Согласно прогнозам, глобальное потепление окажет значительное влияние на мировое производство картофеля. Подобно многим культурам, картофель, вероятно, будет подвержен влиянию изменений атмосферного углекислого газа, температуры и осадков, а также взаимодействий между этими факторами. Помимо прямого воздействия на картофель, изменение климата также повлияет на распространение и популяцию многих болезней и вредителей картофеля. Картофель - одна из важнейших продовольственных культур в мире. Производство картофеля должно быть адаптировано к изменению климата, чтобы избежать снижения урожайности.
Согласно прогнозам, повышение концентрации углекислого газа в атмосфере повысит урожайность картофеля и урожайность картофеля. Основным преимуществом повышения содержания углекислого газа в атмосфере для картофеля (и других растений) является увеличение скорости фотосинтеза, что может увеличить скорость их роста. Также прогнозируется повышение урожайности картофеля, поскольку картофель выделяет больше крахмала в съедобные клубни при повышенном уровне углекислого газа. Более высокие уровни атмосферного углекислого газа также приводят к тому, что картофелю приходится меньше открывать устьица, чтобы поглощать равное количество углекислого газа для фотосинтеза, что означает меньшую потерю воды через транспирацию из устьиц . В результате прогнозируется повышение эффективности использования воды (количество ассимилированного углерода на единицу потери воды ) растений картофеля.
Картофель лучше всего растет в умеренных условиях. Рост клубней и урожайность могут сильно снизиться из-за колебаний температуры выше 5-30 ° C. Межправительственная группа экспертов по изменению климата прогнозирует повышение глобальной температуры на 1,1–6,4 ° C к 2100 году. Влияние повышения температуры на производство картофеля в определенных районах будет частично зависеть от текущей температуры в этой области. Температура выше 30 ° C может иметь ряд негативных последствий для картофеля, в том числе:
Эти эффекты могут снизить урожайность, количество и вес клубней. В результате в районах, где текущие температуры близки к температурному диапазону картофеля (например, большая часть Африки к югу от Сахары, вероятно, в будущем произойдет значительное снижение урожайности картофеля. При низких температурах картофель подвержен риску заморозков, что может уменьшить рост и сильно повредить клубни. В районах, где рост картофеля в настоящее время ограничен или невозможен из-за риска повреждения морозами (например, на большой высоте и в странах с высокими широтами, таких как Россия и Канада), повышение температуры, вероятно, принесет пользу посевам картофеля за счет увеличения вегетационный период и расширение потенциальных площадей для выращивания картофеля.
Прогнозы изменения климата IPCC включают вероятные изменения в наличии водных ресурсов на большей части земного шара. Во многих странах Ожидается, что водные ресурсы территорий уменьшатся, особенно в полузасушливых районах. Прогнозируется увеличение количества экстремальных погодных явлений, включая внезапные наводнения, даже в тех районах, где прогнозируется общее среднее количество осадков t o уменьшение.
Картофель чувствителен к дефициту влаги в почве по сравнению с другими культурами, такими как пшеница, и нуждается в частом поливе, особенно во время роста клубней. Согласно прогнозам, уменьшение количества осадков во многих районах приведет к увеличению потребности в орошении посевов картофеля. Например, в Великобритании ожидается, что количество пахотных земель, пригодных для производства богарного картофеля, уменьшится как минимум на 75%. Помимо сокращения общего количества осадков, посевы картофеля также сталкиваются с проблемами, связанными с изменением сезонных режимов выпадения осадков. Например, в Боливии сезон дождей за последние десятилетия сократился, что привело к сокращению вегетационного периода картофеля.
Помимо прямого воздействия на картофель, изменение климата, по прогнозам, затронет многие виды картофеля. вредители и болезни. К ним относятся:
Адаптация картофеля методы ведения сельского хозяйства и сорта картофеля в соответствии с изменяющимися условиями, вызванными изменением климата, могут помочь сохранить урожайность и позволить выращивать картофель в районах с прогнозируемыми условиями, не подходящими для существующих коммерческих сортов картофеля. Методы адаптации картофеля к изменению климата включают смещение производственных площадей, улучшение водопользования и выведение новых устойчивых сортов картофеля.
Урожайность картофеля в одних регионах (например, в Африке к югу от Сахары), по прогнозам, снизится, а в других (например, на севере России) увеличится, в основном из-за изменений водного и температурного режимов.. В то же время, по прогнозам, выращивание картофеля станет возможным в высокогорных и широтных районах, где ранее оно было ограничено морозом. Прогнозируется, что эти изменения в урожайности вызовут сдвиг в областях, в которых картофель может быть выращен. В некоторых странах снижения урожайности, вызванного повышением температуры и уменьшением водообеспеченности, можно в значительной степени избежать, сместив участки выращивания картофеля. Потенциальная проблема при переносе производства картофеля - это конкуренция за землю между посевами картофеля и другими культурами и другими видами землепользования.
Картофель требует частого полива во время роста клубней для поддержания урожайности. В связи с прогнозируемым сокращением водообеспеченности в некоторых районах (например, на большей части территории Соединенного Королевства) для поддержания урожайности картофеля без чрезмерной нагрузки на водоснабжение необходимо совершенствование методов орошения и водозабора. Примером метода орошения, направленного на сокращение использования воды, который был опробован на картофеле, является Подземное капельное орошение (SDI).
Для создания новых сортов картофеля используются два основных подхода. : «традиционные» методы селекции растений и генетические модификации. Эти методы могут сыграть важную роль в создании новых сортов, способных сохранять урожайность в условиях стресса, вызванного изменением климата.
Характеристики, которые могут быть полезны для снижения негативного воздействия климата на производство картофеля, включают:
Основным источником генетического материала для создания новых сортов картофеля являются многие виды, тесно связанные с картофелем (Solanum tuberosum), многие из которых могут быть скрещены с картофелем. Существует также много разновидностей Solanum tuberosum с потенциально полезным генетическим материалом, которые являются эндемичными для Анд, первоначальной среды обитания коммерческого картофеля.
Ниже приведены некоторые примеры сортов и гибридов картофеля. и родственные виды, обладающие чертами, которые могут помочь уменьшить негативное прямое и косвенное воздействие изменения климата на производство картофеля.