Mô phỏng thời gian thực về sự ấm lên của trái đất tác động đến phản ứng hiện tượng và suy giảm phẩm chất gạo
Nguồn: Hironori Itoh, Hiroto Yamashita, Kaede C. Wada, and Jun-ichi Yonemaru. 2024. Real-time emulation of future global warming reveals realistic impacts on the phenological response and quality deterioration in rice. PNAS, May 13, 2024; 121 (21) e2316497121
Phát triển cây trồng có khả năng chịu được khí hậu cực đoan rất quan trọng trong nông nghiệp bền vững và đảm bảo an ninh lương thực. Theo nghiên cứu này, người ta tiến hành mô hình hóa sự ấm lên của trái đất cực đoan trong phòng tăng trưởng nhân tạo, cho thấy sự tiến bộ đáng kể trong vòng đời của cây lúa và sự suy giảm đáng chú ý của phẩm chất hạt gạo đới với giống cao sản japonica trồng vùng ôn đới. Khi đánh giá của chúng ta bị hạn chế đối với bất cứ giống japonica ôn đới nào, thì kết quả này nhấn mạnh được giá trị của mô phỏng toán học, môi trường ấm lên trái đất cực đoan được quan sát ít, để có sự hiểu biết đầy đủ tác động của chúng trong canh tác lúa. Mở rộng cách tiếp cận này đối với những giống lúa đa dạng khác nữa và các vùng canh tác khác nhau sẽ mang lại cái nhìn thực tế hơn về tác động ấm lên của trái đất đối với sản lượng thóc gạo.
Sản lượng cây trồng giảm bởi biến đổi khí hậu đã và đang được dự đoán một cách khoa học. Khi cây trồng chịu được khí hậu là yếu tố cần thiết để đảm bảo an ninh lương thực và phát triển nông nghiệp bền vững, nhưng việc dự đoán được tăng trưởng cây trồng trong điều kiện trái đất ấm lên vẫn là thách thức. Do đó, người ta tiến hành nghiên cứu này nhằm mục đích đánh giá lại tác động của điều kiện nóng lên trên toàn cầu một cách thực tế đối với canh tác lúa. Người ta đã phát triển một nền tảng đánh giá cây trồng, đệ trình môi trường mô phỏng nông nghiệp AE (agro-environment), chúng phát sinh ra ngoại cảnh khác nhau bởi thực hiện phức hợp bao gồm các biến động tự nhiên của ngoại cảnh, trong buồng nuôi cấy nhân tạo hoàn toàn. Người ta khẳng định rằng phản ứng ngoại cảnh của cây lúa chấp nhận sự thay đổi môi trường nhân tạo giống với những gì đang diễn biến trong thiên nhiên thông qua minh chứng “AE emulator” (đệ trình AE) sử dụng dữ liệu khí tượng có sẵn công khai ở cùng một địa điểm và nhiều địa điểm khác nhau trong cùng một năm. Trên cơ sở lộ trình tập trung có tính đại diện, mô phỏng thời gia thực (real-time emulation) của sự ấm lên trái đất cực đoan ghi nhận những tiến bộ ấn tượng trong chu kỳ sống của cây lúa, đó là năng suất giảm 35% và tăng 85% phẩm chất kém, cao hơn những dự báo gần đây. Chuyển động hệ transcriptome cho thấy rằng khi nhiệt độ tăng lên và hàm lượng CO2 cùng tác động làm thay đổi sự biểu hiện nhiều gen khác nhau và làm tăng cường sự kích thích trổ bông, thích nghi với stress nóng, và các gen phản ứng với CO2. Sự ấm lên trái đất cực đoán này được dự đoán sẽ làm thay đổi sự thích nghi ngoại cảnh của cây lúa và tác động tiêu cực đến sản lượng thóc. Kết quả cung cấp các ứng dụng của môi trường nhân tạo và những hiểu biết sâu sắc nhằm nâng cao khả năng của giống lúa và biện pháp canh tác trong tương lai.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét