Ранний посев для защиты от жары не гарантирует сохранения урожайности яровой пшеницы
Посадка пшеницы раньше весной, чтобы избежать повреждения урожая из-за всё более жаркого лета, может не позволить сохранить урожайность на текущем уровне.
Это ключевой вывод нового исследования Университета штата Вашингтон, которое ставит под сомнение предположения, что более ранний посев может компенсировать последствия потепления климата. Исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы показать, что сдвиг сроков посева на более ранний сезон вызывает другие проблемы роста растений, которые могут препятствовать продуктивности.
Результаты опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.
Критика упрощённого подхода
"На протяжении многих лет многие исследования, посвящённые изменению климата в сельском хозяйстве, положительно отзывались о раннем посеве как о решении проблемы повышения температуры", — сказала Кирти Раджагопал, доцент кафедры биологических системотехники WSU. "Мы хотели взглянуть на это более критически, потому что это казалось слишком упрощённым. Мы думали, что реальность может быть более сложной, и это отражено в наших выводах".
Раджагопал и её аспирантка Суприя Савалкар — ведущие авторы статьи. Они изучали яровую пшеницу на большей части севера США, сотрудничая с другими учёными, включая селекционеров пшеницы, чтобы проанализировать оптимальные сроки посева и температуры в различных регионах. Команда использовала высокопроизводительные вычисления для запуска симуляций в каждом регионе.
Компромиссы раннего посева
Их данные ясно показали, что яровая пшеница может иметь более низкую продуктивность, чем текущий уровень, даже если урожай полностью созреет до пика летних температур.
"Да, более ранний посев имеет некоторые преимущества, — сказала Раджагопал. — Но мы хотели убедиться, что не переоценили эти преимущества по сравнению с потенциальными компромиссами".
Ранний посев, несмотря на изменение климата, всё ещё может подвергать культуры воздействию неидеальных температур на других стадиях роста, что может ограничить развитие.
"Мы изучили, как культуры испытывают диапазоны температур, — сказала Савалкар, которая защитит докторскую диссертацию в ноябре. — Вы можете снизить тепловой стресс на некоторых стадиях, но ценой воздействия повышенной жары или холодового стресса на других стадиях роста".
Сокращение окна посева
Ещё одним последствием более раннего посева является сокращение оптимального периода для посева. USDA предоставляет текущие рекомендуемые периоды посева для культур по регионам, и для яровой пшеницы в настоящее время это окно составляет около 11 недель. Более ранний посев может сократить это окно до одной-семи недель, сказала Савалкар.
"Сокращение окна посева — кошмар для фермеров, — сказала Раджагопал. — Им уже сложно вовремя посеять весь урожай; иметь меньше времени было бы намного труднее".
Влияние на селекцию и региональные различия
Исследование может повлиять на другие аспекты сельскохозяйственной отрасли, включая селекцию пшеницы. Майк Пампри, заведующий кафедрой селекции и генетики яровой пшеницы им. О.А. Фогеля в WSU и соавтор статьи, сказал, что оно показывает необходимость в сортах пшеницы, которые созревают раньше, но при этом дают высокий урожай.
"Мы не знали, каковы будут результаты этого исследования, потому что никто действительно глубоко не изучал влияние раннего посева", — сказал Пампри, профессор кафедры растениеводства и почвоведения WSU.
В статье рассматривалась яровая пшеница в целом, без учёта конкретных сортов. Однако было сделано одно открытие, которое может быть полезным для производителей в Вашингтоне. Единственным регионом, который показал потенциал для схожей продуктивности культур при раннем и обычном посеве, был Тихоокеанский Северо-Запад.
"Другие регионы выращивания яровой пшеницы сталкиваются с большим тепловым или холодовым стрессом, — сказала Раджагопал. — У растений есть диапазон температур, который для них оптимален, и большая часть страны находится на границах этих диапазонов. У Тихоокеанского Северо-Запада здесь больше свободы манёвра".
Необходимость дальнейших исследований
В статье не утверждается, что ранний посев — это сплошной негатив, она лишь указывает на некоторые потенциальные риски. И Раджагопал, и Савалкар надеются увидеть больше работы, направленной на то, чтобы помочь производителям продолжать выращивать урожай в меняющихся условиях.
"Более ранний посев — это то, что следует и будет рассматриваться, — сказала Савалкар. — Но предстоит проделать большую работу, чтобы фермеры могли продолжать или даже увеличивать своё производство".