Изменение климата и картофель

редактировать

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.

Содержание

  • 1 Воздействие изменения климата на производство картофеля
    • 1.1 Двуокись углерода
    • 1.2 Температура
    • 1.3 Доступность воды
    • 1.4 Вредители
  • 2 Адаптация производства картофеля к изменению климата
    • 2.1 Изменение площадей выращивания
    • 2.2 Улучшение водозабора, использования и орошения
    • 2.3 Создание новых сортов картофеля
      • 2.3.1 Примеры сортов
  • 3 Источники

Воздействие изменения климата на производство картофеля

Углекислый газ

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.

Температура

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:

  • Замедление роста и инициации клубней.
  • Меньшее разделение крахмала на клубни.
  • Физиологическое повреждение клубней (например, коричневые пятна).
  • Укороченный / отсутствующий покой клубней, из-за чего клубни дают слишком ранние всходы.

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.

Доступность воды

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.

Вредители

Помимо прямого воздействия на картофель, изменение климата, по прогнозам, затронет многие виды картофеля. вредители и болезни. К ним относятся:

  • насекомые-вредители, такие как картофельная моль и колорадский жук, которые, по прогнозам, распространятся в районах, которые в настоящее время для них слишком холодны.
  • Тля которые действуют как переносчики для многих вирусов картофеля, а также могут распространяться при повышенных температурах.
  • Некоторые патогены, вызывающие болезнь черной ножки картофеля (например, Dickeya ), могут расти и воспроизводиться быстрее при более высоких температурах и это, вероятно, станет еще большей проблемой.
  • Бактериальные инфекции, такие как Ralstonia solanacearum, по прогнозам, выиграют от более высоких температур и смогут легче распространяться при внезапных наводнениях.
  • Поздно blight выигрывает от более высоких температур и более влажных условий. Предполагается, что фитофтороз станет более серьезной угрозой в некоторых регионах (например, в Финляндии) и станет меньшей угрозой в других (например, в Соединенном Королевстве).

Адаптация производства картофеля к изменению климата

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.

Изменение районов выращивания

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.

Улучшение водозабора, использования и орошения

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).

Создание новых сортов картофеля

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:

  • Устойчивость к тепловому стрессу, в частности способность поддерживать рост клубней и их зарождение при высоких температурах. Выведение сортов с повышенной устойчивостью к тепловому стрессу имеет решающее значение для поддержания урожайности в странах, где площади выращивания картофеля близки к максимальным температурным пределам нынешних сортов (например, в Африке к югу от Сахары, Индия).
  • Устойчивость к засухе. Это включает в себя более высокую эффективность использования воды (количество произведенной пищи на количество используемой воды), а также картофель, который может подвергаться коротким периодам засухи, восстановиться и дать приемлемый урожай. Более глубокая корневая система также может быть полезна, поскольку большинство коммерческих сортов картофеля нуждаются в частом поливе из-за их неглубоких корней.
  • Быстрый рост / раннее созревание. Картофель, который растет быстрее, может помочь приспособиться к более короткому вегетационному сезону в некоторых регионах, а также сократить количество вредителей жизненного цикла, таких как картофельная моль, которые могут завершиться за один вегетационный период.
  • Устойчивость к болезням. Картофель, обладающий устойчивостью к местным вредителям и болезням, может быть полезным, особенно в адаптации к болезням, распространяющимся в новые районы.

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.

Примеры сортов

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.

  • Захов - термостойкий полиплоидный гибрид картофеля и нескольких видов дикого картофеля. Было обнаружено, что несколько видов дикого картофеля более термостойки, чем Solanum tuberosum.
  • Kufri Surya - теплостойкий, раннеспелый сорт картофеля, выведенный в Индии.
  • - вид дикого картофеля с генами. которые придают ему хорошую устойчивость к фитофторозу.
  • Sullu, андский сорт картофеля с повышенной устойчивостью к засухе.
  • SpuntaG2 - генетически модифицированный сорт сорта картофеля Spunta, устойчивый к картофельным клубням Мотылек из-за наличия гена cry1Ia1 из Bacillus thuringiensis.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-15 11:31:43
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте