Az éghajlatváltozás kétszer fenyegeti a rizs termését - a felmelegedés és az arzénszennyezés növekedése hozamokat eredményezhet
A melegedő és növekvő arzénszint 40 százalékkal csökkentheti a hozamokat
Veszélyben lévő szemek: Az éghajlatváltozás miatt a rizstermés a század végére 40 százalékkal csökkenhet. Mivel kétféle módon károsítja a termést, mint egy tanulmány mutatja. Csak a felmelegedés következtében a gabona hozama csökken. Ezenkívül a növények több arzént is felvesznek. Ez mérgező és befolyásolja a rizsszemek képződését - ez a termést is csökkenti.
A rizs a legfontosabb élelmiszer a világ lakosságának több mint a fele számára. Világszerte ez a gabona adja a legtöbb kalóriát fejenként és naponta. Sok más növényhez hasonlóan azonban a rizs is egyre nehezebbé válik a globális felmelegedés miatt: az előrejelzések szerint a hőmérséklet emelkedése, a vízhiány és a megnövekedett CO2-szint körülbelül 15 százalékkal csökkentheti a terméshozamot. Ezenkívül úgy tűnik, hogy az éghajlatváltozás miatt csökken az értékes összetevők, például a fehérjék és a vitaminok rizs tartalma a rizsben.
Az arzén szerepe
Egy másik lehetséges hatás nagyrészt észrevétlen maradt: a rizs felszívja a szervetlen arzént a vízből és a talajból. Mivel az emelkedő hőmérséklet és a szén-dioxid-szint befolyásolja a talaj biogeokémiai folyamatait, a jövőben ezzel a mérgező elemmel is szennyeződhet. De milyen következményei vannak? "A klímaváltozás és a talajban lévő arzén által okozott együttes stressz hatása a rizstermésre eddig komoly hiányosságot mutatott" - jelentette ki Eva Marie Muehe, a Tübingeni Egyetem és munkatársai.
Hogy erről többet megtudjon, a tudósok most kísérleteket végeztek az Oryza sativa M206 kaliforniai rizs variánssal. Vizsgálatukhoz üvegházakban különböző körülmények között termesztették a gabonát. A talaj arzéntartalma mellett változtatták a hőmérsékletet és a levegő CO2-koncentrációját: Miután a rizst 33 Celsius-foknak és 415 ppmv CO2-nak tették ki, és ezáltal jellemző jellemzői Kaliforniának és számos ázsiai termőhelynek. A második éghajlati forgatókönyvben viszont 38 Celsius-fok és 850 ppmv CO2-érték volt. "Ezt tekintik a legvalószínűbb forgatókönyvnek a század végén" - magyarázza Muehle csapata.
A hozam tovább csökken
Milyen lenne a hozam? Az eredmények kiderült: önmagában a szimulált globális felmelegedés 16% -os termésveszteséget eredményezett a rizsben. Emellett azonban egy másik jelentős fejlődés alakult ki: az öt Celsius-fokos hőmérséklet-emelkedés a szerves arzén koncentrációját is megduplázta a rizsszemekben - ez a talajban vizsgált mindegyik arzénszintre vonatkozott. "Megállapítottuk, hogy a talajból származó arzént a rizsnövények egyre jobban felszívják magasabb hőmérsékleten és magasabb szén-dioxid-tartalommal a levegőben" - számol be Muehe.
A probléma: az arzén nemcsak az emberre mérgező, és hosszú távú alkalmazása rákot, bőrelváltozásokat, az erek és az idegek károsodását, valamint szív- és érrendszeri betegségeket okozhat. A félfém a rizsszemek képződését is befolyásolja. Ennek eredményeként a globális felmelegedés által már csökkentett hozam tovább csökkent, amint azt a kísérletek is kimutatták. "Ha beletesszük az arzén fokozott rendelkezésre állását a talajba, akkor összesen 42 százalékos veszteséget érünk el" - mondja Muehe.
"Előre nem látható veszteségek"
Ha ezek a megfigyelések más rizsfajtákra is vonatkoznak, ez azt jelenti, hogy a rizstermelés ez évszázad végéig akár 40 százalékkal is visszaeshet - és így jóval alacsonyabb lehet, mint korábban feltételezték. Ezenkívül a gabona arzénnal is szennyeződhetett, jóval meghaladva a jelenlegi uniós határértékeket. "Eredményeink azt sugallják, hogy a rizstermelésben és a minőségben is vannak előre nem látható veszteségek" - állítják a kutatók.
"Ez rendkívül fontos a világ népességének nagy részénél az élelmezésbiztonság értékelése szempontjából" - hangsúlyozza Muehe. A jövőben a tudós más kutatócsoportokkal együttműködve tovább kívánja javítani a rizstermelés előrejelzési modelljeit. (Nature Communications, 2019; doi: 10.1038/s41467-019-12946-4)
Forrás: Tübingeni Eberhard Karls Egyetem