos do modelo internacional Climate Model Intercomparison Project-Phase 6 (CMIP6). Cada um dos cinco modelos climáticos CMIP6 usados para este estudo executa sua própria resposta única da atmosfera terrestre a cenários de emissão de gases de efeito estufa até 2100. Estas respostas diferem um pouco devido a variações em suas representações do sistema climático da Terra.
Em seguida, a equipe de pesquisa usou as simulações do modelo climático como insumo para 12 modelos de cultivo globais de última geração que fazem parte do Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP), uma parceria internacional coordenada pela Universidade de Columbia. Os modelos de cultivo simulam em larga escala como os cultivos crescem e respondem às condições ambientais como temperatura, precipitação e dióxido de carbono atmosférico, que são fornecidas pelos modelos climáticos. O comportamento de cada espécie de cultura é baseado em suas respostas biológicas da vida real estudadas em experimentos em laboratório interno e externo. No final, a equipe criou cerca de 240 simulações de modelos climáticos globais para cada cultura. Ao utilizar múltiplos modelos climáticos e de cultivo em várias combinações, os pesquisadores estavam mais confiantes em seus resultados.
“O que estamos fazendo é conduzir simulações de culturas que estão efetivamente cultivando culturas virtuais dia a dia, alimentadas por um supercomputador, e depois olhando para a mudança ano a ano e década a década em cada local do mundo”, disse Alex Ruane, co-diretor do GISS Climate Impacts Group e co-autor do estudo.
Este estudo concentrou-se nos impactos da mudança climática. Esses modelos não abordam incentivos econômicos, mudanças nas práticas agrícolas e adaptações como a criação de variedades mais resistentes, embora essa seja uma área de pesquisa ativa. A equipe de pesquisa planeja olhar para estes ângulos no trabalho de acompanhamento, já que estes fatores também determinarão o destino dos rendimentos agrícolas no futuro, à medida que as pessoas responderem às mudanças impulsionadas pelo clima.
A equipe analisou as mudanças na produtividade média das culturas a longo prazo e introduziu uma nova estimativa para quando os impactos das mudanças climáticas “surgirem” como um sinal discernível a partir da variabilidade habitual e historicamente conhecida na produtividade das culturas. As projeções de soja e arroz mostraram um declínio em algumas regiões, mas na escala global os diferentes modelos ainda discordam sobre os impactos gerais das mudanças climáticas. Para o milho e o trigo, o efeito climático foi muito mais claro, com a maioria dos resultados dos modelos apontando na mesma direção.
O milho é cultivado em todo o mundo, e grandes quantidades são produzidas em países mais próximos da linha do Equador. A América do Norte e Central, África Ocidental, Ásia Central, Brasil e China poderão ver sua produção de milho diminuir nos próximos anos e além — à medida que as temperaturas médias aumentarem nestas regiões, colocando mais estresse nas plantas.
O trigo, que cresce melhor em climas temperados, pode ver uma área mais ampla onde pode ser cultivado à medida que as temperaturas aumentam, incluindo o norte dos Estados Unidos e Canadá, planícies do norte da China, Ásia Central, sul da Austrália e leste da África, mas estes ganhos podem se estabilizar em meados do século.
A temperatura não é o único fator que os modelos consideram ao simular os rendimentos futuros da cultura. Níveis mais altos de dióxido de carbono na atmosfera têm um efeito positivo na fotossíntese e na retenção de água, aumentando o rendimento das colheitas, embora muitas vezes com um custo para a nutrição. Este efeito acontece mais para o trigo do que para o milho, que é capturado com mais precisão na atual geração de modelos. O aumento da temperatura global também está ligado às mudanças nos padrões de precipitação e à frequência e duração das ondas de calor e secas, o que pode afetar a saúde e produtividade das culturas. As temperaturas mais altas também afetam a duração das estações de cultivo e aceleram a maturidade das culturas.
“Você pode pensar nas plantas como coletoras de luz solar ao longo da estação de crescimento”, disse Ruane. “Elas estão coletando essa energia e depois a colocam na planta e no grão”. Portanto, se você se apressar nas fases de crescimento, ao final da estação, você simplesmente não terá coletado tanta energia”. Como resultado, a planta produz menos grãos totais do que produziria com um período de desenvolvimento mais longo. “Ao crescer mais rápido, seu rendimento realmente diminui”.
“Mesmo sob cenários otimistas de mudança climática, em que as sociedades realizam esforços ambiciosos para limitar o aumento da temperatura global, a agricultura global está enfrentando uma nova realidade climática”, disse Jägermeyr.
