De afgelopen 70 jaar zijn goed geweest voor de maïsproductie in het middenwesten van de Verenigde Staten, met opbrengsten die vervijfvoudigd zijn sinds de jaren 1940. Veel van deze verbetering is te danken aan de vooruitgang in de landbouwtechnologie, maar onderzoekers van de universiteit van Harvard vragen zich af of veranderingen in het klimaat en de lokale temperatuur een grotere rol kunnen spelen dan eerder werd gedacht.

In een nieuwe krant onderzoekers ontdekten dat een verlengd groeiseizoen als gevolg van hogere temperaturen, gecombineerd met de natuurlijke verkoelende effecten van grote plantenvelden, hebben een belangrijke bijdrage geleverd aan een verbeterde maïsproductie in de VS.

"Ons onderzoek toont aan dat verbeteringen in gewasopbrengst afhankelijk zijn van, gedeeltelijk, over verbeteringen in het klimaat, zei Peter Huybers, Hoogleraar Aard- en Planetaire Wetenschappen bij de afdeling Aard- en Planetaire Wetenschappen (EPS) en Milieuwetenschappen en Engineering aan de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). "In dit geval, veranderende temperaturen hebben een gunstige invloed gehad op de landbouwproductie, maar er is geen garantie dat de voordelen blijven bestaan ​​naarmate het klimaat blijft veranderen. Het begrijpen van de gedetailleerde relaties tussen klimaat en gewasopbrengst is belangrijk nu we op weg zijn naar het voeden van een groeiende bevolking op een veranderende planeet."

Het onderzoek is gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ).

De onderzoekers modelleerden de relatie tussen temperatuur en gewasopbrengst van 1981 tot 2017 over de zogenaamde Corn Belt:Illinois, Indiana, Iowa, Kansas, Kentucky, Michigan, Minnesota, Missouri, Nebraska, Ohio, Zuid Dakota, en Wisconsin. Ze ontdekten dat naarmate de temperatuur steeg als gevolg van de wereldwijde klimaatverandering, plantdagen werden steeds vroeger, met ongeveer drie dagen per decennium verschuiven.

"Een van de grootste beslissingen van boeren is wat ze planten en wanneer ze het planten, " zei Ethan Butler, eerste auteur van het papier en voormalig afgestudeerde student in EPS. "We zien dat boeren eerder zaaien - niet alleen omdat ze sterkere zaden en betere plantapparatuur hebben - maar ook omdat het eerder warmer wordt."

Butler is momenteel een postdoctoraal onderzoeksmedewerker bij het Department of Forest Resources aan de Universiteit van Minnesota.

Vroeg planten betekent dat de maïs meer tijd heeft om te rijpen voor het einde van het groeiseizoen.

Er is ook een tweede, meer verrassende trend die de maïsopbrengsten ten goede is gekomen. Terwijl de overgrote meerderheid van de temperaturen de afgelopen eeuw is gestegen, de heetste dagen tijdens het groeiseizoen in het Midwesten zijn zelfs afgekoeld.

"Steeds meer productieve en dicht beplante gewassen kunnen tijdens warme dagen meer water uit bladeren en grond verdampen, " zei Nathaniel Mueller, voormalig postdoctoraal onderzoeker aan het Harvard University Center for the Environment en co-auteur van het artikel. "Wijdverbreide toename van verdampingssnelheden helpt blijkbaar maïs te beschermen tegen extreme hitte, de omgeving te koelen en de opbrengst te verhogen."

Mueller is momenteel een assistent-professor Earth System Science aan de University of California, Irvine.

De onderzoekers schatten dat meer dan een kwart van de toename van de gewasopbrengst sinds 1981 kan worden toegeschreven aan de dubbele effecten van een langer groeiseizoen en minder blootstelling aan hoge temperaturen, wat suggereert dat de gewasopbrengst kwetsbaarder is voor klimaatverandering dan eerder werd gedacht.

De onderzoekers laten ook zien dat de plant- en oogstdata die boeren momenteel gebruiken, aanzienlijk beter zijn aangepast aan het huidige klimaat dan aan klimaten in eerdere decennia.

"Boeren zijn ongelooflijk proactief en we zien dat ze profiteren van veranderingen in temperatuur om hun opbrengst te verbeteren. De vraag is, hoe goed kunnen ze zich blijven aanpassen aan toekomstige klimaatveranderingen, ’, aldus Huybers.