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).

Fagundes, J. D., Paula, G. D., Lago, I. Â., Streck, N. A., & Bisognin, D. A. (2010). Aquecimento

global: efeitos no crescimento, no desenvolvimento e na produtividade de batata. Ciência

Rural, 40(6), 1464-1472.

Gabriel, L. F., Streck, N. A., Uhlmann, L. O., da Silva, M. R., & da Silva, S. D. (2014). Mudança

climática e seus efeitos na cultura da mandioca. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, 18(1), 90-98.

Pande, S. (2012). Climate Change and Plant Diseases. CENTRE OF ADVANCED FACULTY

TRAINING IN PLANT PATHOLOGY.

Banco Interamericano de Desarrollo-BID y Comisión Económica para América Latina y el

Caribe – CEPAL. (2012).Valoración de daños y pérdidas. Ola invernal en Colombia 2010-2011.

P 240

Polley, H. W., Johnson, H. B., & Derner, J. D. (2003). Increasing CO2 from subambient to

superambient concentrations alters species composition and increases above‐ground biomass

in a C3/C4 grassland. New Phytologist,160(2), 319-327.

Walter, L. C., Streck, N. A., Rosa, H. T., & Krüger, C. A. M. B. (2010). Mudança climática e seus

efeitos na cultura do arroz. Ciência Rural, 40(11), 2411-2418.

Vara Prasad, P. V., Allen, L. H., & Boote, K. J. (2005). Crop Responses to

Elevated Carbon Dioxide and Interaction with Temperature. Journal of Crop

Improvement, 13(1-2), 113-155.

Ojeda, W., Sifuentes, E., Íñiguez, M., & Montero, M. J. (2011). Impacto del

cambio climático en el desarrollo y requerimientos hídricos de los cultivos.

Agrociencia, 45(1), 1-11.

Ghini, R., Hamada, E., & Bettiol, W. (2008). Climate change and plant diseases.

Scientia Agricola, 65(SPE), 98-107.

Chakraborty, S., & Datta, S. (2003). How will plant pathogens adapt to host

plant resistance at elevated CO2 under a changing climate?. New Phytologist,

159(3), 733-742.

Bannayan, M., Soler, C. T., Guerra, L. C., & Hoogenboom, G. (2009).

Interactive effects of elevated [CO2] and temperature on growth and

development of a short-and long-season peanut cultivar. Climatic

Change, 93(3-4), 389-406.

• G. Walther, E. Post, P. Convey, A. Menzel, C. Parmesan, T. Beebee, J.

Fromentin, F. Bairlein. Ecological responses to recent climate change, 416

(2002), pp. 389–395 Nature

• B. Dawson, M. Spannagle The complete guide to climate change,

Routledge, New York (2009), p. 436

Dunne, J. A., Jackson, S. C., & Harte, J. (2013). Greenhouse Effect. In S. A.

Levin (Ed.), Encyclopedia of Biodiversity (Second Edition) (pp. 18-32).

Waltham: Academic Press.

Robert, M. (2002). Captura de carbono en los suelos para un mejor manejo de

la tierra (Vol. 96). Food & Agriculture Org (FAO). P 138

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

Reddy KR, Hodges HF. 2000 Climate change and global crop productivity.

CABI Publishing, Wallingford. P 488

Cline WR. 2007. Global warming and agriculture: impact

estimates by country. Center for Global development, Washington DC.P 186

Mall, R. K., & Aggarwal, P. K. (2002). Climate change and rice yields in diverse

agro-environments of India. I. Evaluation of impact assessment models.

Climatic Change, 52(3), 315-330.

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.