Повышенный уровень CO2 сделает сельскохозяйственные культуры менее питательными
В течение многих лет ученые рассматривали усиление фотосинтеза как один из возможных полезных эффектов повышения уровня атмосферного углекислого газа: поскольку растения используют CO2 для фотосинтеза, считалось, что повышение уровня этого газа приведет к росту продуктивности растений.
Однако новое исследование, проведенное под руководством Института наук о растениях в Монпелье, Франция (IPSiM), показало, что этот эффект может быть меньше, чем ожидалось, поскольку повышенный уровень углекислого газа может затруднить получение растениями минералов, необходимых для нормального роста и обеспечения питательной пищи.
"В литературе есть много сообщений, показывающих, что уровни CO2, ожидаемые в конце двадцать первого века, приведут к снижению концентрации азота в большинстве растений, что в основном повлияет на содержание белка в растительных продуктах", - пояснил первый автор исследования Ален Годжон, директор по исследованиям Французского национальногоНаучно-исследовательский институт сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды. "Очень важно понять, почему выращивание растений при повышенном содержании CO2 оказывает такое негативное влияние на содержание белка в большинстве основных культур и на будущее продуктов питания".
Хотя растения используют фотосинтез для преобразования углекислого газа в сахара, из которых они получают энергию, этот процесс не обеспечивает их ключевыми минералами, необходимыми для роста, такими как азот, фосфор и железо, которые они получают из почвы через корневую систему.
Среди этих минералов азот особенно важен не только как ключевой строительный блок для аминокислот, которые растения используют для производства белков, но и для обеспечения правильного питания человека. "Очевидно, что повышение уровня CO2 негативно сказывается на питательном составе основных сельскохозяйственных культур, используемых во всем мире, таких как рис и пшеница. Это окажет сильное влияние на качество продуктов питания и глобальную продовольственную безопасность", - сказал старший автор исследования Антуан Мартин, научный сотрудник IPSiM.
"Два основных питательных вещества, которые необходимы для питания человека, могут быть затронуты этим явлением", - добавил Гожон. "Первый - это белки, построенные из азота. В развивающихся странах это может быть большой проблемой, потому что многие диеты в этих странах не богаты белками, а растения, выращенные при повышенном CO2, могут содержать на двадцать-тридцать процентов меньше белка. Вторая проблема - железо. От дефицита железа уже страдают около двух миллиардов человек во всем мире".
Помимо влияния на глобальные продовольственные системы, дефицит минералов, вызванный повышением уровня CO2, может привести к возникновению отрицательной обратной связи для смягчения последствий изменения климата. "Наземный поглотитель углерода, связанный с усилением фотосинтеза, может быть ограничен, если большая часть растительности испытывает дефицит азота и других минералов, что может препятствовать дополнительному увеличению захвата CO2 из атмосферы", - заключил Гожон.
Исследование опубликовано в журнале Trends in Plant Science.
