Засуха и загрязнение озоном вдвое снижают урожай сои

Исследователи использовали установку SoyFACE в Университете Иллинойса для воздействия на сою повышенным озоном при исключении осадков. Автор: Дункан Мартин.

Новое исследование учёных из Университета Иллинойса и Службы сельскохозяйственных исследований USDA показывает, что соя получает двойной урон от засухи и загрязнения озоном, которые усиливаются во всём мире из-за изменения климата.

Исследование, опубликованное в журнале Plant Physiology, отвечает на вопрос о том, может ли стресс от засухи защитить растения сои от повреждающего воздействия озона, которое включает побурение листьев, их опадение и потерю урожая.

«Мы обнаружили, что это действительно не так. Наблюдалось значительное негативное влияние озона на урожайность независимо от засухи», — сказала соавтор исследования Лиза Эйнсворт.

Чтобы прийти к такому выводу, команда Эйнсворт выращивала сою в полевых условиях в течение трёх лет при концентрациях озона 100 частей на миллиард — аналогично летним концентрациям в сельскохозяйственных регионах Китая и Индии — при исключении около 40% сезонных осадков.

Исследователи измерили физиологические характеристики, связанные с фотосинтезом и гормональной сигнализацией, а также урожайность в конце каждого сезона. Повышенный озон постоянно снижал эффективность фотосинтеза и уменьшал урожайность, с меньшим количеством и размером семян в каждом стручке.

«Концентрация абсцизовой кислоты линейно коррелировала с количеством влаги в почве, независимо от того, выращивались ли растения в обычных или повышенных концентрациях озона. Не было никаких доказательств того, что озон мешал растениям реагировать на засуху», — объяснила Эйнсворт.

Хотя порог повреждения для сои составляет всего около 40 частей на миллиард, концентрации в Кукурузном поясе США регулярно превышают этот уровень в течение вегетационного периода и, как ожидается, будут увеличиваться до 2070 года.

Эйнсворт также отмечает, что фермеры могут не распознать повреждение озоном, поскольку симптомы можно принять за болезни или другие экологические повреждения. Она надеется, что её последнее исследование повысит осведомлённость среди фермеров, селекционеров и политиков.

«Озон — это кратковременный загрязнитель, а это значит, что у нас есть возможность что-то с этим сделать в краткосрочной перспективе. Если мы хотим немедленно увеличить урожайность, сокращение загрязнения озоном — хорошая стратегия. Это решаемо», — заключила исследовательница.

Больше информации: Duncan G Martin et al, Drought does not mitigate reductions in soybean photosynthesis and yield caused by elevated ozone, Plant Physiology (2025). DOI: 10.1093/plphys/kiaf350

Источник: University of Illinois at Urbana-Champaign