Повышение уровня CO₂ угрожает урожаям и качеству пищи

Повышение уровня атмосферного углекислого газа нарушает способность растений преобразовывать нитраты в белок и может угрожать качеству продуктов питания, согласно новому исследованию учёных Калифорнийского университета в Дэвисе. Учёные предполагают, что по мере усиления глобального изменения климата критически важным для фермеров станет тщательное управление азотными удобрениями для предотвращения потерь в продуктивности и качестве сельскохозяйственных культур.

Исследование, изучавшее влияние повышенной концентрации CO₂ на пшеницу и растение арабидопсис, будет опубликовано 14 мая в журнале Science.

Связь с азотом

Азот — это минеральный элемент, который требуется растениям в наибольшем количестве для выживания и роста. В условиях умеренного климата США растения поглощают его в форме нитратов. Ранние исследования показали, что при увеличении концентрации CO₂ в атмосфере на 50% азотный статус растений значительно снижается.

Новое исследование команды Арнольда Блума с использованием пяти различных методов подтвердило, что повышенные уровни CO₂ ингибируют ассимиляцию нитратов у пшеницы и арабидопсиса. Этот эффект может объяснить, почему другие учёные ранее зафиксировали снижение содержания белка в зерне пшеницы на 7,4–11% и общего белка в арабидопсисе на 20% при повышенном CO₂.

Значение для сельского хозяйства

Как отметил ведущий автор Арнольд Блум, это означает, что по мере роста концентрации CO₂ в атмосфере и снижения ассимиляции нитратов в тканях растений, культуры будут истощаться по органическим азотным соединениям, включая белок, и качество пищи ухудшится. Повышение азотных удобрений может компенсировать замедление ассимиляции нитратов, но это может быть неэкономично или экологически нецелесообразно.

Фермерам, возможно, придётся увеличить использование богатых азотом аммонийных удобрений, но тщательно управлять их внесением, чтобы избежать токсичного накопления аммония в растениях. Для разработки решений необходимы дальнейшие исследования того, как растения усваивают нитраты и аммоний.