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efecto invernadero y cambio cimatico aplicada a la agricultura
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EFECTO INVERNADERO EN LA AGRICULTURA
Intro
El impacto del efecto invernadero a nivel global ha causado preocupación entre
los científicos ya que variables climáticas claves para el crecimiento de los
cultivos (por ejemplo: precipitación, temperatura, etc.) son severamente
afectadas y así mismo impactan la producción agrícola. Aunque los efectos de
los cambios en el clima sobre la producción de cultivos varía ampliamente de
una región a otra, se espera que los cambios anticipados tengan grandes
efectos y de gran envergadura principalmente en zonas tropicales de países en
desarrollo con regímenes de precipitación que se encuentran entre semiárido y
húmedo (Cline 2007). Los peligros incluyen el incremento en las inundaciones
en las áreas bajas, mayor frecuencia y severidad de sequías y calor excesivo
en áreas semiáridas, condiciones que en su conjunto pueden limitar el
crecimiento de los cultivos y sus rendimientos (Howden 2007).
El efecto invernadero
Definición: es la retención de calor en la baja atmósfera debido a la absorción y
a la re-radiación de las nubes y algunos gases (Robert, 2002)
La luz del sol sigue uno de tres vías: la absorción por la atmósfera (25%),
reflejo de vuelta al espacio (30%), o la absorción por la superficie de la tierra
(45%). La luz absorbida por la superficie de la tierra y por la atmósfera se
convierte de energía en forma de luz visible de onda corta a la energía en
forma de radiación infrarroja de onda larga (es decir, calor). Varios gases en la
atmósfera, que se refiere como "gases de efecto invernadero," absorben parte
del calor y vuelven a irradiar de nuevo hacia la superficie, lo que aumenta la
temperatura superficial. Sin este efecto invernadero natural, la temperatura
media de la superficie de la Tierra sería de aproximadamente -18 ° C,
aproximadamente 33 ° C más fría de lo que es hoy
Cabe señalar que mientras que el efecto invernadero invernaderos atmosférica
y físicas tanto trampa de calor real, lo hacen a través de diferentes
mecanismos. Un invernadero atrapa aire física en el interior del edificio para
que su calor no puede escapar por convección; el invernadero atmosférica
absorbe el calor en las moléculas de gas y re-irradia de nuevo hacia la
superficie de la tierra. (Dunne et al, 2013).
El clima es uno de los factores que delimitan la distribución de las plantas, ya
que cada especie requiere de ciertas condiciones de temperatura, humedad y
luz para germinar, crecer, florecer y fructificar. Cuando los factores climáticos,
específicamente la temperatura y la precipitación, exceden el grado de
tolerancia de una determinada especie, ésta no puede llevar a cabo su ciclo de
vida de manera óptima. Esto se debe a que cada especie tiene un intervalo de
tolerancia a diversos factores ambientales (Walther et al., 2002; Dawson y
Spannagle, 2009).
