Обычное развитие сельского хозяйства не удовлетворит будущий спрос

Несмотря на то, что мировое производство зерна должно удвоиться к 2050 году для удовлетворения растущего населения и спроса, новые данные Университета Иллинойса показывают, что урожайность пострадает, если не будут приняты новые подходы к адаптации сельскохозяйственных культур к изменению климата. Улучшенные агрономические признаки, ответственные за значительный рост урожайности за последние 50 лет, достигли своего предела для некоторых важнейших культур мира.

Проблема и технология

  • Срочность: Воздействие глобальных изменений на сельское хозяйство стало неожиданностью.
  • Решение: Технология Free Air Concentration Enrichment (FACE) в исследовательском центре SoyFACE позволяет изучать культуры в условиях открытого поля, имитируя будущую атмосферу (повышенный CO2 и озон).

Влияние CO2 и климата

  • Уровень CO2: Вырос с 260 ppm в начале промышленной революции до 385 ppm сегодня. К 2050 году ожидается 600 ppm.
  • Урожайность: Культуры, выращенные в открытом поле при повышенном CO2, показали увеличение урожайности лишь наполовину меньше ожидаемого и вдвое меньше, чем использовали в моделях Межправительственной группы экспертов по изменению климата ООН.
  • Осадки: К 2050 году прогнозируется снижение количества осадков в период вегетации на Среднем Западе США на 30%.

Влияние озона

  • Источник: Вторичный загрязнитель, образующийся при взаимодействии солнечного света с промышленными выбросами.
  • Текущие потери: Урожайность сои в регионе Индиана-Иллинойс-Айова уже подавлена на 15% из-за загрязнения озоном.
  • Прогноз: При сохранении текущих сортов к 2050 году можно ожидать дополнительного снижения урожайности на 20% из-за роста уровня озона.
  • Зависимость: Каждое дополнительное увеличение концентрации озона на 1 ppb снижает урожайность сои на 1.5 бушеля с акра.

Перспективы и приоритеты

  • Адаптация: SoyFACE доказал, что адаптация растений к глобальным изменениям возможна в полевых условиях. Технологию необходимо масштабировать для традиционной селекции.
  • Геномика: Сочетание технологии FACE с геномными инструментами может значительно ускорить селекционный цикл.
  • Приоритетные регионы: Тропические районы с уже существующей продовольственной нестабильностью и ключевые производственные зоны, такие как Кукурузный пояс США, от которых зависит мировая продовольственная безопасность.
2010-07-07