Изменение климата способствует распространению грибкового заболевания, угрожающего производству пшеницы

Изменение климата угрожает урожайности и продовольственной безопасности во всём мире, и болезни растений — один из ключевых рисков. Международная команда исследователей под руководством профессора Сентхольда Ассенга из Технического университета Мюнхена (TUM) показала, что дальнейшее распространение грибкового заболевания wheat blast (пирикуляриоз пшеницы) может сократить мировое производство пшеницы на 13% к 2050 году. Это драматический результат для глобальной продовольственной безопасности.

Исследование опубликовано в Nature Climate Change.

Угроза распространения

Пшеница — важнейшая продовольственная культура с площадью возделывания 222 млн гектаров и объёмом урожая 779 млн тонн. Как и все виды растений, она страдает от болезней, которые из-за изменения климата распространяются быстрее, чем несколько лет назад. Одна из них — wheat blast, вызываемая грибком Magnaporthe oryzae.

В тёплых и влажных регионах этот грибок стал серьёзной угрозой для производства пшеницы с момента его первого обнаружения в 1985 году. Изначально он распространился из Бразилии в соседние страны. Первые случаи за пределами Южной Америки были зафиксированы в Бангладеш в 2016 году и в Замбии в 2018 году. Исследователи из Германии, Мексики, Бангладеш, США и Бразилии впервые смоделировали будущее распространение wheat blast.

Прогнозы для регионов

Согласно исследованию, Южная Америка, южная Африка и Азия будут наиболее затронуты будущим распространением болезни. До 75% площадей под пшеницей в Африке и Южной Америке в будущем могут оказаться под угрозой.

Прогнозы указывают на продолжение распространения wheat blast в странах, которые ранее были затронуты слабо, включая Аргентину, Замбию и Бангладеш. Грибок также проникает в ранее незатронутые страны: Уругвай, Центральную Америку, юго-восток США, Восточную Африку, Индию и восток Австралии.

Согласно модели, риск низок в Европе и Восточной Азии — за исключением Италии, юга Франции, Испании и тёплых влажных регионов юго-восточного Китая. Там, где изменение климата приводит к более засушливым условиям с частыми периодами жары выше 35°C, риск wheat blast может снижаться. Однако в этих случаях тепловой стресс снижает потенциал урожайности.

Стратегии адаптации

Поражённые регионы уже сильно страдают от прямых последствий изменения климата. Продовольственная безопасность здесь — серьёзная проблема, а спрос на пшеницу продолжает расти, особенно в городах. Во многих регионах фермерам придётся переходить на более устойчивые культуры, чтобы избежать потерь урожая и финансовых убытков.

Например, на Среднем Западе Бразилии пшеницу всё чаще заменяют кукурузой. Другая важная стратегия — выведение устойчивых сортов пшеницы. CIMMYT в сотрудничестве с национальными партнёрами по сельскохозяйственным исследованиям (NARs) выпустил несколько устойчивых к wheat blast сортов, которые помогли смягчить последствия болезни.

Правильный выбор даты посева позволяет избежать условий, способствующих развитию болезни, в критической фазе колошения. В сочетании с другими мерами это доказало свою эффективность. Конкретно это означает избегание раннего посева в центральной Бразилии и позднего посева в Бангладеш.

Особенности исследования

Предыдущие исследования изменений урожайности из-за климата в основном рассматривали прямые эффекты: рост температур, изменение режима осадков и увеличение выбросов CO₂ в атмосферу. Исследования грибковых заболеваний до сих пор игнорировали wheat blast.

В данной работе исследователи сфокусировались на влиянии wheat blast на производство, объединив модель симуляции роста и урожайности пшеницы с новой моделью развития болезни. В расчёты включены как погодные условия, так и данные о росте растений.

Таким образом учёные моделируют давление болезни в особо чувствительной фазе созревания колоса. Исследование сосредоточено на влиянии wheat blast на производство, при этом другие последствия изменения климата могут дополнительно снизить урожайность.