Ученые прогнозируют снижение урожаев в ближайшем будущем

05.09.2016, 16:30 Климат

Восьмилетнее исследование по выращиванию соевых бобов на открытом воздухе в атмосфере, обогащенной двуокисью углерода, показывает, что более высокие концентрации СО2 в атмосфере будут стимулировать рост растений при идеальных условиях выращивания, но засуха, которая ухудшится по мере потепления климата и изменении режима распределения осадков, перевесит эти выгоды и потери урожая будут гораздо больше, чем ожидалось.

Новое открытие, сделанное учеными Университета Иллинойса, противоречит широко распространенной гипотезе о том, как изменение климата повлияет на производство продуктов питания. Ведущий автор Andrew Leakey говорит: «Если вы читали самые последние отчеты Межправительственной группы экспертов по изменению климата и научную литературу по данному вопросу за последние 30 лет, то там утверждается, что повышение уровня углекислого газа смягчит потери сельскохозяйственных культур«.

Многочисленные лабораторные и полевые исследования подтвердили эту оценку: Во многих сценариях, повышение двуокиси углерода в качестве удобрения, стимулирует рост растений. Растения, подверженные воздействию высоких уровней CO2, способны уменьшить размер пор в листьях, уменьшая обмен газами с атмосферой, что помогает им использовать меньше воды из почвы.

«Это согласуется с тем, что мы видели в наших экспериментах первые четыре года, в относительно влажные годы. Но когда сезоны стали жаркими и сухими, картина изменилась», сказал Leakey.

Исследователи использовали необычную технологию, позволяющую им смоделировать будущие климатические условия в реальных фермерских полях. «При повышенной концентрации СО2, происходят изменения в определенных гормонах, которые растение использует для подачи сигнала между корнями и побегами. Оно становится более чувствительным к этому сигналу при повышенной концентрации СО2, что приводит к снижению фотосинтеза в ответ на засуху», отметили исследователи.

Повышенные уровни CO2 и засуха также влияют на способность соевых бобов фиксировать азот в узелках, образованных на корнях. При повышении концентрации СО2 и засухе, количество полезных узелков на корнях сои увеличивается. «Но эти дополнительные узелки находятся в сравнительно неглубоких слоях почвы. И они не работают хорошо, когда они находятся в сухой почве», поясняют ученые.

Новые результаты предполагают снижение урожайности сои из-за изменений климата, и оно будет происходить раньше, чем считалось ранее, утверждает Leakey. «Все модели предсказывали, что в 2050 году повышение концентрации СО2 даст нам 15-процентное увеличение урожая, в сравнении тем, что мы имели в начале этого века. Но мы видим, что при более жарком и сухом климате, урожайность падает до нуля».