農(nóng)作物具有干旱記憶 有助于減少產(chǎn)量損失

根據(jù)伊利諾伊大學(xué)的新研究，在生長早期經(jīng)歷干旱條件或極端溫度并存活下來的作物在其生長周期后期能夠更好地應(yīng)對這些相同的條件。這種“記憶”，或植物的適應(yīng)性，可以幫助減少當年的產(chǎn)量損失，并幫助研究人員防止未來的產(chǎn)量損失。

伊利諾伊州博士后研究員彭福說：“我們所看到的是，如果作物能在早期干旱中幸存下來，由于這種經(jīng)歷，當干旱發(fā)生在非常接近收獲時，它們的表現(xiàn)會更好。”“我們認為作物會對干旱做出反應(yīng)并適應(yīng)它，所以當它再次發(fā)生時，作物已經(jīng)為干旱做好了準備，影響會減輕。”

與在高度受控的環(huán)境中進行的其他干旱或氣候變化研究不同，這種行為已在伊利諾伊州、印第安納州和愛荷華州的玉米和大豆田中觀察到。這使研究人員能夠研究作物如何發(fā)展出應(yīng)對極端溫度和干旱的能力，這些條件預(yù)計只會在未來幾年因氣候變化而增加。

“我們的動機是基于我們從不同機構(gòu)看到的氣候變化報告和預(yù)測，這些報告和預(yù)測表明中西部正在經(jīng)歷創(chuàng)紀錄的高溫，”進行這項研究的實現(xiàn)提高光合效率(RIPE) 項目團隊的成員 Fu 說。“由于它會繼續(xù)發(fā)生，我們需要開發(fā)能夠應(yīng)對這些極端氣候的作物品種，以確保美國中西部的糧食安全。了解氣候變化會對作物產(chǎn)量產(chǎn)生多大影響非常重要。”

由伊利諾伊州領(lǐng)導(dǎo)的 RIPE 正在通過改善光合作用來提高作物的生產(chǎn)力，光合作用是所有植物用來將陽光轉(zhuǎn)化為能量和產(chǎn)量的自然過程。RIPE 得到比爾和梅琳達蓋茨基金會、食品和農(nóng)業(yè)研究基金會以及英國外交、聯(lián)邦和發(fā)展辦公室的支持。

在最近發(fā)表在《糧食與能源安全》雜志上的一項研究中，傅和他的同事分析了近 20 年的作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在早季干旱條件下引發(fā)的玉米和大豆植物能夠減輕晚季造成的損失。干旱高達百分之七。確定植物中的干旱引發(fā)對小組來說是一個挑戰(zhàn)。即使存在啟動信號，與決定作物產(chǎn)量的其他因素(包括天氣)相比，它也將是極其微妙的。為了解決這個問題，該團隊使用地理空間和遙感數(shù)據(jù)來分析隨著時間的推移作物生長和各種天氣因素。他們還使用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)模擬器 (APSIM) 來模擬基于各種參數(shù)的不同結(jié)果。

“這些結(jié)果表明向多雨彈簧和干燥的夏季未來氣候變化趨勢可能會進一步惡化糧食生產(chǎn)，”卡爾Bernacchi，成熟的領(lǐng)導(dǎo)者和科學(xué)家與上述美國農(nóng)業(yè)部，農(nóng)業(yè)研究服務(wù)，誰是總部設(shè)在伊利諾伊州的卡爾R. Woese研究所基因組生物學(xué)。“然而，有證據(jù)表明作物可以利用早期干旱為以后的干旱“做好準備”，這表明可能存在通過育種實現(xiàn)類似結(jié)果的機會。”

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