Zmena podnebia ohrozuje úrodu ryže dvakrát - otepľovanie a zvyšujúce sa znečistenie arzénom by mohli mať za následok výnosy
Otepľovanie a zvyšovanie hladiny arzénu by mohlo znížiť výnosy o 40 percent
Ohrozené zrná: Zmena podnebia by mohla spôsobiť, že sa úroda ryže do konca storočia zníži o 40 percent. Pretože to poškodzuje úrodu dvoma spôsobmi, ako ukazuje štúdia. V dôsledku samotného oteplenia sa výnosy zrna znižujú. Rastliny navyše prijímajú aj viac arzénu. Je jedovatý a ovplyvňuje tvorbu ryžových zŕn - tým sa tiež znižuje výťažok.
Ryža je najdôležitejšou základnou potravinou pre viac ako polovicu svetovej populácie. Toto zrno na celom svete poskytuje najviac kalórií na obyvateľa za deň. Rovnako ako mnoho iných plodín je však ryža čoraz viac pod tlakom globálneho otepľovania: prognózy predpokladajú, že rastúce teploty, nedostatok vody a zvýšené hladiny CO2 by mohli znížiť výnosy plodín asi o 15 percent. Zdá sa, že navyše obsah cenných zložiek, ako sú bielkoviny a vitamíny v ryži, v dôsledku zmeny podnebia klesá.
Úloha arzénu
Ďalší potenciálny účinok zostal zväčša nepovšimnutý: ryža môže absorbovať anorganický arzén z vody a pôdy. Pretože rastúce teploty a hladiny oxidu uhličitého ovplyvňujú biogeochemické procesy v pôde, mohlo by sa v budúcnosti tiež zvyšovať znečistenie týmto toxickým prvkom. Aké sú však následky? „Vplyv kombinovaného stresu spôsobeného zmenou podnebia a arzénom v pôde na výnosy ryže bol doteraz vážnym rozdielom v znalostiach,“ uviedla Eva Marie Muehe z univerzity v Tübingene a jej kolegovia.
Vedci teraz uskutočnili experimenty s kalifornským variantom ryže Oryza sativa M206, aby sa o tom dozvedeli viac. Pre svoju štúdiu pestovali obilie v skleníkoch za rôznych podmienok. Okrem obsahu arzénu v pôde menili aj teplotu a koncentráciu CO2 vo vzduchu: Akonáhle bola ryža vystavená 33 stupňom Celzia a 415 ppmv CO2, boli typické podmienky pre dnešnú Kaliforniu a mnohé ázijské oblasti. V druhom klimatickom scenári naopak boli 38 stupňov Celzia a hodnoty CO2 850 ppmv. „Toto sa považuje za najpravdepodobnejší scenár na konci storočia,“ vysvetľuje tím Muehle.
Výnos sa naďalej znižuje
Aké by boli návratnosti? Výsledky odhalili: Samotné simulované globálne otepľovanie viedlo k strate úrody ryže o 16 percent. Okrem toho sa však objavil ďalší závažný vývoj: zvýšenie teploty o päť stupňov Celzia tiež zdvojnásobilo koncentráciu anorganického arzénu v ryžových zrnách - to sa týkalo každej z testovaných hladín arzénu v pôde. "Zistili sme, že arzén z pôdy je čoraz viac absorbovaný rastlinami ryže pri vyšších teplotách a vyššom obsahu oxidu uhličitého vo vzduchu," uvádza Muehe.
Problém: Arzén nie je toxický iba pre ľudí a pri dlhodobom užívaní môže spôsobiť rakovinu, kožné zmeny, poškodenie krvných ciev a nervov, ako aj kardiovaskulárne ochorenia. Polokov tiež ovplyvňuje tvorbu ryžových zŕn. Výsledkom bolo, že výnos, ktorý už bol znížený globálnym otepľovaním, sa naďalej znižoval, čo ukázali experimenty. „Ak zahrnieme zvýšenú dostupnosť arzénu v pôde, dostaneme sa k celkovej strate 42 percent,“ hovorí Muehe.
„Nepredvídané straty“
Ak sa tieto pozorovania vzťahujú aj na iné odrody ryže, znamená to, že produkcia ryže by mohla na konci tohto storočia klesnúť až o zhruba 40 percent - a teda byť oveľa nižšia, ako sa doteraz predpokladalo. Okrem toho by obilie mohlo byť kontaminované arzénom vysoko nad súčasnými limitnými hodnotami EÚ. „Naše výsledky naznačujú, že predtým došlo k nepredvídaným stratám tak pri produkcii, ako aj pri kvalite ryže,“ uvádzajú vedci.
„To má nesmierny význam pre hodnotenie potravinovej bezpečnosti veľkej časti svetovej populácie,“ zdôrazňuje Muehe. Vedec chce v budúcnosti v spolupráci s ďalšími výskumnými tímami ďalej zlepšovať predpovedné modely výroby ryže. (Nature Communications, 2019; doi: 10.1038/s41467-019-12946-4)
Zdroj: Eberhard Karls University v Tübingene