К 2050 году нам нужно будет кормить еще 2 миллиарда человек на меньшем количестве земли. Между тем, уровень углекислого газа, по прогнозам, достигнет 600 частей на миллион, что на 50% больше, чем сегодня, и ожидается, что температура 2050 года часто будет соответствовать 5% самых жарких дней с 1950 по 1979 год. В ходе трехлетнего полевого исследования исследователи доказали, что искусственные соевые бобы дают больше урожая, чем обычные соевые бобы, в прогнозируемых климатических условиях 2050-х годов.
«Наша климатическая система и атмосфера не меняются в отрыве от других факторов - на самом деле существует несколько аспектов», - сказал ученый USDA/ARS Карл Бернакки, адъюнкт-профессор биологии растений в Институте Карла Р. Институт геномной биологии Вёзе при Университете Иллинойса. «Влияние углекислого газа само по себе кажется очень общим, но при этом игнорируется сложность добавления температуры в смесь. потери, которые, вероятно, произойдут даже при повышении концентрации углекислого газа».
Это исследование, опубликованное в Журнале экспериментальной ботаники, показало, что модифицированная культура дает больше урожая, когда она подвергается воздействию как повышенной температуры, так и уровня углекислого газа; однако они практически не обнаружили различий между модифицированными и немодифицированными культурами, выращенными при повышенной температуре, повышенном уровне углекислого газа или в современных климатических условиях.
Эта работа предполагает, что мы можем использовать генетические изменения, чтобы компенсировать пагубные последствия повышения температуры. Кроме того, по словам Бернакки, это показывает, что мы не можем сделать вывод о том, что сложные системы окружающей среды и растений приводят к тому, что повышение уровня углекислого газа увеличивает урожайность, а повышение температуры снижает урожайность.
«Эксперименты в контролируемых условиях отлично подходят для понимания концепций и лежащих в их основе механизмов», - сказала первый автор исследования Ирис Кёлер, бывший научный сотрудник лаборатории Бернакки. «Но чтобы понять, что произойдет в реальной ситуации, крайне важно изучить реакцию в естественной обстановке - и SoyFACE идеально подходит для такого рода исследований».
SoyFACE (Обогащение концентрации сои в воздухе) - это инновационная установка, которая имитирует будущие атмосферные условия, чтобы понять их влияние на урожай Среднего Запада. Эти результаты особенно примечательны, потому что культуры в этом эксперименте SoyFACE подвергались воздействию тех же условий окружающей среды (т. е. солнца, ветра, дождя, облаков и т. д.), что и другие полевые культуры Иллинойса.
"На самом деле это немного неожиданно", - сказал Бернакки. «Я занимаюсь полевыми исследованиями уже довольно давно, и изменчивость - это одна из неотъемлемых частей полевых исследований. Конечно, мы наблюдали изменчивость урожайности от года к году, но разница между модифицированными и немодифицированными растениями была на удивление стабильной в течение этих трех лет».
Эти модифицированные соевые бобы являются лишь частью уравнения для удовлетворения потребностей 2050 года. Вероятно, эту модификацию можно комбинировать с другими модификациями - процессом, называемым «укладкой», - для дальнейшего повышения урожайности. «Когда мы пытаемся удовлетворить наши потребности в еде в будущем, эта конкретная модификация является одним из многих инструментов, на которые нам придется полагаться», - сказал Бернакки. «Во всем мире проводится множество исследований, посвященных различным стратегиям улучшения, и многие из них не исключают друг друга».