Как глобальное потепление влияет на производство пшеницы
Откажется ли Эфиопия, «африканские закрома», от выращивания пшеницы либо противопоставит новые супер-засухоустойчивые сорта?
Продолжающееся глобальное потепление имеет серьезные последствия для основных продовольственных культур.
Средняя глобальная температура поверхности Земли повысилась в среднем на 1,09 ° C с 2011 по 2020 год по сравнению со средней температурой за период 1850–1900 годов.
Для пшеницы повышение температуры не несет ничего хорошего. С 1981 по 2014 год продолжительность вегетационного и репродуктивного периодов пшеницы сокращалась из-за увеличения изменений средней температуры во всем мире.
С 1972 по 2013 год во всем мире день сева сдвигался раньше на 4,1 дня за десятилетие, что привело к снижению мирового производства пшеницы на 5,7%.
Повышение средней температуры на 1 ° C приводило к резкому падению урожая пшеницы на 6%.
Согласно недавнему отчету, урожайность пшеницы в мире снижается в среднем на -0,9% (-5,0 млн тонн) ежегодно, поскольку температура поднимается выше критических физиологических уровней как в умеренных, так и в тропических регионах.
Африка — самый жаркий континент в мире с низкой изменчивостью температуры, где урожайность пшеницы снизилась на 2,3% с 1970-х по 2000-е годы, особенно в Египте, где необычно высокие температуры привели к значительному снижению урожайности пшеницы на 17,6%.
Таким образом, многие части континента вынуждены импортировать пшеницу, чтобы прокормить население. Что еще более важно, по оценкам, дефицит производства пшеницы в Африке к 2025 году может составить 48,3 миллиона метрических тонн, глобальное потепление играет в этом сюжете основную роль.
Уязвимость производства пшеницы к изменению климата очевидна в Эфиопии — страна считается вторым по величине производителем пшеницы в Африке после Южной Африки, но импортирует примерно 1,8 млн т пшеницы в год, поскольку спрос превышает предложение.
Производство пшеницы в Эфиопии в основном неорошаемое, помимо проблем с орошением, у фермеров отсутствуют доступы к технологиям и улучшенным семенам. Хотя качественный посевной материал мог бы отчасти исправить ситуацию.
Группа исследователей из Института окружающей среды и устойчивого развития в сельском хозяйстве Китайской академии сельскохозяйственных наук провела сравнительное тестирование двух новых сортов пшеницы по отношению к старому, традиционно высаживаемому в Кулумсе.
Кулумса считается одним из основных высокогорных районов, где выращивают пшеницу, удобряя, в основном, диаммонийфосфатом.
Два новых сорта (Дандаа и Какаба) и старый сорт (Дигелу) рассматривались для середины века (2036–2065) и конца века (2066–2095) в соответствии с климатическими сценариями RCP 4.5 и RCP 8.5, рассчитанными при помощи метеогенератора MarkSim с учетом климатических данных с 1981 по 2015 год, данных управления посевами с 2011, 2012 и 2013 годов и данных о почве для трех сортов пшеницы.
Модель DSSAT CERES-Wheat версии 4.7.5.0 использовалась для моделирования фенологии и урожайности трех сортов пшеницы, а именно Дандаа, Дигелу и Какаба. Вышеупомянутая модель была использована для моделирования воздействия погоды, почвы и управления растениеводством на рост, развитие и урожайность пшеницы.
«Моделирование культур — самый мощный инструмент для поддержки селекционеров в разработке виртуальных сортов для разных климатических сценариев. – Пишут авторы. – На основании представленных результатов прогнозируется повышение максимальной и минимальной температуры до 4,4 ° C и 2,6 ° C, соответственно, в середине века и до 5,5 ° C и 3,9 ° C, соответственно, в конце века.
Результат согласуется с более ранним исследованием, где сообщается об увеличении средних сезонных минимальных и максимальных температур до 5,9 ° C и 6 ° C, соответственно, в конце столетия. В отличие от температуры, прогноз осадков на вегетационный период имел тенденцию к уменьшению на протяжении всего вегетационного периода, кроме июля.
Настоящее исследование показало, что при сценариях средних выбросов парниковых газов (RCP4.5) сорт Какаба с ранним сроком посева продемонстрировал лучший адаптационный потенциал по сравнению с сортом Дандаа: потенциал с приростом урожайности при раннем посеве до 142 кг / га и 170 кг / га в середине и конце века, соответственно.
Это означает, что Какаба показал хорошие результаты при всех вышеупомянутых сценариях и временных масштабах, особенно при раннем посеве.
В зависимости от сорта и окружающей среды некоторые культуры имеют тенденцию к лучшему приросту урожайности в сценарии с низким уровнем выбросов парниковых газов, в то время как некоторые другие демонстрируют лучшие результаты при сценарии с более высоким уровнем выбросов.
В нескольких исследованиях сообщалось о влиянии новых или улучшенных сортов на урожайность, например, согласно сообщениям, новые сорта сорго более устойчивы к изменению климата, чем старые сорта.
Исследование влияния внедрения улучшенных сортов пшеницы на продовольственную безопасность показало, что увеличение площади хозяйств на 1 единицу при выращивании улучшенных сортов пшеницы повысит продовольственную безопасность на 2,9%, например, прирост урожайности на 5–17% достигнут при внедрении новых сортов пшеницы в Пакистане.
В этом исследовании мы обнаружили, что корректировка даты сева и использование новых или улучшенных сортов помогут сохранить урожайность пшеницы в сценарии глобального потепления».
