Полевое исследование показывает, почему качество пищи ухудшится с ростом углекислого газа

Впервые в полевых условиях продемонстрировано, что повышенный уровень углекислого газа подавляет усвоение нитратов растениями и их превращение в белки. Это указывает на риск для питательной ценности продовольственных культур по мере усиления изменения климата.

Результаты этого исследования пшеницы в полевых условиях, проведенного под руководством ученого из Калифорнийского университета в Дэвисе, были опубликованы 6 апреля в журнале Nature Climate Change. Как отмечает ведущий автор, профессор Арнольд Блум, было выдвинуто несколько объяснений этого снижения, но данная работа — первая, показывающая подавление преобразования нитратов в белок в условиях поля.

Ассимиляция азота играет ключевую роль в росте и продуктивности растений. Для продовольственных культур это особенно важно, так как растения используют азот для производства белков, жизненно необходимых для питания человека. В частности, пшеница обеспечивает почти четверть всего белка в рационе населения мира.

Исследователи изучили образцы пшеницы, выращенной в 1996 и 1997 годах в Maricopa Agricultural Center в Аризоне. На опытных участках искусственно создавался повышенный уровень CO₂, соответствующий ожидаемому в ближайшие десятилетия. Анализ листьев, хранившихся в вакуумных контейнерах, показал, что повышенный CO₂ подавлял ассимиляцию нитратов, что согласуется с более ранними лабораторными данными.

Блум отметил, что, согласно другим исследованиям, концентрация белка в зерне пшеницы, риса, ячменя и в клубнях картофеля в среднем снижается примерно на 8% при повышенном уровне CO₂. С учетом доли этих культур в рационе, общее количество доступного для человека белка может упасть примерно на 3% в ближайшие десятилетия. Интенсивное внесение азотных удобрений может частично компенсировать это снижение, но повлечет негативные последствия: рост затрат, усиление вымывания нитратов в грунтовые воды и увеличение выбросов парникового газа N₂O.