Forskare världen över arbetar med att förutsäga hur klimatförändringarna kommer att påverka vår planet. Det är ett extremt komplext pussel med många rörliga delar, men några mönster har varit konsekventa, inklusive förutsägelsen att jordbruket som vi känner det kommer att bli svårare.

Forskare drar slutsatsen effekten på jordbruket baserat på förutsägelser om nederbörd, torkans intensitet, och vädrets volatilitet. Tills nu, dock, den genomsnittliga bonden kanske inte har kunnat omsätta förutsägelser som dessa i praktiken. En ny studie från University of Illinois sätter klimatförändringsförutsägelser i termer som bönder är vana vid:fältarbetsdagar.

"Allt annat kommer från fältarbetsdagar, " säger U of I och USDA Agricultural Research Service-ekolog Adam Davis. "Om du inte kan arbeta, allt annat säkerhetskopieras. Arbetsbara dagar kommer att avgöra sorterna, odlingssystemet, och vilka typer av skadedjursbekämpningsmetoder du kan använda. Vi frågar bara, "Kan du komma in och plantera din gröda?"

I en tidigare studie, gruppen utvecklade modeller som tillförlitligt översatte tidigare klimatdata till fältarbetsdagar för Illinois. I den nya studien, de kopplade dessa modeller med klimatförändringsscenarier för att förutsäga fältarbetsdagar in i framtiden.

Gruppen körde modellerna för nio grödor i Illinois under två tidsperioder, mitten av århundradet (2046 till 2065) och slutet av århundradet (2080 till 2099), med hjälp av tre klimatscenarier från mild till extrem.

Modellerna tyder på att det typiska planteringsfönstret för majs inte längre kommer att fungera; April och maj kommer att vara alldeles för blöt för att bearbeta fälten i de flesta delar av Illinois.

"Går framåt, vi förutspår varmare och blötare källor, och torrare, varmare somrar, " säger Davis. "Säsongen splittras och vi börjar se en tidig säsong, så att mars börjar se ut som ett bra mål för plantering i framtiden. Förr, Mars har varit den blödande kanten; ingen med sitt fulla sinne skulle ha planterat då. Men vi har redan sett trenden för tidig plantering. Det kommer att fortsätta trenden i den riktningen för ettåriga sommaren."

De där torrare, varmare somrar kommer sannolikt också att förändra jordbruksmetoderna, särskilt i södra Illinois.

"Torkperioderna kommer att intensifieras i mitten till sensommaren under alla klimatscenarier. Om bönder bestämmer sig för att plantera senare för att undvika den blöta perioden i april och maj, de kommer att stöta på torka som kommer att drabba avkastningen under anthesis-silking-intervallet, leder till mycket kärnabort. Det andra planteringsfönstret är förmodligen ganska riskabelt, " säger Davis.

Risk är nyckelordet. Om bönderna satsar på det tidiga planteringsfönstret och drabbas av frost eller mer nederbörd i mars än väntat, har de otur? Davis säger att de måste välja att gylla in fröet, plantera en annan hybrid, eller till och med skrota majs och satsa på höstvete senare på säsongen. Men med tanke på att många bönder väljer hybrider och köper frön föregående höst, de kommer sannolikt inte att ha den typen av flexibilitet till våren. Alla felberäkningar kommer att bli oerhört kostsamma.

"Det kommer att bero på om skördeförsäkringsbolag kommer att flytta planteringsdatum tidigare under våren. De kommer att behöva tillräckligt många år av empiriska bevis för att detta tidiga fönster existerar innan de sannolikt kommer att göra den förändringen, " konstaterar Davis.

Forskaren föreslår tre strategier för att hantera förändringarna. Jordbrukare kan plantera tidigt med långsäsongssorter för att maximera avkastningspotentialen, satsa på att ett pollineringsfönster öppnas innan torkan börjar. Eller så kan bönderna välja sorter med kortare säsong, plantera tidigt och sedan skörda innan torkan, möjligen offra avkastning.

Den sista strategin kommer att kräva en mer radikal förändring.

"Skapa odlingssystem som kan hantera ökad flyktighet genom att bevara markfuktigheten. Det mesta av ansträngningarna för skördestabilitet och motståndskraft fokuserar på genetisk förbättring av grödor. Det är bra, men jag tror att vi har hamnat på efterkälken när det gäller hantering av beskärningssystem. Om du har en elitkultivar som är torkbeständig i samma gamla odlingssystem som inte förändras med miljöförändringar, då gör vi inte full rättvisa åt den sorten, " säger Davis.

Med tanke på vädret i Illinois denna senvinter/tidiga vår, detta arbete verkar vara särskilt lägligt.

"Allt detta konstiga väder? Det är en del av en trend, " säger Davis. "Nu är det dags att förbereda sig, för framtiden är här."

Artikeln, "Förändringar i fältbearbetbarhet och torkarisk från beräknade klimatförändringar driver rumsligt varierande risker i Illinois odlingssystem, " publiceras i PLOS One .