Pasturas más lignificadas, pérdidas de cultivos y bajas en rendimiento por
fenómenos naturales potencializados por el efecto invernadero como el niño y
la niña, resultado del incremento de temperatura y precipitación, sanitario (el
efecto climático afecta las poblaciones de insectos plaga, moviéndolas a través
de los pisos térmicos y mayor rapidez en sus ciclos vitales debido al calor),
social (con el cambio en el ambiente vienen los cambios de zonas de confort de
las plantas, cambiando las zonas de cultivo para mejorar la producción, al igual
que el incremento en la incidencia de heladas, sequías e inundaciones) y
ambiental (la ganadería y agricultura producen gases de efecto invernadero
(metano y óxido nitroso)
Efectos interactivos de elevada [CO2 ] y de la temperatura sobre el
crecimiento y desarrollo de una corta y larga temporada de maní cultivar
La temperatura y el CO 2 son dos de los principales factores ambientales asociados con el
cambio climático. En general se espera que las elevadas [CO 2 ] se incrementará la producción
de cultivos.Sin embargo, otros factores ambientales tales como la temperatura, junto con las
prácticas de gestión podrían modificar aún más la respuesta de un cultivo a CO 2 . El objetivo
de este estudio fue determinar los efectos interactivos de elevada [CO 2 ] y la temperatura por
encima de la óptima para el crecimiento, desarrollo y rendimiento de dos de maní ( Arachis
hypogaea L.), por ejemplo, Pronto y Georgia Verde. Uno de los objetivos era determinar si
había alguna variación en la respuesta entre estos dos cultivares con respecto a la posible
adaptación al cambio climático.Peanut plantas fueron cultivadas en cámaras de ambiente
controlado en la Universidad de Georgia Envirotron en condiciones de agua no limitante y
nutrientes de suministro. Las plantas fueron expuestos a temperaturas del aire de día / noche
de 33/21 ° C ( T A ), 35,5 / 23,5 ° C ( T A + 2,5 ° C), y 38/26 ° C ( T A + 5 ° C) junto con
CO 2 tratamientos de 400 y 700 mol CO 2 mol - 1 de aire. El rango seleccionado de
temperaturas se basa en las temperaturas que son comunes para el suroeste de Georgia
durante los meses de verano. Los resultados mostraron que LAI de ambos cultivares
respondieron positivamente, por ejemplo, 28,3% para el Pronto y 49,3% para Georgia Green a
elevada [CO 2 ]. En general, elevado [CO 2 ] solo se tradujo en un aumento significativo de la
biomasa total en la cosecha final en todos temperaturas ( P <0.0001), pero disminuyó el
rendimiento final de semilla ( P <0,0005), con excepción de Georgia verde al ( T A + 5 ° C). Las
temperaturas más altas en comparación con T A reducen la respuesta relativa de la biomasa
total de las emisiones de CO 2 para ambos cultivares. Se puede concluir que la respuesta final
rendimiento de semilla en CO 2 depende de la sensibilidad de los cultivares individuales a la
temperatura, especialmente durante la etapa de desarrollo reproductivo. (Bannanayan et al,
2008)
Asì también polley et al encontró que:
El aumento-glacial-a presente en la atmósfera de CO 2 concentración es probable que han
estimulado la producción de la planta, pero las pruebas experimentales en los ecosistemas
naturales son insuficientes.
•
Medimos sobre el suelo la producción de biomasa, el nitrógeno de las plantas (N) la
acumulación y dinámica de las especies en un C 3 / C 4 praderas expuesto durante 4 años
(1997-2000) a un gradiente continuo de CO 2 200-560 mol mol -1 .
•
La biomasa se incrementó con CO 2 concentración en 1997-99. Incrementos de biomasa
oscilaron entre 121 y 161 gm -2 por 100 mol mol -1 aumento de CO 2 y fueron similares a las
concentraciones subambientes y superambient. Respuestas de biomasa a CO 2 fueron
determinados por diferentes especies o grupos funcionales de especies durante años
diferentes. El aumento de CO 2 se aceleró un cambio de sucesión iniciada por la liberación del
pastoreo en la que C 3 herbáceas aumentaron a expensas de un C 4 hierba. Efectos de CO 2
sobre la concentración de tejido N variaron entre las especies y grupos funcionales, pero CO 2
no alteraron N total en los tejidos por encima del suelo.
•
Resultados implican que el aumento de CO 2 ha estimulado la producción de plantas y
acelerado cambio de sucesión y que los pastizales se mantendrá sensible al aumento de CO 2
durante varias décadas.
arroz
Las plantas con el metabolismo C3, como el arroz, están más se beneficiaron del aumento de
la concentración atmosférica de CO2 que las plantas con el metabolismo C4. Alta durante el
día y las temperaturas nocturnas pueden reducir drásticamente el potencial de rendimiento de
los cultivos de arroz, debido al acortamiento del ciclo de desarrollo y esterilidad de la espiguilla.
