Вчені розробляють «кліматичні» сорти пшениці і кукурудзи

Зміни клімату можуть призвести до зниження врожайності більшості сільськогосподарських культур. Чи встигнуть селекціонери створити нові сорти злакових, пристосовані до нових кліматичних умов? Результати досліджень в Північній Америці, Африці та Азії.

Завдяки вченим з Департаменту Сільського Господарства США в Аризоні виробники пшениці на Південному Заході США тепер можуть краще зрозуміти, як пристосуватися до зміни клімату в найближчі десятиліття. 

Дослідники встановили   підігрівачі на експериментальних полях з пшеницею   на території Сільськогосподарського Дослідницького Центру (Agricultural Research Center) в Марікопі, Аризона, для імітації умов зростання, що очікуються до 2050 року. Вони використовували інфрачервоні підігрівачі під назвою T-FACE, що розміщувалися безпосередньо над рослинами.

Зазвичай, пшеницю в Аризоні сіють в середині зими, а збирають в кінці травня, зрошуючи протягом всього сезону. Температури коливаються від заморозків взимку до 38 градусів Цельсія у травні.   Але зростання температур може значно зменшити врожайність та збільшити загрозу посух, що робить зміну клімату одним з важливих питань.

Вчені сіяли пшеницю кожні шість тижнів з березня 2007 по травень 2009 років. Вони застосували підігрів до 6 з 15 насаджень, які сіяли в березні, грудні і вересні. Як і очікувалось, підігрів сприяв росту культур, підвищив температуру ґрунту, але зменшив його вологість, спричинив незначний водний стрес і мав вплив на фотосинтез. Та вплив на врожайність залежав від часу, коли пшениця була посіяна. Коли підігрів застосовувався до пшениці, посіяної в середині зими, вона росла швидше, цикл її росту випереджав звичайний ріст на тиждень, але великого впливу на врожайність підігрів не мав. Підігрів сортів, що були посіяні у вересні, дозволив їм пережити заморозки між Різдвом і Новим роком з незначною втратою врожайності. Пшениця, посіяна в той самий час, але без застосування підігріву, не вродила. Результати досліджень, опубліковані в Global Change Biology, дозволять виробникам пшениці розробити нові графіки посадки відповідно до умов збільшення температур.

До сьогодні основна частина досліджень, що присвячені впливу зміни клімату на виробництво продовольства, була зосереджена на території Північної Америки та Європи, що значно обмежувало можливості прогнозування.

Нещодавно до кола досліджень вчені додали також і Африку. Як повідомляється в статті журналу Nature Climate Change, автори аналізу даних багатолітніх польових експериментів   вирощування кукурудзи в Африці   вважають, що глобальне потепління сильно вдарить по врожаю цієї культури.

Робота   Девіда Лоубелла   (David Lobell), вченого з Стенфордського університету в Америці, базується на даних, що були накопичені Міжнародним центром покращення кукурудзи і пшениці за період з 1999 по 2007 роки в Африці. Робота вчених, котрі узагальнили близько 20 тисяч польових досліджень з вирощування кукурудзи в різних регіонах континенту, показує, що потепління на 1 Градус Цельсія може викликати втрату врожайності в 65 регіонах Африки, де цей злак вирощується.   Якщо ж підвищення температури буде супроводжуватися скороченням опадів, то врожаї знизяться на 20% на територій 75% сільськогосподарських угідь Африки , які зайняті під вирощування кукурудзи. «Прогнози щодо того, яким чином потепління вплине на виробництво продовольства, були до сьогодні обмежені даними про вразливість рослин до підвищення температур, яких в свою чергу також недостатньо», - приводить слова Лоубелла прес-служба університету. 

Не дивлячись на те, що експерименти по вирощуванню кукурудзи в Африці продовжуються вже багато років, досі їх метою було тільки створення порад та рекомендацій для місцевих фермерів щодо того, якому із сортів надати перевагу в різних регіонах континенту. Цінність дослідження Лоубелла полягає в тому, що він придумав створити єдину базу даних і поєднати її з кліматичними результатами, отриманими на основі інформації, зібраної метеостанціями на території африканських держав південніше Сахари.

Важливо також розглянути вплив глобального потепління і на такі засушливі регіони, як   Узбекистан . У звіті «Оцінка впливу і меню варіантів адаптації для сільського господарства Узбекистану», що був підготовлений Всесвітнім банком і урядом країни у співпраці з місцевими експертами та фермерами, а також командою експертів світового класу з Європи та Північної Америки консалтингової фірми Industrial Economics Incorporated, говориться, що   в результаті зміни клімату в Узбекистані підвищиться температура повітря, а опади будуть носити більш мінливий характер .

«Відповідно до прогнозів, вплив температур і атмосферних опадів на сільськогосподарські культури у зв’язку з майбутньою   зміною клімату призведе до зменшення врожайності більшості культур, але одночасно підвищить врожайність лугового різнотрав’я та люцерни », - стверджується у дослідженні. Також вчені зазначають, що фермери не готові до такої зміни, особливо у відношенні ефективного використання зрошувальної води. «Таке явище іноді називають «адаптаційний дефіцит», і воно може серйозно вплинути на виробництво таких високотоварних культур, як помідори та інші», - стверджують експерти.

Дослідження в різних регіонах світу вкрай необхідні. « Адже якщо ви вирішили застосувати модель, розроблену в одному типі клімату, наприклад помірному, до іншої частини земної кулі, багато розрахунків можуть бути помилковими », - каже Лоубелл.

Вчений вважає, що доцільно отримати дані про вплив клімату на врожайність с/г культур шляхом проведення аналогічних робіт і в тропічних країнах – Індії, Китаї, Бразилії.

«Мені здається, що ми до цих пір використовуємо тільки верхній шар того масиву знань, який може бути отриманий при вмілій комбінації існуючих сільськогосподарських даних і кліматичних записів», - підсумував вчений.