Высокие ночные температуры негативно влияют на продуктивность рапса

Растения не спят, как люди, но, подобно тому как некоторые люди плохо отдыхают в жару, некоторые растения тоже страдают от высоких температур. Растение рапса становится менее продуктивным, если ночью жарко, и учёные пытаются выяснить, почему.

Рапс — третья по величине культура-источник растительного масла в рационе человека. Рапсовый шрот — второй по объёму кормовой продукт после соевого шрота, и в США его основная часть идёт на кормление дойных коров, так как высокое содержание жира способствует выработке молока. Кроме того, рапс используется как источник биодизеля.

В США рапс выращивают в основном на Северных равнинах и в юго-восточных штатах. Во всём мире эту культуру прохладного сезона выращивают преимущественно зимой. Она очень уязвима к температурному стрессу: при повышении температуры продуктивность падает.

Исследователи обнаружили, что озимый рапс особенно страдает от повышения ночной температуры на стадиях цветения и формирования семян. Температуры в диапазоне 20–23 °C (68–73 °F) оказывают значительное негативное влияние на урожайность.

Ночью растение не спит, а осуществляет важные процессы, влияющие на количество производимого масла. Оно выполняет клеточное обслуживание, что обеспечивает энергией рост новых клеток и ремонт повреждённых. Для рапса также критичны цветение, производство пыльцы, опыление, формирование стручка и создание семян. Конечное количество масла или шрота во многом определяется числом стручков, количеством семян в стручке и весом отдельного семени.

Все эти важные этапы ограничиваются при повышении температуры, в том числе ночью.

«Стресс от высокой ночной температуры изменяет различные физиологические процессы, что в конечном итоге приводит к уменьшению завязываемости семян, числа зёрен, продолжительности и скорости налива зерна, а также конечного веса зерна у рапса», — говорит Мегнат Покхарел, докторант по агрономии в Университете штата Канзас.

В своём исследовании учёные изучили многие аспекты растения рапса. Например, они сравнили, в какое время суток растения цветут в нормальных условиях и при высоких ночных температурах. Также группа оценила качество конечных семян.

«Температуры вызвали смещение цветения на более ранние утренние часы, — объясняет Покхарел. — Время раскрытия цветка важно для растения, так как определяет аспекты, связанные с оплодотворением и, в конечном счёте, завязыванием семян».

Исследователи отмечают, что более высокие ночные температуры будут иметь долгосрочное влияние из-за глобального изменения климата. Кроме того, изменения в атмосфере усиливают эффект потепления ночью. В своих исследованиях они также надеются изучить, как можно вывести рапс, менее подверженный влиянию высоких ночных температур.

«Это было первое испытание, чтобы увидеть реакцию различных гибридов озимого рапса на высокую ночную температуру, — говорит Покхарел. — Результаты были очень интересными! Мы стремимся создать озимый рапс с повышенной устойчивостью к будущим сценариям потепления».