Grâu: Cerințe de apă mult mai mari decât se anticipa în condiții de căldură extremă
O nouă cercetare efectuată de Universitatea din Sheffield sugerează că grâul ar putea necesita o cantitate mult mai mare de apă decât se credea anterior în timpul valurilor de căldură viitoare. Studiul, condus de Dr. Robert Caine și Dr. Holly Croft de la Școala de Bioscience a universității, evidențiază cum grâul își prioritizează pierderile de apă în condiții climatice extreme, făcând astfel să dispară multe dintre beneficiile tipice de economisire a apei asociate cu creșterea la concentrații mai ridicate de dioxid de carbon atmosferic.
Aceste descoperiri sunt esențiale pentru înțelegerea modului în care putem opta pentru o productivitate mai bună a culturilor de grâu și a utilizării apei. Pe măsură ce valurile de căldură devin din ce în ce mai frecvente pe fondul creșterii concentrațiilor de CO2 din atmosferă, crescătorii de plante trebuie să fie conștienți de modul în care culturile consumă și conservă apa, pentru a dezvolta noi varietăți de grâu care să reziste eficient la vreme extremă.
Cultivarea grâului și provocările resurselor
Grâul furnizează aproximativ 20% din caloriile zilnice la nivel global și este cea mai cultivată cultură din punct de vedere al suprafeței de teren. Deși recoltele au crescut dramatic în ultimele decenii, în mare parte datorită utilizării îngrășămintelor pe bază de azot, acest lucru a crescut și cererea pentru apă și a făcut planta mai vulnerabilă la secetă. Provocările sunt deosebit de acute în regiunile precum Africa, unde atât apa, cât și îngrășămintele sunt limitate.
Stomatele grâului și reactivitatea lor
De obicei, concentrațiile mai ridicate de CO2 permit plantelor să reducă pierderile de apă, deoarece porii microscopici de pe suprafața frunzelor, cunoscuți sub numele de stomate, se deschid mai puțin, permițând plantelor să obțină mai eficient dioxid de carbon din aer. Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit, în condiții de căldură extremă, că stomatele grâului se deschid mult mai mult, aparent pentru a crește fluxul de apă și a ajuta planta să se răcească prin evapotranspirație crescută.
Impactul asupra toleranței la secetă
Studiul din Sheffield a descoperit că, în timpul valurilor de căldură, stomatele plantelor de grâu nu răspund eficient la schimbările de nivel de lumină, indiferent de concentrația de CO2. Această lipsă de reacție în condiții de căldură poate reduce toleranța la secetă, având în vedere că plantele care cresc în condiții mai reci de CO2 mai ridicat își închid stomatele substanțial atunci când nivelurile de lumină scad.
Mecanismele de răcire și provocările viitoare
De asemenea, cercetarea a evidențiat faptul că plantele de grâu își amplifică capacitatea naturală de răcire în timpul valurilor de căldură, sporind fluxul de apă de la suprafața inferioară a frunzelor, cunoscută sub numele de suprafața abaxială. Această mecanism ajută la reducerea temperaturii canopiei cu încă 2°C, contribuind la menținerea răcirii plantelor, dar acest lucru vine cu un cost suplimentar în ceea ce privește cererea de apă.
Perspectivele cercetării viitoare
Dr. Robert Caine, autorul principal al studiului, a declarat: „Descoperirile noastre oferă o imagine mult mai clară despre cum condițiile climatice viitoare vor influența una dintre cele mai importante culturi ale lumii. Înțelegerea disponibilității apei, utilizarea azotului și influențele climatului schimbător asupra productivității grâului sunt esențiale pentru a prezice și a susține recoltele în fața provocărilor climatice globale.”
„Următorul nostru pas este să descoperim ce se întâmplă în interiorul plantei, pentru a înțelege mecanismele moleculare care reglează cum stomatele de pe diferitele suprafețe ale frunzelor de grâu reacționează la o combinație de creștere a concentrației de CO2 și valuri de căldură. Dacă putem înțelege acest aspect, putem ajusta performanța stomatelor pentru a optimiza cum cresc plantele în condiții climatice extreme viitoare.”
