Збільшення вуглекислого газу в атмосфері CO2 може знизити харчову цінність
Підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері через глобальне потепління може знизити рівень білка, цинку та заліза в таких культурах, як рис або пшениця, згідно з дослідженням Гарвардського університету, опублікованим у Nature Climate Change .
Підвищення рівня атмосферного вуглекислого газу
Крива Кілінга відображає зміну концентрації СО2 в атмосфері Землі з 1958 р. Вона була проведена Чарльзом Кілінгом в обсерваторії Мауна-Лоа на Гаваях. Цей фізик також виявив зменшення вмісту СО2 внаслідок росту рослин влітку та збільшення взимку. Цей річний цикл СО2 знаходиться під впливом північної півкулі, оскільки він більш вегетований, ніж у південній частині.
Концентрація СО2 перевищила символічний поріг 400 проміле в 2014 році. Це означає, що повітря складається приблизно з 0,04% СО2, 78% азоту та 21% кисню та інших газів. Порівняно з 1750 р. Швидкість СО2 становила 278 ppm. Залежно від сценаріїв зміни клімату, цей вміст CO2 може досягти 940 ppm наприкінці століття або 550ppm за оптимістичного сценарію.
Модифікація харчової якості зернових культур
Глобальне потепління може вплинути на харчування людини двома способами:
- Про врожайність сільського господарства
- Про харчові цінності виробництв
У всьому світі 63% білка, 81% заліза та 68% цинку надходить з рослин (Smith 2018).
Попереднє дослідження, проведене в Science Advance (Zhu et al. 2018), перевірило вплив збагаченої СО2 атмосфери при 568-590 ppm на значення поживних речовин 18 сортів рису, висаджених на відкритому повітрі в Китаї та Японії. Це збільшення СО2 було пов’язане зі значним зменшенням вмісту білка на 10,3%, залізом -8% та цинком та вітамінами B1, B2, B5 та B9. І навпаки, середній вміст вітаміну Е збільшився.
Вміст цих мікроелементів також різниться залежно від сорту, що може дозволити вибрати сорт, стійкий до високих концентрацій CO2.
Мета-аналіз Myers (2014) оцінив польові зернові культури (пшениця, рис, кукурудза, сорго) та бобові культури в Австралії, Японії та США, що зазнали атмосфери, збагаченої СО2, за допомогою методики, що називається FACE (збагачення вуглекислим газом вільного повітря ). Вони виявили значне падіння вмісту цинку та заліза для зернобобових культур типу С3 та деяких видів зернових культур типу С3 (графік нижче). Наприклад, збільшення вмісту СО2 було пов’язане зі зменшенням білка на 6,3%, цинку для пшениці -9,3% та білка для зерна рису на -7,8%. Рослини типу С4 (кукурудза, сорго), схоже, менше постраждали. Тип С3-С4 відповідає режиму фіксації вуглекислого газу за допомогою фотосинтезу та його ефективності. Фотосинтез С3 є найпоширенішим механізмом у зелених рослин.
Однією з гіпотез, висунутих для спричинення цих змін харчових якостей, є те, що збільшення концентрації атмосферного СО2 відповідає за зниження рівня листкового азоту внаслідок розрідження, спричиненого збільшенням вуглеводів, що призводить до суттєво вищого співвідношення C/N (ефект «розведення»), на шкоду білкам та мінералам. Були висунуті й інші гіпотези: зменшення транспірації навісу зменшило б приплив поживних речовин до коренів, зменшуючи тим самим поглинання поживних речовин (McGrath JM 2013).
Екологічне дослідження Сміта (2018) використовувало базу даних із 225 продуктами харчування з 151 країни, що розширює базу даних про розширені поживні речовини. Вони підкреслили, що на Індію, Китай, Північну Африку та Південно-Східну Азію можуть вплинути харчові дефіцити, пов'язані з оцінкою СО2. Ці країни базуються на дієті, в основному на продуктах рослинного походження. У 2050 р. При пороговому рівні СО2 550 ppm 1,9% світового населення може відчувати дефіцит цинку та 1,3% (122 млн.) Білків, оскільки вміст цих поживних речовин у декількох злаках може бути зменшений з 3 до 17%. Це може призвести до втрати до 58 мільйонів років життя. Цей ризик менш помітний у країнах, де дієти засновані на продуктах тваринного походження.
Фактично вони також виявили, що чим більше зростає дохід на душу населення, тим більше зростає споживання їжі в абсолютних показниках, а відносна частка продуктів тваринного походження також зростає.
Це дослідження має обмеження. Перше - це припущення, що дієти залишатимуться незмінними до 2050 року. Прогнози споживання їжі та зміни клімату є невизначеними. Вивчався лише вплив на харчові якості зернових культур, незначний ефект запліднення, який міг би збільшити врожайність, тут не враховувався. Крім того, фізіологічні механізми та адаптація до постійного підвищення рівня вуглекислого газу ще недостатньо вивчені. Харчове збагачення та вибір сортів, стійких до збільшення вмісту СО2 та з хорошою харчовою якістю, можна запобігти цим проблемам харчової недостатності.
Щоб стежити за іншими новинами в блозі або дізнатися більше про суперечки щодо їжі, здоров’я та навколишнього середовища, трохи подобається або в Twitter:
Слідуйте @T_Fiolet
Сміт та ін. Вплив антропогенних викидів CO2 на глобальне харчування людини. Зміна клімату в природі, том 8, сторінки 834–839 (2018)
Кілінг та ін. Атмосферні варіації діоксиду вуглецю в обсерваторії Мауна-Лоа, Гаваї. Теллус XXVIII (1976), 6 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.2153-3490.1976.tb00701.x
Чжу та ін. Рівень вуглекислого газу (CO2) у цьому столітті змінить вміст білка, мікроелементів та вітамінів у зернах рису з потенційними наслідками для здоров’я для найбідніших країн, залежних від рису. Наукові досягнення 23 травня 2018: Вип. 4, № 5, eaaq1012
Майєрс та ін. Зростання СО2 загрожує харчуванню людини. Природа. 2014 5 червня; 510 (7503): 139–142. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4810679/
Mc Grath JM та ін. Зменшення транспірації та зміна розподілу поживних речовин сприяють зменшенню поживних речовин культур, вирощених у підвищених концентраціях CO (2). Рослинна клітина прибл. 2013 р.; 36 (3): 697-705.