Влияние изменения климата на какао: генотипическая вариабельность реакций зрелых деревьев какао на повышенное содержание CO2 и дефицит воды
Climate Change Impacts on Cacao: Genotypic Variation in Responses of Mature Cacao to Elevated CO2 and Water Deficit
Fiona Lahive, Liam R. Handley, Paul Hadley, Andrew J. Daymond
Аннотация (перевод)
Изменение климата представляет собой значительную угрозу для сельскохозяйственного производства в тропиках, однако было проведено относительно мало исследований с целью понять его влияние на зрелые тропические древесные культуры. Цель данного исследования — изучить генотипическую вариабельность роста и фотосинтеза зрелых деревьев какао в ответ на повышенное содержание CO2 и дефицит воды. Шесть генотипов выращивали в тепличных условиях при фоновой (ca. 437 ppm) и повышенной концентрации CO2 (ca. 724 ppm), а также в условиях достаточного увлажнения и дефицита воды в течение 23 месяцев. Фотосинтез на уровне листьев и полога, эффективность использования воды и вегетативный рост значительно увеличились в ответ на повышенное содержание CO2. Дефицит воды оказал существенное негативное влияние на многие фотосинтетические параметры и значительно снизил образование биомассы. Негативное влияние дефицита воды на квантовую эффективность снижалось при повышенном содержании CO2. Генотипическая вариабельность наблюдалась по нескольким параметрам, включая устьичную проводимость, плотность и индекс устьиц, квантовую эффективность и образование биомассы, что указывает на потенциал создания более устойчивых к изменению климата генотипов, способных справляться с прогнозируемыми будущими климатическими условиями. Повышенное содержание CO2 снижало некоторые негативные эффекты дефицита воды за счет изменений в эффективности использования воды и утилизации света, а также уменьшало отрицательное воздействие дефицита воды на накопление биомассы, однако это зависело от генотипа.
Оригинальная аннотация
Climate change poses a significant threat to agricultural production in the tropics, yet relatively little research has been carried out to understand its impact on mature tropical tree crops. This research aims to understand the genotypic variation in growth and photosynthesis in mature cacao trees in response to elevated CO2 and water deficit. Six genotypes were grown under greenhouse conditions at ambient (ca. 437 ppm) and elevated CO2 (ca. 724 ppm) and under well-watered and water deficit conditions for 23 months. Leaf- and canopy-level photosynthesis, water-use efficiency, and vegetative growth increased significantly in response to elevated CO2. Water deficit had a significant negative effect on many photosynthetic parameters and significantly reduced biomass production. The negative effect of water deficit on quantum efficiency was alleviated by elevated CO2. Genotypic variation was observed in several parameters including stomatal conductance, stomatal density and index, quantum efficiency, and biomass production, indicating the potential to develop more climate-change-resilient genotypes that can cope with predicted future climate change conditions. Elevated CO2 reduced some of the negative effects of water deficit through changes in water-use efficiency and light utilisation and reduced the negative impact of water deficit on biomass accumulation, but this was genotype-specific.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/9bb89ade-d1a2-4925-b448-32b512e5a6c0
DOI: 10.3390/agronomy11050818