Esta tendencia puede ser mitigado mediante la selección de genotipos más resistentes a las
condiciones de alta temperatura del aire durante la floración y al cambiar la fecha de siembra
(Walter et al,2010; Aggarwal y Mall, 2002).
Sin embrago vara fue mas allà:
La concentración de dióxido de carbono atmosférico ([CO 2]) y otros gases de efecto
invernadero han aumentado en las últimas décadas. Si esto sigue así, podría indirectamente
conducir a aumentos en la temperatura global. Se resumen las respuestas de los cultivos de
leguminosas de grano (soja, frijol, maní y caupí) a elevada [CO2] y las interacciones con la
temperatura. Nuestra investigación muestra que, en ausencia de bióticos (plagas,
enfermedades y malezas) o abióticos (temperatura, agua y nutrientes) tensiones, elevada
[CO2] aumentará el rendimiento debido al aumento de la fotosíntesis y el crecimiento. Sin
embargo, por encima de las temperaturas óptimas, los efectos beneficiosos de la elevada [CO
2] son más que compensados por los efectos negativos de la temperatura sobre el rendimiento
y sus componentes, lo que lleva a reducir el rendimiento de semillas y la investigación futura
mala calidad de la semilla debe centrarse en el desarrollo genético y agronómico las prácticas
de manejo del cultivo para mejorar la productividad de los cultivos bajo climas cambiantes
(Vara et al, 2005)
respuesta de la yuca con el cambio climático:
La tasa de crecimiento de las mayoría de las plantas aumenta a niveles elevados de CO2, ya
que es el sustrato para la fotosíntesis, sin embargo, el aumento de la temperatura puede
contrarrestar los beneficios de CO2 en la productividad de los cultivos debido a un acortamiento
del ciclo y aumento de la respiración de mantenimiento. Los resultados de efecto invernadero,
de campo y experimentos numéricos indican que la respuesta del cultivo de la yuca al CO2
elevado es positivo, es decir, el aumento de los resultados de CO2 atmosférico en
aumento del rendimiento de las raices de almacenamiento de la yuca. El aumento de
temperatura proyectado en escenarios climáticos futuros, en general, no debe disminuir el
rendimiento de raices de almacenamiento de la yuca, principalmente en África, donde este
cultivo tiene un papel importante en la seguridad alimentaria. Deben realizarse más estudios
utilizando el conocimiento actual con el fin de confirmar los estudios previos sobre la respuesta
de la yuca a niveles elevados de CO2 y la temperatura en las regiones donde se han realizado
pocos estudios, al igual que en Brasil (Gabriel et al, 2014)
El aumento de CO2, seguido por un aumento en la temperatura del aire, en general, dará lugar
a la reducción del crecimiento, el tiempo de ciclo de desarrollo reducido, reducción de la
productividad, y el aumento de incidencia de enfermedades de la papa. Como una estrategia
para mitigar los efectos de un posible calentamiento global sobre esta cultura, se sugiere que
se desarrollan los cultivares tolerantes a altas temperaturas, los tiempos de siembra en cada
lugar adaptado, modificadas práctico manejo de cultivos e incluso amplió la superficie dedicada
al cultivo de las regiones más frías. (Fagundes et al, 2010)
Enfermedades y plagas
debido a las numerosas poblaciones, la facilidad de reproducción y dispersión, y poco tiempo
entre generaciones.
los patógenos tienden a seguir la planta huésped en su distribución geográfica, pero la
velocidad a la que los patógenos se hacen establecido en el nuevo entorno es una función del
mecanismo de dispersión de patógenos, la idoneidad del medio ambiente para la dispersión, la
supervivencia entre las estaciones y los cambios fisiológicos y ecológicos en la planta huésped.
