Washington, DC, USA
June 11, 2014
Findings from research at the U.S. Department of Agriculture (USDA) by conducted by Agricultural Research Service (ARS) plant physiologist Lewis Ziska and published today in the scientific journal PLOS ONE project changes in crop production as air temperatures increase due to climate change. ARS is USDA's chief intramural scientific research agency, and the research supports the USDA priority of responding to climate change.
In the study published today, researchers observed one of the effects that agricultural producers may see as air temperatures increase is a corresponding increase of insects, weeds and fungal pests because of milder winter temperatures. One possible result is growers may need to increase their pesticide use to respond to these pests and maintain soybean production levels.
"One of our most crucial challenges is finding ways to maintain and increase crop production levels in the face of climate change," said ARS Administrator Chavonda Jacobs-Young. "These studies underscore the importance of conducting research that helps us confront these challenges and facilitates the development of cost-effective options for the environmentally sustainable production of food, feed, and fiber."
In temperate regions, the distribution and survival of agricultural pests is often kept in check by low winter temperatures. Ziska, who works at the ARS Crop Systems and Global Change Laboratory in Beltsville, Maryland, examined average pesticide applications since 1999 for commercial soybean grown over a 1,300-mile longitudinal transect from Minnesota to Louisiana. Minimum daily temperatures in this study area ranged from -20 degrees Fahrenheit to 23 degrees Fahrenheit.
Although soybean yields per acre did not vary by state, increases in total pesticide applications were positively correlated with increases in minimum winter temperature. This suggested that rising minimum temperatures could be a good proxy for increased pesticide use.
Ziska determined that from 1977 through 2013, minimum winter temperatures were increasing throughout the transect, although the rate of increase was greater for northern states like Minnesota than for southern states like Louisiana. This observation is consistent with the Intergovernmental Panel on Climate Change projections regarding enhanced warming with increasing latitude.
Using these findings to project future pesticide use, Ziska determined that if these temperature trends continue, soybean pesticide use by region in the next 10 years may also change, with herbicide use increasing in the north and insecticide and fungicide use increasing in the south. Overall, according to Ziska, these results indicate that increases in pesticide application rates may be a means to maintain soybean production in response to potential increases in pest pressures associated with rising minimum daily temperatures and climate change.
Investigaciones por el USDA sobre el cambio climático y los efectos de los inviernos más calientes publicadas hoy en la revista científica 'PLOS ONE'
Los resultados de investigaciones por el fisiólogo de plantas Lewis Ziska, quien trabaja con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés) han sido publicados hoy en la revista científica 'PLOS ONE'. Estos hallazgos proyectan cambios en la producción de cultivos como resultado de aumentos en la temperatura del aire debido al cambio climático. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del USDA, y esta investigación apoya la prioridad del USDA de responder al cambio climático.
En el estudio publicado hoy, los investigadores observaron que uno de los efectos de aumentos en la temperatura del aire podría ser un aumento correspondiente en las poblaciones de insectos plagas, malas hierbas y hongos como resultado de las temperaturas más cálidas durante el invierno. Esto podría llevar a la necesidad de aumentos en el uso de pesticidas por los agricultores para controlar estas plagas y mantener los niveles de producción del cultivo de soya.
"Uno de nuestros desafíos más críticos es encontrar maneras de mantener y aumentar la producción de cultivos durante el cambio climático", dijo Chavonda Jacobs-Young, quien es administradora del ARS. "Estos estudios destacan la importancia de realizar investigaciones que nos ayudan a enfrentarse a estos desafíos y facilitar el desarrollo de opciones económicas para la producción sostenible de alimento, pienso y fibra".
En las regiones templadas, la distribución y supervivencia de los insectos plagas a menudo es detenida por las temperaturas bajas durante el invierno. Ziska, quien trabaja en el Laboratorio de Sistemas de Cultivos y Cambio Climático Global mantenido por el ARS en Beltsville, Maryland, examinó las aplicaciones medias de pesticidas desde el 1999 para los cultivos comerciales de soya en un transecto longitudinal de 1.300 millas desde Minnesota hasta Luisiana. Las temperaturas mínimas diarias en el área del estudio variaron de 20 grados bajo cero Fahrenheit a 23 grados Fahrenheit.
Aunque los rendimientos de soya por acre no variaron por estado, los aumentos en las aplicaciones totales de pesticidas fueron correlacionadas positivamente con aumentos en las temperaturas mínimas durante el invierno. Esto sugiere que aumentos en las temperaturas mínimas podrían llevar a aumentos en el uso de pesticidas.
Ziska determinó que del 1977 al final del 2013, las temperaturas mínimas durante el invierno fueron aumentadas por todo el transecto, aunque la tasa de aumento fue más grande en los estados norteños tales como Minnesota comparados con los estados sureños tales como Luisiana. Esta observación es coherente con las proyecciones del Panel Intergubernamental de Cambio Climático sobre la temperatura y la latitud.
Ziska usó estos hallazgos para proyectar el uso de pesticidas en el futuro, y determinó que si estas tendencias continúan, el uso de pesticidas en el cultivo de soya en las varias regiones también podría cambiar, con más uso de herbicidas en los estados norteños y más uso de insecticidas y fungicidas en los estados sureños. En total, según Ziska, estos hallazgos indican que aumentos en las aplicaciones de pesticidas podrían proveer una manera de mantener la producción de la soya en respuesta a los aumentos posibles en las plagas asociadas con aumentos en las temperaturas mínimas diarias y el cambio climático.
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