根據(jù)伊利諾伊大學(xué)的新研究，在生長(zhǎng)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(zhǎng)周期后期能夠更好地應(yīng)對(duì)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(dāng)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(dāng)干旱發(fā)生在非常接近收獲時(shí)，它們的表現(xiàn)會(huì)更好。”“我們認(rèn)為作物會(huì)對(duì)干旱做出反應(yīng)并適應(yīng)它，所以當(dāng)它再次發(fā)生時(shí)，作物已經(jīng)為干旱做好了準(zhǔn)備，影響會(huì)減輕。”
與在高度受控的環(huán)境中進(jìn)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(duì)極端溫度和干旱的能力，這些條件預(yù)計(jì)只會(huì)在未來幾年因氣候變化而增加。
“我們的動(dòng)機(jī)是基于我們從不同機(jī)構(gòu)看到的氣候變化報(bào)告和預(yù)測(cè)，這些報(bào)告和預(yù)測(cè)表明中西部正在經(jīng)歷創(chuàng)紀(jì)錄的高溫，”進(jìn)行這項(xiàng)研究的實(shí)現(xiàn)提高光合效率(RIPE) 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的成員 Fu 說。“由于它會(huì)繼續(xù)發(fā)生，我們需要開發(fā)能夠應(yīng)對(duì)這些極端氣候的作物品種，以確保美國(guó)中西部的糧食安全。了解氣候變化會(huì)對(duì)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(dá)蓋茨基金會(huì)、食品和農(nóng)業(yè)研究基金會(huì)以及英國(guó)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(xiàng)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(dá)百分之七。確定植物中的干旱引發(fā)對(duì)小組來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。即使存在啟動(dòng)信號(hào)，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(gè)問題，該團(tuán)隊(duì)使用地理空間和遙感數(shù)據(jù)來分析隨著時(shí)間的推移作物生長(zhǎng)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(shì)可能會(huì)進(jìn)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(guó)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(zhǔn)備”，這表明可能存在通過育種實(shí)現(xiàn)類似結(jié)果的機(jī)會(huì)。”
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