(ghini et al, 2008)
Según Chakraborty et al. (2000a), las cepas más agresivas del patógeno con una amplia gama
de huéspedes, tales como Rhizoctonia, Sclerotinia, Sclerotium y otros patógenos necrotróficos
puede migrar de los agroecosistemas a la vegetación natural, y patógenos menos agresivas de
las comunidades vegetales naturales puede empezar a causar daños en los monocultivos de
regiones cercanas . Respecto necrótrofos no especializadas, la gama de huéspedes puede
extenderse debido a la migración de los cultivos.
Ampliación del alcance geográfico de los patógenos
Los cambios en las tasas de crecimiento de la población de patógenos
Los cambios en la abundancia relativa y la eficacia de los agentes de control biológico
Cambios en el patógeno × anfitrión × interacciones entre el medio ambiente
La pérdida de resistencia en cultivares contienen los genes sensibles a la temperatura
formas aparición de nuevas enfermedades / y patógenos
Aumento del riesgo de invasión de enfermedades migrantes
Pérdida de la eficacia de las prácticas de manejo integrado de enfermedades
Estos cambios tendrán importantes implicaciones para la seguridad alimentaria y nutricional, en
particular en los países en desarrollo del trópico seco, donde la necesidad de aumentar y
mantener la producción de alimentos es más urgente. (Pande, 2012)
Requerimientos hídricos
Los cambios en los patrones actuales de la temperatura podrían ocasionar grandes efectos en la demanda hídrica de los cultivos, en el manejo de los cultivos y en la planeación de los recursos hídricos de las zonas de riego. Potencialmente, el incremento de la temperatura ambiental, por efecto del cambio climático, provocará reducción de las demandas hídricas acumuladas por acortamiento del ciclo fenológico de los cultivos del ciclo OI, y en menor grado para los cultivos del ciclo PV, mismo que anulará el incremento de la ETo. Sin embargo, en los cultivos perennes se presentará un efecto opuesto, las demandas hídricas se incrementarán.
Las posibles acciones de adaptación al cambio climático para contrarrestar la reducción en el ciclo fenológico de los cultivos anuales, y en consecuencia de su rendimiento, son: restringir el periodo de siembra a los periodos fríos para que generen mayor duración del ciclo de cultivo, y usar variedades de ciclo largo resistentes al estrés térmico e hídrico, y soporten temperaturas mayores a las que se presentan actualmente. (Ojeda et al, 2011)
Afectación por ola invernal en el Huila
Fuente: gobernación del huila http://www.huila.gov.co/
Fuente: Banco Interamericano de desarrollo-BID y Comisión Económica para América Latina y
el Caribe - CEPAL
Fuente: pulzo disponible en: www.pulzo.com
Según el último estudio del IDEAM, nuestro país está produciendo aproximadamente el 0.36%
de emisiones totales mundiales (Nieves y col., 2008) entre las cuales la agricultura y la
ganadería representan el 36% nacional; en realidad estos valores son pequeños, en
comparación con los de otros países, pero nos están indicando que no nos encontramos
exentos de estas emisiones y por consiguiente es nuestro deber encontrar soluciones para
comenzar a reducir estas tasas (y más aún cuando el país firmó la Convención de Kyoto en el
2000).
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Muchos estudios y modelos predicen una disminución de la seguridad
alimentaria en países en desarrollo asumiendo escenarios de severos cambios
en el clima, poco crecimiento económico, incremento en los precios de los
alimentos, crecimiento rápido de la población y poca capacidad de adaptación
a los cambios a nivel de fincas (Reddy y Hodges 2000). Los modelos existentes
en el mejor de los casos proporcionan una aproximación superficial de los
efectos esperados y ocultan la enorme variabilidad en cuanto a estrategias
internas de adaptación
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Las limitaciones en la producción de arroz en condiciones de alta temperatura y CO2 se pueden mitigar, al menos en parte, el ajuste de la siembra de acuerdo a las características de cada sitio y la selección de los genotipos que tienen mayor resistencia a las altas temperaturas durante la floración.