Как въглеродният диоксид ще промени земеделието

Опитното поле на немския Институт за биоразнообразие, където учените изследват как повишеното съдържание на въглероден диоксид ще повлияе на селското стопанство. Снимка: в. Велт

В центъра на Германия има едно опитно поле, което вече се намира в 2050 г. Там изследователите симулират начина, по който растенията ще реагират на количествата въглероден диоксид, които ще бъдат отчитани в Централна Европа след 40 години. Оказва се, че ечемикът, захарното цвекло и пшеницата ще дават по-голяма реколта, но за съжаление с по-лошо качество.

В началото на индустриалната революция концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата беше около 280 части на милион (ppm), т.е. 0,028 процента. Днес съдържанието му е около 380 ppm, а до средата на века ще се повиши до 500-550 ppm. Затова специалистите от Института за биоразнообразие към новооснования Институт „Йохан Хейнрих фон Тюнен“ в Брауншвайг изследват как ще се отрази покачването му на селското стопанство.

Биолозите, ръководени от проф. Ханс-Йоахим Вайгел, инсталираха на едно опитно поле „кръгове за обгазяване” с диаметър от 20 метра, в които културите се подлагат на концентрация от въглероден диоксид от 550 ppm. От 1999 до 2005 г. експериментите бяха провеждани с типичните за региона растения – ечемик, захарно цвекло и пшеница. От 2007 г. в опитите е включена и царевицата. Сценарият с въглеродния диоксид се симулира директно на полето при възможно най-реални условия. А растенията не растат в камери, които биха изкривили резултатите. „Резултатите от опитите през последните години бяха еднозначни, казва ръководителят на института проф. Вайгел. При всички култури, обгазявани с по-висока концентрация въглероден диоксид, растежът и реколтата се повлияха положително. При пшеницата и при ечемика регистрирахме увеличение на добива средно с 8-15 процента, докато увеличението при захарното цвекло – въпреки очакванията – беше само осем процента.”

По-скоро положителен резултат

Изненадващото в случая е, че въпреки по-бързия растеж, растенията отделяли по-малко вода в атмосферата. Така че, ако се приеме, че в течение на климатичните промени валежите ще намалеят, повишената концентрация въглероден диоксид по-скоро ще противодейства на последствията от намаляването на валежите. „За нашите ширини това със сигурност ще е по-скоро положителен резултат”, казва сътрудникът в института Мартин Ербс. Т.е. северните райони ще печелят от подобно развитие. Какво ще стане обаче с полетата, които са по на юг? „Тук по-слабото охлаждане заради намаленото изпаряване на течности от растенията може да повлияе отрицателно, тъй като растенията бързо ще изпадат в стрес от сушата”, обяснява Ербс. Казано с други думи: тъй като растенията се „потят” по-малко, може би ще страдат от по-голямата горещина. За да изследват по-подробно взаимовръзката между напояването и повишената концентрация въглероден диоксид, през тази година изследователите ще проведат експеримент с царевица, при който ще изключат дъжда в определени участъци от опитното поле посредством преносими палатки.

От подобни експерименти са заинтересувани и застрахователните компании, тъй като застраховат селскостопанските предприятия срещу слаби реколти. За да могат да изчислят обезщетенията и размера на застрахователните суми в бъдеще, застрахователите имат нужда от възможно най-точни прогнози за последиците от промените в климата. Независимо как ще изглеждат климатичните условия в периода на вегетация, растежът на растенията ще протича при по-високо количество въглероден диоксид. И застрахователите трябва да включат това ново условие в изчисленията си.

По-ниско съдържание на протеини

Освен повишението на реколтата обаче германците са наблюдавали и леко влошаване на качеството на реколтата. Съдържанието на сурови протеини е намаляло преди всичко при житните растения. „Тенденцията е за промяна на качеството на продукцията, казва Вайгел. Ще произвеждаме повече, но качеството ще се променя.” Сега ученият е любопитен дали наблюденията, направени при житните растения, ще се потвърдят при царевицата и преди всичко дали царевицата, която се отглежда в разположените на юг полета, ще се справи с изкуствено създадената суша при повишена концентрация на въглероден диоксид. Защото климатичните промени ще се наблюдават най-силно точно при отглеждането на растения в сухи региони.

Британските учени също провеждат климатични симулации за растения. Те са изследвали пасища в северна Англия, но без да повишават съдържанието на въглероден диоксид във въздуха, а имитирайки други фактори от промените в климата – през зимата те повишиха температурата близо до земята с около три градуса с помощта на затоплящи спирали. През лятото пък ограничиха стигащите до земята валежи. Екипът на Джей Филип Грайм от университета в Шефилд изследва последиците от затоплянето на Земята върху пасищата от 13 години.

Малко след симулираните промени в климата се промени броят на различните растения и видовете в пасищата. Но както пишат учените в списание PNAS, промените са по-скоро незначителни. Те били констатирани, но били по-слаби отколкото годишните колебания през периода на наблюдение. При това сушата през лятото имала по-силен ефект отколкото повишението на температурата. Затова храстите имали предимство и виреели по-добре, а цъфтящите растения се развивали по-лошо.

Изследванията на немските и на британските учени симулират различни климатични параметри – от една страна, повишено съдържание на въглероден диоксид в атмосферата, а от друга – повишени температури и по-слаби валежи през лятото. Експериментите, които ще тестват всички тези параметри едновременно, предстоят.

Здраве, Наука & Tex
Коментарите под статиите са спрени от 2014 г., заради противоречиви решения на Европейския съд, който в един случай присъди отговорност за тях на стопаните на сайта, после излезе с противоположно становище. В e-vestnik.bg нямаме капацитет да следим и коментари на читатели. Обект сме на съдебни претенции заради статии, имали сме по няколко дела с искове за по 50-100 хил. лева. Заради което приемаме дарения за сайта (виж тук повече), чиито единствени приходи са от рекламни банери.