Бобовые культуры получают преимущество при изменении климата

По мере дальнейшего потепления климата уменьшение количества влаги в воздухе становится серьезной проблемой для производителей сельхозкультур во всем мире и обычно ассоциируется со снижением урожайности. Однако новое исследование Университета Миннесоты показывает, что бобовые культуры, включая сою, могут быть более продуктивными в условиях недостатки влаги в атмосфере при условии достаточного орошения.

Исследование, недавно опубликованное в журнале New Phytologist, показывает, что увеличение дефицита давления пара (причины недостатка влаги в воздухе) на самом деле благоприятствует биологической фиксации азота — процессу переноса азота из воздуха в растение через его корни.

Дефицит давления пара (VPD) представляет собой разницу (дефицит) между количеством влаги в воздухе и тем, сколько влаги воздух может удерживать при насыщении. Как правило, большинство растений хорошо растут при VPD от 0,8 до 0,95 кПа. VPD может быть ограничивающим фактором роста растений. Прогнозируется, что изменение климата повысит значение VPD в росте растений и еще больше ограничит скорость роста в экосистемах.

Ученые установили:

· В хорошо орошаемых условиях фиксация азота увеличивалась по мере увеличения дефицита влаги в атмосфере;

· Этот эффект был обусловлен тем, что атмосферное высыхание вызывало увеличение скорости транспирации растений, в результате чего вода, движущаяся внутри растений, удалялась более интенсивно от корней;

· Предполагается, что это приводит к переносу соединений, препятствующих фиксации азота, подальше от корневых узлов, где происходит фиксация азота;

· Сам по себе этот процесс может привести к снижению продуктивности, поскольку более высокая скорость транспирации может создать или усугубить уже существующий дефицит влаги в почве. Однако в случае с соевыми бобами более высокая скорость транспирации, по-видимому, также уменьшает ингибирование обратной связи по фиксации азота, тем самым вызывая повышение продуктивности, если растение остается хорошо политым.

Данные результаты указывают на то, что селекционеры могут создать новые и климатически «умные» гибриды сои, которые будут использовать преимущества нехватки влаги в атмосфере для повышения способности к фиксации азота и увеличения урожайности или устойчивости. Бобовые культуры особенно важны для устойчивости сельского хозяйства, так как они выполняют этот «удивительный трюк» с использованием атмосферного азота вместо того, чтобы полагаться на синтетические удобрения. Такие сорта нового поколения могут не только повысить производительность, но, возможно, даже снизить потребность в использовании азотных удобрений.