Nová klíma potrebuje nové odrody plodín

Nová klíma potrebuje nové odrody plodín
Zdroj: bigstockphoto.com

Rastúca populácia a dopyt po potravinách vyžadujú, aby sa do roku 2050 zdvojnásobila svetová produkcia zrnovín. Lenže zvyčajné šľachtenie odrôd už nepostačí. Plodiny treba prispôsobiť zmenám klímy. V odborných článkoch pre časopisy Annual Review of Plant Biology, Current Opinion in Plant Biology a Plant Physiology to konštatoval štvorčlenný americko-čínsky tím Donalda Orta z Illinoiskej univerzity v Urbane. Vysokovýnosové odrody viacerých kľúčových plodín, vyšľachtené po roku 1950 pri tzv. Zelenej revolúcii, a sprievodné masové nasadenie umelých hnojív, pesticídov a mechanizácie v poľnohospodárstve dosiahli hranice možností. Ďalšia taká intenzifikácia by už buď výnosy nezvýšila, alebo by spôsobila neúnosné škody na životnom prostredí.

"Globálna zmena prebieha tak rýchlo, že jej vplyv na poľnohospodárstvo nás všetkých prekvapil. Až donedávna sme si neuvedomovali, aká naliehavá je reakcia na globálnu zmenu v poľnohospodárstve," povedal Donald Ort. Zvlášť sa to týka adaptácie plodín jednak na zvýšený vzdušný obsah oxidu uhličitého, ktorého prospešnosť pre vývoj rastlín možno využiť, jednak na silnejúce znečistenie prízemným ozónom, ktoré sa musí kompenzovať. Komerčné subjekty zatiaľ predmetný výskum plodín priamo na poliach zanedbávajú, lebo nedisponujú potrebnými technológiami. Preto sú dôležité výskumy v akademickom prostredí, ako SoyFACE Illinoiskej univerzity (Soy Free Air Concentration Enrichment). Tento experiment na poli simuluje podmienky, ktoré možno očakávať už v polovici nášho storočia.

"Ak chcete skúmať vplyvy globálnej zmeny na pestovanie plodín, musíte vyjsť zo skleníka. Vďaka Soy FACE pestujeme a skúmame plodiny v otvorenom prostredí, v ktorom môžeme zvyšovať obsahy oxidu uhličitého a ozónu tak, aby sme napodobnili budúci stav atmosféry a pritom nenarušili ostatné interakcie rastlín," vysvetlil Donald Ort. Viac oxidu uhličitého v ovzduší by teoreticky malo podnietiť intenzívnejšiu fotosyntézu a tým zvýšiť výnosy. Pri nedávnych pokusoch na poliach s umelo obohacovanou atmosférou sa však zaznamenali iba polovičné nárasty výnosov voči tým, ktoré očakávali výskumníci aj OSN v rámci modelových projekcií produkcie potravín v roku 2050.

Pred priemyselnou revolúciou bolo v ovzduší 260 milióntin oxidu uhličitého. Dnes je to 385 milióntin a do roku 2050 to môže byť – pri terajších trendoch emisií – až 600 milióntin. "Zvýšený obsah oxidu uhličitého vyvoláva oteplenie, ktoré pôsobí na iné faktory klimatickej zmeny, ako sú zrážkové režimy. Do roku 2050 má objem zrážok počas kultivačnej sezóny na Strednom západe USA klesnúť o 30 percent," pripomenul Donald Ort. Pokusy v SoyFACE tiež akcentujú riziká zvýšeného obsahu prízemného ozónu. Nové výskumy odinakiaľ ukázali, že výnosy sóje v štátoch Indiana, Illinois a Iowa tento faktor znížil o 15 percent. Výsledky zo SoyFACE naznačujú, že ak by sa v roku 2050 používali tie isté odrody sóje ako dnes, výnosy by poklesli o ďalších 20 percent.

Prízemný ozón je produktom pôsobenia slnečného žiarenia na oblaky so znečisťujúcimi látkami z priemyselných a mestských oblastí, ktoré presúva na vidiek vietor. Ozón je nestabilný, takže najviac utrpia plodiny v prímestských regiónoch. Výsledky zo SoyFACE v kombinácii so staršími ukazujú, že každá ďalšia miliardtina ozónu v ovzduší spôsobí pokles výnosov sóje o zhruba jeden metrický cent na hektár. Podobne to pravdepodobne bude aj s kukuricou. Pokusy v SoyFACE, jednom z iba piatich podobných zariadení na svete, však poskytli aj konceptuálny dôkaz, že zmenám prostredia možno čeliť vhodne prispôsobenými odrodami plodín. Tento prístup sľubuje v kombinácii s genetickými nástrojmi výrazné zrýchlenie klasického šľachtenia. Určenie špecifických génov, ovládajúcich želateľné reakcie rastlín na zmenené podmienky, totiž umožní zúžiť výber zo státisícov možných odrôd na najperspektívnejšie pre šľachtenie. Podobné výskumy sú osobitne dôležité v hlavných svetových centrách produkcie potravín, medzi ktoré patrí aj Stredozápad USA.

Autor článku: TASR

Dátum zverejnenia: