Изменение климата может удвоить токсичность мышьяка в рисе

Исследователи сообщают, что изменение климата может привести к резкому снижению производства риса в основных растущих регионах, что может поставить под угрозу важнейшие поставки продовольствия.

Новые эксперименты по изучению производства риса в будущих климатических условиях показывают, что урожайность риса может снизиться примерно на 40% к 2100, что может иметь разрушительные последствия в тех частях мира, которые полагаются на урожай в качестве основного источника пищи.

Более того, изменения в почвенных процессах из-за повышенных температур приведут к тому, что рис будет содержать вдвое больше токсичного мышьяка, чем рис, потребляемый сегодня, согласно исследованию, опубликованному в Природа связи.

«К тому времени, когда мы доберемся до 2100, у нас, по оценкам, будет примерно 10 миллиардов человек, так что это будет означать, что у нас 5 миллиард человек зависит от рисаи миллиард 2, у которых не было бы доступа к калориям, в которых они обычно нуждаются », - говорит соавтор Скотт Фендорф, профессор наук о системе Земли в Школе наук о Земле, энергии и окружающей среде Стэнфордского университета. «Мы должны знать о предстоящих проблемах, чтобы быть готовыми к адаптации».

Рис как детское питание

Исследователи специально смотрели на рис, потому что он растет в затопленных рисовых полях, которые помогают освободить мышьяк от почвы и сделать его особенно чувствительным к поглощению мышьяка. Хотя многие продовольственные культуры сегодня содержат небольшое количество мышьякнекоторые растущие регионы более восприимчивы, чем другие.

Будущие изменения в почве из-за более высоких температур в сочетании с затопленными условиями заставляют рисовые растения поглощать мышьяк на более высоких уровнях, а использование поливной воды с высоким содержанием мышьяка в природе усугубляет проблему.

Хотя эти факторы не будут одинаково влиять на все мировые товары, они распространяются и на другие выращиваемые в результате наводнения культуры, такие как таро и лотос.


Получите последние новости от InnerSelf


«Я просто не ожидал, что мы окажем влияние на урожай риса», - говорит Фендорф, старший научный сотрудник Стэнфордского института окружающей среды. «То, что я пропустил, было сколько почва биогеохимия будет реагировать на повышение температуры, как это увеличит мышьяк, доступный для растений, а затем - в сочетании с температурным стрессом - как это действительно повлияет на растение ».

Встречающийся в природе полуметаллический химический мышьяк присутствует в большинстве почв и отложений, но, как правило, в форме, которую растения не принимают. Хроническое воздействие мышьяка приводит к поражению кожи, раку, обострению заболеваний легких и, в конечном итоге, к смерти.

Это особенно важно в отношении риса не только из-за его глобального значения, но также и потому, что пища с низким содержанием аллергенов часто вводится детям раннего возраста.

«Я думаю, что эта проблема также крайне важна для людей, которые имеют маленьких детей в нашем обществе», - говорит ведущий автор Э. Мари Мюэ, бывший доктор наук в Стэнфорде, который сейчас работает в Тюбингенском университете, Германия. «Поскольку дети намного меньше нас, если они едят рис, это означает, что они потребляют больше мышьяка по сравнению со своим весом».

«Почва жива»

Исследователи создали будущие климатические условия в теплицах, основываясь на оценках возможного повышения температуры в градусах Цельсия (5 в градусах Фаренгейта) и вдвое большего количества двуокиси углерода в атмосфере, чем в 9, согласно прогнозам Межправительственной группы экспертов по изменению климата.

В то время как в предыдущем исследовании рассматривалось влияние повышения температуры в контексте глобального продовольственного кризиса, это исследование было первым, в котором были учтены условия почвы в сочетании с изменениями климата.

Для экспериментов группа выращивала сорт риса со средним зерном в почве из района выращивания риса в Калифорнии. Они контролировали теплицы на предмет температуры, концентрации углекислого газа и уровня мышьяка в почве, который в будущем будет выше из-за его накопления в почвах из-за орошения сельскохозяйственных культур водой, загрязненной мышьяком, - проблема, которая из-за переполнения грунтовых вод ухудшается.

«Мы не часто думаем об этом, но почва жива - она ​​кишит бактерии и много разных микроорганизмов », - говорит Фендорф. «Оказывается, эти микроорганизмы определяют, остается ли мышьяк разделенным на минералы и вдали от растений или же попадает минералы в водную фазу».

Исследователи обнаружили, что с повышением температуры микроорганизмы дестабилизируют большую часть присущего почве мышьяка, что приводит к увеличению количества токсинов в почвенной воде, доступной для риса. Будучи принятыми, мышьяк ингибирует всасывание питательных веществ и снижает рост и развитие растений - факторы, которые способствовали снижению урожайности на 40%, наблюдавшиеся учеными.

Раннее предупреждение, будущее планирование

В то время как значительная потеря производства является основной причиной для беспокойства, ученые по-прежнему надеются, что это исследование поможет производителям найти потенциальные решения для питания мира.

«Хорошая новость заключается в том, что, учитывая прошлые успехи в отношении способности мирового сообщества выращивать сорта, способные адаптироваться к новым условиям, а также изменения в управлении почвой, я уверен, что мы сможем обойти проблемы, наблюдаемые в нашем исследовании», - Фендорф говорит.

«Я также оптимистичен, что, поскольку мы продолжаем проливать свет на угрозы, возникающие в результате изменения градуса Цельсия в 5, общество примет меры, гарантирующие, что мы никогда не достигнем такой степени потепления».

В качестве следующих шагов Fendorf, соавтор Tianmei Wang и Muehe надеются использовать дистанционное зондирование для точного определения загрязненных рисовых полей с целью моделирования будущих урожаев и загрязнения мышьяком.

«Скорее всего, это проблема, когда потребляется большая часть риса, поэтому мы думаем о Южной и Восточной Азии», - говорит Ван, кандидат наук в области наук о земных системах. «Особенно для таких людей, как мой папа - он потребляет рис три раза в день, и он просто не может жить без него».

Первоначальное исследование

Об авторах

Ведущий автор Э. Мари Мюэ, бывший доктор наук в Стэнфорде, который сейчас работает в Тюбингенском университете, Германия. Соавтор Скотт Фендорф, профессор наук о земных системах в Школе наук о Земле, энергии и окружающей среде Стэнфордского университета. Дополнительный соавтор, Tianmei Wang, кандидат наук в области наук о Земле.

Вы можете делиться этой статьей в соответствии с лицензией Attribution 4.0 International.

Книги по этой теме

Жизнь после углерода: следующая глобальная трансформация городов

by PЭт Пластрик, Джон Кливленд
1610918495Будущее наших городов не такое, как раньше. Модель современного города, которая получила широкое распространение в двадцатом веке, изжила себя. Он не может решить проблемы, которые он помог создать, особенно глобальное потепление. К счастью, в городах появляется новая модель развития городов, которая активно занимается реалиями изменения климата. Он трансформирует способы, которыми города проектируют и используют физическое пространство, генерируют экономическое богатство, потребляют и распоряжаются ресурсами, эксплуатируют и поддерживают природные экосистемы и готовятся к будущему. Доступно на Amazon

Шестое вымирание: неестественная история

Элизабет Колберт
1250062187За последние полмиллиарда лет произошло пять массовых вымираний, когда разнообразие жизни на земле внезапно и резко сократилось. Ученые всего мира в настоящее время отслеживают шестое вымирание, которое, согласно прогнозам, является самым разрушительным событием исчезновения со времени удара астероида, уничтожившего динозавров. На этот раз катаклизм - это мы. В прозе, которая одновременно откровенна, интересна и глубоко информирована, Житель Нью-Йорка писательница Элизабет Колберт рассказывает нам, почему и как люди изменили жизнь на планете так, как ни один вид не имел раньше. Переплетая исследования в полдюжине дисциплин, описания увлекательных видов, которые уже были утеряны, и историю вымирания как концепцию, Кольберт предоставляет движущий и всеобъемлющий отчет об исчезновениях, происходящих на наших глазах. Она показывает, что шестое вымирание, вероятно, будет самым длительным наследием человечества, заставляя нас переосмыслить фундаментальный вопрос о том, что значит быть человеком. Доступно на Amazon

Климатические войны: борьба за выживание в условиях перегрева мира

Гвинн Дайер
1851687181Волны климата беженцев. Десятки несостоявшихся государств. Тотальная война. От одного из величайших геополитических аналитиков мира исходит ужасающий взгляд на стратегические реалии ближайшего будущего, когда изменение климата подталкивает мировые державы к сквозной политике выживания. Пресный и непоколебимый, Климатические войны будет одной из самых важных книг в ближайшие годы. Прочитайте это и узнайте, к чему мы идем. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете пройдите по этой ссылке использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