Підвищений рівень CO2 викликає дефіцит мінералів у рослинах, що призводить до менш поживних культур
Упродовж багатьох років вчені розглядали посилений фотосинтез як одну з єдиних можливих позитивних сторін підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері (CO 2 ) — оскільки рослини використовують вуглекислий газ для фотосинтезу, очікується, що вищі рівні газу призведуть до більш продуктивної роботи рослин.
В огляді, опублікованому в Trends in Plant Science 3 листопада, вчені з Інституту рослинництва Монпельє у Франції пояснюють, чому цей ефект може бути меншим, ніж очікувалося, оскільки підвищений рівень CO 2 ускладнює отримання рослинами мінералів, необхідних для росту та розвитку. забезпечити повноцінне харчування.
«У літературі є багато повідомлень, що показують, що рівні CO 2 , які очікуються наприкінці двадцять першого століття, призведуть до нижчої концентрації азоту в більшості рослин, що здебільшого вплине на вміст білка в рослинних продуктах», — каже перший автор Ален. Гойон, директор з досліджень Національного дослідницького інституту сільського господарства, продовольства та довкілля Франції.
«Дуже важливо зрозуміти, чому вирощування рослин за підвищеного рівня CO 2 робить такий негативний вплив на вміст білка в більшості основних сільськогосподарських культур та на майбутнє продуктів харчування».
Рослини використовують фотосинтез для включення CO 2 цукру, з яких вони отримують енергію. Однак фотосинтез не забезпечує рослини ключовими мінералами, необхідними для зростання. Більшість рослин отримують ці мінерали, такі як азот, фосфор та залізо, із ґрунту через кореневу систему. Азот є особливо важливим, оскільки він є ключовим будівельним блоком для амінокислот, які рослини використовують для виробництва білків.
Дефіцит азоту означає не тільки те, що рослині буде важко будувати свої тканини, а й те, що вона даватиме менше поживних речовин людям.
«Очевидно, що на склад поживних речовин основних культур, що використовуються у всьому світі, таких як рис та пшениця, негативно впливає підвищення рівня CO2. Це вплине на якість продуктів харчування та глобальну продовольчу безпеку», — каже автор кореспонденції . Антуан Мартен, науковий співробітник Французького національного осередку наукових досліджень.
"Це явище може вплинути на дві основні поживні речовини, необхідні для харчування людини", - додає Годхон. «Перший – це білки, побудовані з азоту. У країнах, що розвиваються, це може бути великою проблемою, тому що багато дієт у цих країнах не багаті на білки, а рослини, вирощені при підвищеному рівні CO 2 , можуть містити на 20-30% менше білка. Другим одним із них є залізо. Дефіцит заліза вже торкається близько 2 мільярдів людей у всьому світі».
Окрім глобальних продовольчих систем, знижений мінеральний статус рослин при підвищеному рівні CO 2 в атмосфері може призвести до негативного зворотного зв'язку для пом'якшення наслідків зміни клімату.
«Наземний поглинач вуглецю, пов'язаний з посиленим фотосинтезом, може бути обмежений, якщо більша частина рослинності зазнає дефіциту азоту та інших мінералів, що може запобігти будь-якому додатковому збільшення захоплення CO 2 з атмосфери», - говорить Годжон.
"Ми хотіли б дійсно зрозуміти механізми, відповідальні за негативний вплив підвищеного вмісту CO2 на мінеральний склад рослин", - говорить Мартін. «Наприклад, зараз ми вивчаємо природні генетичні варіації, що лежать в основі цих негативних ефектів, які згодом можна було б використовувати для підвищення поживної цінності сільськогосподарських культур у майбутній атмосфері CO2».
Також читайте: