Un team di ricercatori esamina le piante di riso alla ricerca di segni di stress causati dal loro ambiente. Credito:Kevin Hudson
La pianificazione è qualcosa che facciamo tutti. Come individui, potremmo essere in programma per il prossimo fine settimana o il nostro futuro pensionamento.
Anche gli agricoltori e i coltivatori di piante stanno progettando un futuro. Le colture da cui attualmente dipendiamo dovranno crescere in condizioni diverse, a causa dei cambiamenti climatici.
Alcune condizioni meteorologiche sono facili da controllare. Gli scienziati possono impostare la temperatura in una serra e controllare quanta acqua riceve ogni pianta. Non è così facile cambiare l'atmosfera terrestre.
Però, i cambiamenti nella nostra atmosfera fanno parte del cambiamento climatico. L'anidride carbonica è un gas serra preoccupante.
Sappiamo che i livelli di anidride carbonica sono aumentati dalla rivoluzione industriale. Sebbene ci siano sforzi per ridurre le emissioni, gli scienziati prevedono che i livelli di anidride carbonica continueranno ad aumentare.
La presenza di anidride carbonica nell'atmosfera non è del tutto negativa. Infatti, le piante ne hanno bisogno per crescere. Nella fotosintesi, le piante usano la luce solare e l'anidride carbonica per produrre gli zuccheri. Così, più anidride carbonica significa che le piante possono crescere più velocemente.
Raja Reddy, professore alla Mississippi State University, studia come il cambiamento climatico colpisce le piante. Reddy collabora con gli allevatori di colture che stanno pianificando le condizioni future. Gli allevatori cercano varietà in grado di sopportare la siccità e le temperature più calde.
Camere di crescita delle piante, noto come Soil-Plant-Atmosphere-Research (SPAR), aiutano a comprendere le risposte delle colture a un'ampia gamma di condizioni ambientali. Credito:K. Raja Reddy
Reddy e colleghi hanno iniziato a chiedersi se il modo in cui le piante rispondono a condizioni come la siccità cambierà quando c'è più anidride carbonica nell'atmosfera.
Per testare questo, il team ha utilizzato una struttura in serra unica. I ricercatori hanno aumentato l'anidride carbonica all'interno della serra per rappresentare la nostra atmosfera futura.
"È importante per gli allevatori testare le colture nella serie più realistica possibile di condizioni future, " dice Reddy. "Quando si identificano le colture che tollerano la siccità, gli allevatori devono sapere che la tolleranza verrà mantenuta quando c'è più anidride carbonica nell'atmosfera".
Quattordici cultivar di riso sono state coltivate utilizzando le condizioni atmosferiche presenti e future. "Il riso è una delle colture cerealicole più importanti al mondo, quindi è particolarmente importante sapere come il riso risponderà a un nuovo clima, " spiega Reddy.
Sia nelle condizioni attuali che future, il team di ricerca ha studiato ulteriori variabili. Questi includevano la temperatura della serra e le quantità di luce e acqua ricevute dalle piante di riso. Temperature più calde, una minore esposizione all'acqua e alla luce rappresenta gli stress ambientali che le piante dovranno affrontare in futuro.
I ricercatori hanno misurato la crescita delle piante al momento del raccolto. Cose come l'altezza, zona fogliare, e la lunghezza della radice sono stati confrontati.
Raja Reddy spiega ai suoi studenti le capacità delle camere di crescita illuminate dal sole controllate da computer. Le camere di crescita, noto come Soil-Plant-Atmosphere-Research (SPAR), fornire un ambiente controllato per la ricerca che studia le interazioni coltura-clima presso la Mississippi State University. Credito:Beth Wynn
In genere, le piante coltivate con futuri livelli di anidride carbonica erano più grandi. L'altezza del riso e l'area delle foglie erano più grandi fuori terra, e i sistemi di radici erano più grandi sotto terra.
Quando si osserva la risposta delle piante di riso a fattori di stress come la siccità, il modello era simile per i livelli di anidride carbonica presenti e futuri. In altre parole, l'aumento della crescita nell'atmosfera con più anidride carbonica non influisce sul modo in cui la pianta gestisce lo stress.
Reddy ritiene che questa sia una notizia positiva. "Ciò che gli allevatori stanno facendo per pianificare il futuro dovrebbe reggere bene, " dice. "La ricerca esistente per identificare la siccità e il riso tollerante al calore può presumere che quelle cultivar manterranno le caratteristiche desiderate man mano che i livelli di anidride carbonica aumentano. Significa anche che gli allevatori possono selezionare le varietà di colture senza alterare i livelli di anidride carbonica, che è difficile da fare nella maggior parte delle serre."
Il team di Reddy ha presentato questa ricerca all'International Annual Meeting di novembre dell'American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, e Soil Science Society of America a San Antonio, Texas.