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中外合作研究:北美未来气候变化速率或超过小
时间:2022-10-22 08:14 点击次数:

  中新网北京9月30日电 (记者 孙自法)气候变化怎样影响小麦等农作物育种、生长和产量?进而如何影响全球粮食安全?长期以来在学界备受关注。

  中国科学院大气物理研究所张天一研究员和中国农业科学院贺勇研究员联合国际著名小麦育种学家罗恩·德波(Ron DePauw)教授等中外12家科研机构研究人员最新完成一项研究发现,北美未来气候变化速率可能超过小麦育种效率。因此,为应对气候变化对粮食安全的影响,亟需提高小麦育种速率,优化种质,切实增强小麦育种耐热性。

  张天一研究员介绍说,近年来,席卷全球的高温热害已成为限制小麦生产的突出问题,如何通过育种提升小麦的气候适应性是全球研究的热点问题。但是,由于数据的缺失,真实小麦育种对气候变化究竟有多大适应作用尚不清楚。针对这个问题,中外12家科研机构通过开展合作研究,收集到1961-2018年北美92个小麦育种站的85770条数据,针对北美小麦育种对气候变化的真实响应和适应作用提出第一手证据。

  研究结果显示,1961-2018年冬小麦和春小麦品种对气候的响应不同:对于冬小麦来说,温度每增加1摄氏度,新品种产量降低3.6%,对照品种产量降低5.5%,这说明冬小麦育种的耐热性是在增强;对于春小麦而言,温度每增加1摄氏度,新品种产量降低7.5%,对照品种产量降低7.1%,说明春小麦育种的耐热性并没有提升甚至有可能下降。研究团队认为,其主要原因是北美冬小麦和春小麦新品种和对照品种对于极端高温的响应差异所致。

未来不同品种小麦产量相对于基准气候下对照品种的变化趋势。 中科院大气所 供图

  基于历史上冬春小麦的育种趋势,中外合作研究团队进一步预估未来气候变化趋势对不同小麦品种的影响称,未来增温造成小麦生长季极端高温出现概率显著增加,这将造成未来气候变暖对产量的负面影响逐渐超过育种优势。他们估测:按照当前育种效率,当温度增加6.0摄氏度时,冬小麦新品种产量将下降到基准气候中对照品种的产量水平;对于春小麦来说,该温度阈值(临界值)是3.6摄氏度。研究团队提醒说,真实的小麦育种在耐热性上的表现并不乐观,如何通过育种手段应对越发严重的高温热害对于小麦育种家来说依然是一个重大的挑战,这方面后续需要进一步加强相关研究。

  张天一指出,使用常规小麦育种方法育成一个新品种需要花费至少10年时间,这可能慢于未来气候变暖的发展态势。因此,鉴定小麦耐热基因,构建基于基因选择技术的小麦育种新方法,提高育种速率,优化小麦种质,切实增强小麦育种耐热性,对规避由气候变化引起的粮食安全问题具有重要科学意义。

  中外合作完成的这项气候变化影响粮食作物研究的重要成果论文,9月30日在国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上线发表。

  张天一表示,虽然最新研究是基于北美地区小麦数据得出的结果,但对于包括中国在内的全球在气候变化背景下,对小麦及相关农作物育种均有重要借鉴和参考意义。其中,根据中国农业气象分析,自1980年以来,温度每增加1摄氏度,小麦产量降低2.1-2.9%,这说明中国小麦也正遭受来自高温热害的农业灾害影响。(完)

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