Новаторские эксперименты с использованием отапливаемых полей для проверки реакции сельскохозяйственных культур на температуру выявили неожиданную положительную сторону изменения климата для фермеров.
Полевой эксперимент - первый в своем роде - был организован для изучения связи между более теплым октябрем в Соединенном Королевстве и более высокими урожаями масличного рапса.
Урожай, посаженный осенью и собранный в начале следующего лета, особенно чувствителен к температуре в определенное время года, в результате чего годовые урожаи колеблются до 30 процентов. Известно, что более высокие температуры в октябре коррелируют с более высокими урожаями рапса, но причина этой тенденции была неясна.
Результаты этого исследования, проведенного Центром Джона Иннеса, показывают, что температура в октябре на удивление важна для сроков цветения, а более теплый октябрь приводит к задержке цветения следующей весной.
Профессор Стив Пенфилд, автор исследования, говорит: «Мы обнаружили, что растения масличного рапса перестают расти, когда они проходят период цветения в конце октября, и что более высокие температуры в это время года позволяют растению расти дольше, что дает больше возможностей для получения более высоких урожаев."
Хорошей новостью для производителей масличного рапса является то, что данные Метеобюро показывают, что холодные октябри сейчас намного реже, чем в прошлом.
«Установив связь между осенними температурами и урожайностью, наше исследование выдвигает на первый план пример потенциальной пользы для фермеров от изменения климата. Холодный октябрь негативно влияет на урожайность, если вы выращиваете масличный рапс, а теперь они случаются реже», - говорит профессор Пенфилд.
Температура имеет решающее значение для жизненного цикла масличного рапса, поскольку она определяет, в какой момент растение проходит переход от вегетативного состояния к цветению, при этом задержки цветения связаны с более высокими урожаями.
Этот процесс, называемый яровизацией, хорошо изучен в лаборатории как требование длительного воздействия низких температур. Но все больше исследований показывают, что яровизация может работать по-другому в более изменчивых условиях, с которыми растение сталкивается в поле.
В этом исследовании команда использовала кабели для обогрева поверхности почвы, чтобы поднять температуру полевых участков на 4-8 градусов по Цельсию, имитируя более теплые температуры октября. Были испытаны два сорта рапса с различными требованиями к яровизации.
Лабораторные испытания на рассеченных растениях показали, что потепление в октябре задержало цветение на 3-4 недели для обоих сортов. Генетические тесты показали, что гены, связанные с яровизацией в холодных условиях, также сильно экспрессировались в теплых условиях.
Исследование показывает, что яровизация масличного рапса происходит преимущественно в октябре, когда средняя температура составляет 10-12 градусов Цельсия.
Технология, используемая в исследовании, ранее использовалась на естественных пастбищах для имитации зимнего потепления, но испытания, проведенные исследовательской группой Центра Джона Иннеса, являются первым разом, когда она использовалась на культуре в поле.
«Это исследование стало возможным только потому, что нам удалось превратить лабораторию в поле для моделирования того, как изменение климата влияет на сельское хозяйство Великобритании», - говорит профессор Пенфилд. «Важно уметь это делать, потому что урожайность масличного рапса сильно зависит от погодных условий, и весьма вероятно, что изменение климата будет иметь серьезные последствия для того, как мы можем использовать сельскохозяйственные культуры и какой тип сорта нам нужно использовать».