МАРИКОПА, АРИЗ. - Исследователи из Аризонского университета в Тусоне планируют этим летом вырастить урожай будущего в Марикопе.
Сорго, которое они посадят, не будет отличаться от повседневного сорта. Атмосфера вокруг посевов придаст проекту особый вид.
Оборудование, которое будет установлено вскоре после посева, окружит некоторые участки с сорго для подачи дополнительного количества углекислого газа. Регулируя количество выбрасываемого газа в зависимости от направления ветра и существующего уровня углекислого газа, сложная установка будет постоянно поддерживать уровень углекислого газа на этих экспериментальных участках на 200 частей на миллион выше нормального уровня.
Другими словами, круглая конструкция поможет встретить новый год - год, когда уровень углекислого газа достигнет отметки в 560 частей на миллион. Затем исследователи сравнивают культуры, выращенные на экспериментальных участках, с «контрольными» участками, растущими при текущем нормальном уровне углекислого газа около 360 частей на миллион..
Эксперимент с сорго является частью проекта Free Air - CO2 Enrichment (FACE), многолетней работы, осуществляемой в сельскохозяйственном центре Марикопа (MAC) в Австралии, на ферме площадью 2100 акров, расположенной в 20 милях к югу. Феникса и к востоку от города Марикопа.
«Примерно через 50-100 лет концентрация углекислого газа в атмосфере будет примерно на 200 частей на миллион больше, чем сейчас», - объяснил Стив Ливитт, профессор дендрохонологии в UA Tree- Кольцевая лаборатория, связанная с проектом. «Эксперимент, который мы проводим, направлен на то, чтобы выяснить будущую реакцию сельскохозяйственных культур на более высокие уровни CO2."
Ученые зафиксировали продолжающийся рост содержания углекислого газа в атмосфере (CO2), в основном из-за вырубки лесов и сжигания ископаемого топлива, такого как нефть, уголь и газ. По прогнозам, «парниковые газы», такие как углекислый газ, повысят температуру на поверхности Земли с 2 до 7 градусов по Фаренгейту в течение следующего столетия.
В то время как многие исследователи сосредоточились на потенциале глобального потепления углекислого газа, небольшая, но растущая группа международных исследователей изучает прямое влияние повышенного уровня углекислого газа на рост растений. Интересно, что тот же самый газ, которого опасаются люди из-за его эффекта улавливания тепла, по-видимому, вдохновляет растения на достижение новых высот.
Например, более ранние исследования в Марикопе показали, что и хлопок, и пшеница процветали, когда уровень углекислого газа в поле был «обогащен» примерно на 200 частей на миллион выше обычного уровня.
«Эта степень обогащения увеличивала рост хлопка примерно на 40 процентов, а урожайность хлопка также увеличивалась примерно на 40 процентов», - отметил Брюс Кимбалл, ученый из Лаборатории охраны водных ресурсов Министерства сельского хозяйства США в Фениксе, который принимал участие в по обогащению углекислого газа с момента его создания в 1989 году. Точно так же растения пшеницы, выращенные в условиях повышенного уровня углекислого газа, имели тенденцию весить примерно на 20 процентов больше, чем растения, выращенные в нормальных условиях, сказал он..
Преимущество обогащения углекислым газом связано с тем, как растут растения. Растения используют энергию солнца для преобразования углекислого газа и молекул воды в углеводы, выделяя при этом кислород в виде отходов. Однако иногда растения допускают ошибку, пытаясь заправить фабрику по производству углеводов кислородом вместо углекислого газа, что может привести к потере большого количества энергии.
Присутствие большего количества молекул углекислого газа, смешивающихся с 210 000 частей на миллион молекул кислорода, может увеличить шансы того, что растение сможет производить углеводы, составляющие основную часть его массы.
Большее количество углекислого газа также имеет еще одно преимущество с точки зрения растений: это может привести к повышению эффективности использования воды. Углекислый газ поступает в растение через те же отверстия, известные как устьица, из которых может выходить вода. При более высоких уровнях CO2 устьица могут оставаться частично закрытыми. Таким образом, сравнение экспериментальных и контрольных растений может быть более драматичным, когда воды мало.
В эксперименте с пшеницей в Марикопе, например, растения, обогащенные СО2, при адекватном поливе дали примерно на 15% больше зерна и семян, чем контрольные, в то время как растения, обогащенные СО2, выращенные в засушливых условиях, дали примерно на 25% больше урожая, чем контрольные растения. элементы управления.
Теперь о плохих новостях. Кажется, что увеличение количества может снизить качество зерна некоторых растений, обогащенных углекислым газом. Томас Томпсон и Аллан Матиас, оба из Департамента почво-водных и экологических наук Университета Австралии, обнаружили, что увеличение количества зерен пшеницы в условиях обогащения CO2 приводит к снижению содержания белка в зерне.
«Это может иметь большое значение в регионах, где зерновые являются основным источником белка», - предположил Томпсон. Американцы, как правило, используют зерно для кормления скота, в то время как люди в развивающихся странах обычно зависят от него для собственного питания.
Эта схема справедлива для сорго, которое здесь используется для крупного рогатого скота, а в Африке - для зерновых. Так что результаты работы этого лета в Марикопе могут иметь резонанс во всем мире.
"Сорго занимает шестое место среди сельскохозяйственных культур в этой стране, но второе в Африке. Так что это очень важная культура во всем мире", - отметил Кимбалл.
Примечание редактора: Веб-сайт MAC можно найти по адресу