Повышение уровня CO₂ может увеличить урожай пшеницы, но слегка снизить её питательную ценность

Уровень атмосферного углекислого газа (CO₂) растёт, что, по прогнозам экспертов, может привести к увеличению числа засух и повышению температур. Хотя эти климатические изменения негативно скажутся на росте многих растений, повышенная доступность CO₂ может быть выгодна, так как растения используют этот парниковый газ для производства пищи в процессе фотосинтеза. Исследователи, сообщающие в Journal of Agricultural and Food Chemistry ACS, говорят, что значительно более высокий уровень CO₂ может увеличить урожай пшеницы, но слегка снизить её питательную ценность.

Пшеница — одна из важнейших мировых культур; её мука является основным ингредиентом в большом разнообразии продуктов, таких как хлеб, макароны и выпечка. Ранее учёные показали, что повышенный уровень CO₂ может увеличить урожайность пшеницы за счёт качества зерна, такого как содержание азота и белка. Однако полный спектр изменений качества зерна на разных стадиях развития пшеницы и биохимические механизмы, стоящие за ними, ещё не известны. Икер Аранхуэло и коллеги хотели изучить влияние повышенного уровня CO₂ на урожайность, качество и метаболизм пшеницы в период формирования зерна и при созревании.

Исследователи выращивали пшеницу в теплицах при нормальной (400 частей на миллион; ppm) или повышенной (700 ppm) концентрации CO₂. Команда обнаружила, что пшеница, выращенная при повышенном уровне CO₂, показала на 104% более высокий урожай зрелого зерна. Однако содержание азота в зерне было на 0,5% ниже в этих условиях, также наблюдалось небольшое снижение содержания белка и свободных аминокислот. Исследователи использовали газовую хроматографию-масс-спектрометрию (ГХ-МС), чтобы проанализировать метаболические изменения в зерне на разных стадиях развития. Среди прочих изменений, повышенный CO₂ изменил уровни определённых азотсодержащих аминокислот как во время формирования зерна, так и при созревании. Хотя обнаруженные метаболические изменения оказали умеренное влияние на конечное качество зерна, их эффекты могут быть усилены другими изменениями в среде растения, такими как ограниченная доступность азота или засушливые условия, говорят исследователи.