Valurile de căldură timpurii afectează cel mai puternic recoltele de grâu, dar sporesc rezistența la valurile ulterioare
Un nou studiu publicat în Journal of Experimental Botany arată că plantele de grâu sunt mai sensibile la pierderile de producție cauzate de valurile de căldură care au loc înainte de înflorire decât la cele care apar după această etapă. Totodată, expunerea la valuri de căldură timpurii în sezonul de creștere poate reduce pierderile de producție la valuri de căldură ulterioare, printr-un efect protector de „pregătire” fiziologică.
O echipă de cercetători de la Universitatea din Lleida, Catalonia, Spania, a investigat modul în care intensitatea, frecvența și momentul producerii valurilor de căldură față de înflorirea culturii influențează producția de grâu. Valurile de căldură devin tot mai frecvente și mai intense la nivel global, iar durata lor se extinde asupra unei perioade mai mari din sezonul de creștere a grâului, putând afecta etapa critică a înfloririi, când planta trece de la formarea boabelor la creșterea acestora.
Cercetarea demonstrează că pagubele produse de valurile de căldură depind nu doar de intensitatea lor, ci și de momentul în care apar și de faptul dacă cultura a mai trecut printr-un val de căldură anterior în sezon. „Majoritatea studiilor au examinat stresul termic ca un eveniment singular și au făcut-o în condiții controlate, nu pe teren”, explică dr. Gustavo Slafer, coautor al studiului. „Am investigat dacă un val de căldură timpuriu poate modifica modul în care grâul răspunde la unul ulterior, în timpul dezvoltării reproductive.”
Experimentele pe teren s-au desfășurat pe parcursul a două sezoane de creștere, folosind două soiuri moderne de grâu. Ambele soiuri au reacționat similar la tratamentele cu valuri de căldură, deși au strategii contrastante de formare a producției. Tratamentele au fost create prin cultivarea grâului în corturi transparente care generau o creștere zilnică a temperaturii prin efect de seră. Condițiile dinainte și de după înflorire au fost standardizate pentru o încărcătură termică relativă comparabilă. Încărcătura termică a fost măsurată ca suma gradelor-oră suplimentare acumulate într-o zi medie față de lotul de control, cu accent mai mare pe încărcătura termică peste 32 °C.
Principalele concluzii ale studiului sunt că producția de boabe de grâu este mai sensibilă la valurile de căldură care apar înainte de înflorire decât la cele de după înflorire și că, în timp ce valurile timpurii reduc numărul total de boabe produse, cele ulterioare reduc greutatea acestora. În mod surprinzător, echipa a constatat și că, atunci când au fost expuse la valuri de căldură succesive într-un singur sezon, plantele de grâu par să fie „pregătite” de valurile timpurii dinaintea înfloririi pentru a reduce impactul valurilor ulterioare de după înflorire, comparativ cu plantele care au experimentat doar valuri de căldură după înflorire.
Pregătirea fiziologică este un tip de memorie a plantei în care expunerea la un stres inițial poate declanșa răspunsuri protective care rămân parțial active, permițând plantei să reacționeze mai eficient la un stres ulterior. „Din cunoștințele noastre, aceasta este prima dovadă a acestui tip de interacțiune antagonistă între valuri de căldură succesive la culturi cultivate pe teren”, afirmă Slafer.
Aceste descoperiri pot ajuta fermierii să îmbunătățească modelele predictive ale producției agricole și să identifice unde și când măsurile de adaptare sunt cele mai utile. „Acest studiu întărește importanța protejării grâului în etapele în care se determină numărul de boabe, în special în jurul înfloririi”, spune Slafer. „Cele mai eficiente măsuri de adaptare vor fi probabil cele care reduc expunerea în cele mai sensibile stadii reproductive.”
Rezultatele nu sunt așteptate să fie unice pentru grâu și pot fi relevante și pentru alte culturi de câmp din zone temperate, precum orzul, ovăzul și secara, deși pragurile termice specifice diferă probabil între speciile de culturi. Studiul evidențiază, de asemenea, importanța luării în considerare a multiplelor evenimente de valuri de căldură atunci când se prezice deteriorarea producției agricole în scenarii climatice viitoare.
„Grâul este una dintre cele mai importante culturi de bază ale lumii, astfel încât protejarea producției sale în contextul schimbărilor climatice este o prioritate majoră”, spune Slafer. „Fiind o cultură de origine temperată, grâul este în general mai puțin adaptat la episoadele de temperaturi ridicate decât culturile de origine tropicală, precum porumbul sau orezul.”
