Согласно новому исследованию Университета Шеффилда, пшеница может потреблять гораздо больше воды, чем ожидалось, во время будущих волн жары.

от

Исследование из Университета Шеффилда меняет представление о водопотреблении пшеницы в условиях экстремального климата

В исследовании, проведённом под руководством доктора Роберта Кейна и доктора Холли Крофт из Школы биологических наук Университета Шеффилда и опубликованном в журнале New Phytologist, обнаружено, что посевы пшеницы теряют многие из ключевых преимуществ по сохранению воды, обычно связанных с ростом при более высоких атмосферных концентрациях углекислого газа, когда растения подвергаются воздействию высоких температур.

Важность результатов для будущего сельского хозяйства

Эти результаты жизненно важны для понимания того, как оптимизировать урожайность и водопользование будущих посевов пшеницы. Поскольку волны жары становятся всё более обычным явлением по мере роста концентрации CO₂ в атмосфере, селекционерам растений необходимо будет учитывать, как культуры используют и сохраняют воду при разработке новых сортов пшеницы, чтобы обеспечить их эффективное выращивание и выживание в экстремальных погодных условиях.

Значение пшеницы в мировом сельском хозяйстве

Пшеница обеспечивает около 20% ежедневных калорий во всём мире и является наиболее широко культивируемой культурой по площади посевов. Хотя за последнее столетие урожайность резко возросла, во многом благодаря азотным удобрениям, это увеличило потребность культуры в воде и сделало её более уязвимой к засухе. Проблемы особенно остры в таких регионах, как Африка, где ограничены как вода, так и удобрения.

Механизмы водопотребления пшеницы

Обычно более высокие концентрации CO₂ позволяют растениям сократить потерю воды из-за того, что микроскопические поры на поверхности листьев, известные как устьица, открываются менее широко, поскольку растения могут более эффективно получать CO₂ из воздуха. Однако, когда учёные изучили пшеницу в условиях высокой концентрации CO₂ и жары, они обнаружили, что устьица открываются гораздо шире, по-видимому, для увеличения потока воды и помощи растению в охлаждении за счёт усиленного испарения.

Исследование также показало, что во время волн жары устьица пшеницы также не реагируют эффективно на изменение уровня освещённости, независимо от концентрации CO₂. Это снижение чувствительности означает, что пшеница не может эффективно сужать устьица при понижении уровня освещённости, что в обычных условиях помогает ограничить потерю воды.

Выводы исследования

Доктор Роберт Кейн, ведущий автор исследования из Школы биологических наук Университета Шеффилда, сказал: «Наши результаты дают гораздо более чёткое представление о том, как будущие климатические условия повлияют на одну из самых важных сельскохозяйственных культур в мире. Понимание того, как доступность воды, использование азота и изменение климатических условий влияют на урожайность пшеницы, имеет решающее значение для прогнозирования и поддержания урожайности во время будущих глобальных климатических вызовов».

«Наш следующий шаг — выяснить, что происходит внутри растения, чтобы понять молекулярные механизмы, которые управляют реакцией устьиц на разных поверхностях листьев пшеницы на сочетание повышения концентрации CO₂ и волн жары. Если мы сможем это понять, мы сможем настроить работу устьиц для оптимизации роста растений в экстремальных климатических условиях будущего».

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте