Климатичните промени заплашват реколтата от ориз два пъти - затоплянето и увеличаването на замърсяването с арсен могат да доведат до добиви
Затоплянето и увеличаването на нивата на арсен може да намали добивите с 40 процента
Зърна в опасност: Климатичните промени могат да доведат до намаляване на реколтата от ориз до края на века. Тъй като уврежда реколтата по два начина, както показва проучване. В резултат само на затоплянето добивите от зърното намаляват. Освен това растенията поемат и повече арсен. Това е отровно и влияе върху образуването на оризовите зърна - това също намалява добива.
Оризът е най-важната основна храна за повече от половината от световното население.В световен мащаб това зърно осигурява най-много калории на глава от населението на ден. Въпреки това, подобно на много други култури, оризът става все по-труден поради глобалното затопляне: прогнозите предполагат, че повишаването на температурите, недостига на вода и повишените нива на CO2 могат да намалят добивите с около 15%. В допълнение, съдържанието на ценни съставки като протеини и витамини в ориза изглежда намалява поради изменението на климата.
Ролята на арсен
Друг потенциален ефект остава до голяма степен незабелязан: оризът може да абсорбира неорганичния арсен от водата и почвата. Тъй като повишаването на температурите и нивата на въглероден диоксид влияят върху биогеохимичните процеси в почвата, замърсяването с този токсичен елемент също може да се увеличи в бъдеще. Но какви са последиците? „Влиянието на комбинирания стрес, причинен от изменението на климата и арсена в почвата, върху добивите на ориз досега е сериозен пропуск в знанията“, заяви Ева Мари Мюе от университета в Тюбинген и нейните колеги.
За да научат повече за това, сега учените са провели експерименти с калифорнийския оризов вариант Oryza sativa M206. За своето проучване те отглеждат зърното в оранжерии при различни условия. В допълнение към съдържанието на арсен в почвата, те променяха температурата и концентрацията на CO2 във въздуха: Веднъж оризът беше изложен на 33 градуса по Целзий и 415 ppmv CO2 и по този начин типичните условия за Калифорния и много азиатски региони за отглеждане днес. При втория климатичен сценарий обаче температурата е била 38 градуса по Целзий, а нивата на CO2 са 850 ppmv. „Това се счита за най-вероятния сценарий за края на века“, обяснява екипът на Мюле.
Добивът намалява допълнително
Как ще бъде връщането? Резултатите разкриха, че само симулираното глобално затопляне води до загуби на реколта от 16% в ориза. В допълнение обаче се появява и друго важно развитие: повишаването на температурата от пет градуса по Целзий също удвоява концентрацията на неорганичен арсен в оризовите зърна - това се отнася за всяко от тестваните нива на арсен в почвата. „Установихме, че арсенът от почвата се усвоява все повече от оризовите растения при по-високи температури и по-високо съдържание на въглероден диоксид във въздуха“, съобщава Muehe.
Проблемът: Арсенът е не само отровен за хората и, ако се приема дългосрочно, може да причини рак, кожни промени, увреждане на кръвоносните съдове и нерви и сърдечно-съдови заболявания, дори в малки количества. Полуметалът също влияе върху образуването на оризовите зърна. В резултат добивът, който вече беше намален от глобалното затопляне, продължи да намалява, както показаха експериментите. „Ако включим повишената наличност на арсен в почвата, стигаме до обща загуба от 42 процента“, казва Мюе.
"Непредвидени загуби"
Ако тези наблюдения се отнасят и за други сортове ориз, това означава, че производството на ориз може да намалее с около 40% до края на този век - и по този начин да бъде много по-ниско от предишното. Освен това зърното може да бъде замърсено с арсен много над настоящите гранични стойности в ЕС. "Нашите резултати показват, че има непредвидени по-рано загуби както в производството на ориз, така и в качеството", заявяват изследователите.
"Това е от изключително значение за оценката на продоволствената сигурност на големи части от световното население," подчертава Мюе. В бъдеще ученият иска допълнително да подобри прогнозните модели за производство на ориз в сътрудничество с други изследователски екипи. (Nature Communications, 2019; doi: 10.1038/s41467-019-12946-4)
Източник: Университет Eberhard Karls в Тюбинген