Agrartechnologie

Abstrakt

Simulationsstudie zu den Auswirkungen des Klimawandels und Managementoptionen für die Sorghum-Produktion [Sorghum bicolor (L.) Moench] im semiariden Nordosten Äthiopiens

Abebe Misganaw, Adem Mohammed

Der Klimawandel ist eines der aktuellen Probleme, das alle klimasensitiven Sektoren wie die Landwirtschaft stark beeinflusst. Es bedarf Anbaumanagementoptionen, um die Auswirkungen zu minimieren und die regionale Nahrungsmittelproduktion aufrechtzuerhalten. Die Ziele dieser Studie waren (1) das CERES-Sorghum-Modell von DSSAT (V4.7) zur Simulation der Phänologie, des Wachstums und des Ertrags von Sorghum zu kalibrieren und zu bewerten, (2) die prognostizierten Klimaänderungen (2030er und 2050er Jahre) im Untersuchungsgebiet abzuschätzen, (3) die Auswirkungen des prognostizierten Klimawandels auf die Phänologie, die oberirdische Biomasse und den Kornertrag von Sorghum zu simulieren und (4) die Möglichkeit des Einsatzes von zusätzlicher Bewässerung und Sorghum-Sorten als Managementoptionen zu untersuchen. Das CERES-Sorghum-Modell in DSSAT (V4.7) wurde zuerst für die Sorghum-Sorte Girana-1 anhand experimenteller Daten kalibriert und bewertet. Tägliche Wettervariablen (1980–2009), darunter Niederschlagsmenge, Maximaltemperatur, Minimaltemperatur und Sonneneinstrahlung, wurden von der nächstgelegenen Wetterstation in Sirinka, Äthiopien, bezogen. Die 17 CMIP5 GCM-Ausgaben, die unter RCP 4.5 und RCP 8.5 für die Zeitintervalle 2030 s und 2050 s ausgeführt wurden, wurden für die Zielstandorte vom Klimaportal des CIAT (http://ccafs-climate.org/) heruntergeladen und mit Markism GCM auf die Zielstandorte herunterskaliert. Das Ergebnis der Modellkalibrierung zeigte, dass die sortenspezifischen Parameter innerhalb des Modells angemessen angepasst wurden. Das Ergebnis der Modellauswertung zeigte auch, dass das Modell Phänologie, Kornertrag und oberirdischen Biomasseertrag mit hoher Genauigkeit simulierte, mit einem minimalen RMSE von 1,83 für die Blüte, 3,3 für die physiologische Reife, 685,6 für den Kornertrag und 477,8 für den oberirdischen Biomasseertrag. Die Analyse des zukünftigen Klimas ergab, dass die durchschnittliche Höchsttemperatur in den Zeiträumen 2030 und 2050 um 1,4 °C bzw. 1,9 °C steigen wird (bei RCP 4.5) und in den Zeiträumen 2030 und 2050 um 1,5 °C bzw. 2,5 °C (bei RCP 8.5). Die Niederschlagsmenge wird in den Zeiträumen 2030 und 2050 um 1,5 % bzw. 4,5 % zunehmen (bei RCP 4.5) und in den Zeiträumen 2030 und 2050 um 3,7 % bzw. 3,2 % (bei RCP 8.5). Die Phänologie von Sorghum wird in den Zeiträumen 2030 und 2050 deutlich abnehmen (P < 0,05). Es wird jedoch erwartet, dass der Kornertrag von Sorghum in den 2030er und 2050er Jahren deutlich ansteigen wird (P < 0,05). Die Simulationsergebnisse zeigten auch, dass der Kornertrag von Sorghum unter zukünftigen Klimabedingungen durch zusätzliche Bewässerung und lang reifende Sorten deutlich gesteigert werden kann.