Les événements climatiques extrêmes constituent un risque majeur pour la production alimentaire mondiale. Parmi ceux-ci, les précipitations extrêmes sont souvent écartées des analyses historiques et des projections futures, dont les impacts et les mécanismes restent mal compris. Ici, nous avons utilisé des observations à long terme à l'échelle nationale et des expériences de manipulation des précipitations à plusieurs niveaux pour explorer l'ampleur et les mécanismes des impacts des précipitations extrêmes sur le rendement du riz en Chine. Nous constatons que les réductions de rendement du riz dues aux précipitations extrêmes étaient comparables à celles induites par la chaleur extrême au cours des deux dernières décennies, atteignant 7,6 ± 0,9% (une erreur type) selon les observations à l'échelle nationale et 8,1 ± 1,1% selon le modèle de culture intégrant les mécanismes révélés par les expériences de manipulation. Les précipitations extrêmes réduisent le rendement du riz principalement en limitant la disponibilité de l'azote pour le travail du sol, ce qui réduit les panicules efficaces par zone, et en perturbant physiquement la pollinisation, ce qui diminue les grains remplis par panique. Compte tenu de ces mécanismes, nous prévoyons une réduction supplémentaire du rendement d'environ8% en raison des précipitations extrêmes sous un climat plus chaud d'ici la fin du siècle. Ces résultats démontrent qu'il est essentiel de tenir compte des précipitations extrêmes dans les évaluations de la sécurité alimentaire.

Los fenómenos climáticos extremos constituyen un riesgo importante para la producción mundial de alimentos. Entre estos, las precipitaciones extremas a menudo se descartan de los análisis históricos y las proyecciones futuras, cuyos impactos y mecanismos siguen siendo poco conocidos. Aquí utilizamos observaciones a largo plazo a nivel nacional y experimentos de manipulación de lluvias multinivel para explorar la magnitud y los mecanismos de los impactos extremos de las lluvias en el rendimiento del arroz en China. Encontramos que las reducciones del rendimiento del arroz debido a las precipitaciones extremas fueron comparables a las inducidas por el calor extremo en las últimas dos décadas, alcanzando el 7,6 ± 0,9% (un error estándar) según las observaciones a nivel nacional y el 8,1 ± 1,1% según el modelo de cultivo que incorpora los mecanismos revelados a partir de experimentos manipulativos. Las precipitaciones extremas reducen el rendimiento del arroz principalmente al limitar la disponibilidad de nitrógeno para el macollaje que reduce las panículas efectivas por área y al ejercer una perturbación física en la polinización que disminuye los granos rellenos por panícula. Teniendo en cuenta estos mecanismos, proyectamos una reducción adicional del rendimiento de ~8% debido a las precipitaciones extremas en climas más cálidos para finales de siglo. Estos hallazgos demuestran que es fundamental tener en cuenta las precipitaciones extremas en las evaluaciones de seguridad alimentaria.

Extreme climate events constitute a major risk to global food production. Among these, extreme rainfall is often dismissed from historical analyses and future projections, the impacts and mechanisms of which remain poorly understood. Here we used long-term nationwide observations and multi-level rainfall manipulative experiments to explore the magnitude and mechanisms of extreme rainfall impacts on rice yield in China. We find that rice yield reductions due to extreme rainfall were comparable to those induced by extreme heat over the last two decades, reaching 7.6 ± 0.9% (one standard error) according to nationwide observations and 8.1 ± 1.1% according to the crop model incorporating the mechanisms revealed from manipulative experiments. Extreme rainfall reduces rice yield mainly by limiting nitrogen availability for tillering that lowers per-area effective panicles and by exerting physical disturbance on pollination that declines per-panicle filled grains. Considering these mechanisms, we projected ~8% additional yield reduction due to extreme rainfall under warmer climate by the end of the century. These findings demonstrate that it is critical to account for extreme rainfall in food security assessments.

تشكل الظواهر المناخية المتطرفة خطرًا كبيرًا على الإنتاج الغذائي العالمي. من بين هذه العوامل، غالبًا ما يتم استبعاد هطول الأمطار الغزيرة من التحليلات التاريخية والتوقعات المستقبلية، والتي لا تزال آثارها وآلياتها غير مفهومة جيدًا. هنا استخدمنا الملاحظات طويلة الأجل على الصعيد الوطني وتجارب التلاعب بهطول الأمطار متعددة المستويات لاستكشاف حجم وآليات تأثيرات هطول الأمطار الشديدة على محصول الأرز في الصين. نجد أن انخفاضات غلة الأرز بسبب هطول الأمطار الغزيرة كانت مماثلة لتلك الناجمة عن الحرارة الشديدة على مدى العقدين الماضيين، حيث وصلت إلى 7.6 ± 0.9 ٪ (خطأ قياسي واحد) وفقًا للملاحظات على مستوى البلاد و 8.1 ± 1.1 ٪ وفقًا لنموذج المحاصيل الذي يتضمن الآليات التي تم الكشف عنها من التجارب التلاعبية. يقلل هطول الأمطار الغزيرة من غلة الأرز بشكل أساسي عن طريق الحد من توافر النيتروجين للحراثة التي تقلل من السنابل الفعالة لكل منطقة وعن طريق ممارسة الاضطراب الجسدي على التلقيح الذي يقلل من الحبوب المملوءة بالجسيمات. وبالنظر إلى هذه الآليات، توقعنا انخفاضًا إضافيًا في الغلة بنسبة 8 ٪ تقريبًا بسبب هطول الأمطار الغزيرة في ظل مناخ أكثر دفئًا بحلول نهاية القرن. توضح هذه النتائج أنه من الأهمية بمكان مراعاة هطول الأمطار الغزيرة في تقييمات الأمن الغذائي.