Урожайность сои может вырасти благодаря изменению климата

Глобальное потепление приводит к атмосферному иссушению — снижению количества воды, которое может удерживать воздух. Хотя это явление обычно связывают со снижением продуктивности сельскохозяйственных культур, новое исследование Университета Миннесоты показывает, что бобовые культуры, включая сою, могут стать более продуктивными в условиях атмосферного иссушения при достаточном орошении.

Исследование, опубликованное в журнале New Phytologist, демонстрирует, что рост дефицита давления пара (движущей силы атмосферного иссушения) может благоприятно влиять на биологическую фиксацию азота. Это процесс, при котором азот из воздуха поступает в растение через корни, что критически важно для здоровья и продуктивности культуры.

В исследовательскую группу вошли доцент Уолид Садок и аспирант Дэниел Монненс с кафедры агрономии и генетики растений, а также адъюнкт-профессор Р. Форд Денисон из Колледжа биологических наук.

Ключевые выводы исследования:

• При хорошем водоснабжении фиксация азота увеличивалась по мере усиления атмосферного иссушения.
• Этот эффект объясняется тем, что иссушение атмосферы стимулирует увеличение скорости транспирации (испарения воды растением).
• Повышенная транспирация активнее удаляет воду из корней, что, по гипотезе ученых, способствует вымыванию соединений, ингибирующих фиксацию азота, из клубеньков на корнях — мест, где происходит этот процесс.
• Хотя высокая транспирация сама по себе может снижать продуктивность из-за усиления дефицита влаги в почве, в случае с соей она также снижает ингибирование фиксации азота по принципу обратной связи. В результате продуктивность возрастает, если растение продолжает получать достаточно воды.

Перспективы:

Уолид Садок отмечает, что такие результаты указывают на возможность селекции новых «климатически умных» сортов сои, которые будут использовать атмосферное иссушение для повышения способности к фиксации азота, урожайности и устойчивости.

Дэниел Монненс подчеркивает, что бобовые культуры крайне важны для устойчивого сельского хозяйства, поскольку они используют атмосферный азот, снижая зависимость от синтетических удобрений. Новые сорта могут не только увеличить продуктивность, но и сократить потребность в азотных удобрениях.