Tác động có thể xảy ra của CO2 và nhiệt độ cao lên sự tăng trưởng và phát triển của cây họ đậu

 Tác động có thể xảy ra của co2 và nhiệt độ cao lên sự tăng trưởng và phát triển của cây họ đậu

Rajanna G. Adireddy(1,2), Saseendran S. Anapalli(1), Krishna N. Reddy(1),Partson Mubvumba(1) và Justin George(3)

DOWNLOAD

TÓM TẮT

Carbon dioxide (CO2) là khí nhà kính (GHG) dồi dào nhất trong khí quyển và là chất nền cho quá trình cố định carbohydrate quang hợp ở thực vật. Việc tăng GHG từ khí thải của con người đang làm nóng hệ thống khí quyển của Trái đất ở tốc độ đáng báo động và thay đổi khí hậu, có thể ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và các phản ứng sinh hóa khác ở cây trồng theo hướng thuận lợi hoặc bất lợi, tùy thuộc vào loài thực vật. Đối với vai trò chất nền trong các phản ứng khử cacbon ở thực vật, nồng độ CO2 ([CO2]) trong không khí có khả năng tăng quá trình quang hợp. Tuy nhiên, hấp thụ N và khả năng tổng hợp protein có thể là yếu tố hạn chế tiềm ẩn trong quá trình tổng hợp sinh khối tăng trong điều kiện [CO2] giàu ở các loài. Họ đậu là thực vật C3 và là chất cố định N cộng sinh và dự kiến ​​sẽ được hưởng lợi từ [CO2] tăng trong không khí. Tuy nhiên, nhiệt độ không khí tăng đồng thời với [CO2] tăng đòi hỏi phải nghiên cứu chi tiết hơn về tác động của việc tăng [CO2] đối với sự phát triển và năng suất của cây họ đậu. Trong bài viết này, chúng tôi đã xem xét và trình bày một cách phê phán các tài liệu trực tuyến về sự tăng trưởng, vật lý học, tốc độ quang hợp, độ dẫn khí khổng, năng suất, sức khỏe đất và hành vi của côn trùng trong điều kiện [CO2] và nhiệt độ cao. Bài đánh giá cho thấy trọng lượng riêng của lá, trọng lượng quả, số lượng và trọng lượng nốt sần tăng đáng kể trong điều kiện [CO2] cao lên tới 750 ppm. Trong điều kiện [CO2] cao, hai cơ chế bị ảnh hưởng là tốc độ quang hợp (tăng) và độ dẫn khí khổng (giảm), giúp tăng hiệu quả sử dụng nước ở cây họ đậu C3 để đạt được năng suất cao hơn. Việc tiếp xúc với mức [CO2] cao khi bị căng thẳng nước dẫn đến tăng 58% lượng hấp thụ [CO2], 73% hiệu quả thoát hơi nước và 41% cacboxyl hóa rubisco và giảm độ dẫn khí khổng 15 – 30%. [CO2] tăng cao làm tăng năng suất đậu tương 10 – 101%, đậu phộng 28 – 39%, đậu xanh 20 – 28%, đậu gà 26 – 31% và đậu bồ câu 31 – 38% so với [CO2] xung quanh. Tuy nhiên, các chất dinh dưỡng của hạt như protein, Zn và Ca giảm đáng kể. Nhiệt độ đất tăng kích thích hoạt động của vi sinh vật, làm tăng tốc độ phân hủy chất hữu cơ và giải phóng chất dinh dưỡng vào hệ thống đất. Nhiệt độ tăng cao ảnh hưởng đến hành vi của côn trùng thông qua tốc độ ăn của cây cao hơn, làm tăng nguy cơ sâu bệnh xâm lấn tấn công các loại cây họ đậu. Tuy nhiên, cần phải tiến hành thêm các cuộc điều tra về tác động tương tác tiềm tàng của [CO2] và nhiệt độ tăng cao cùng các sự kiện khí hậu khắc nghiệt đối với sự phát triển, năng suất hạt giống và chất lượng dinh dưỡng, sức khỏe đất đai và hành vi của côn trùng để phát triển các biện pháp quản lý thích ứng với khí hậu thông qua việc phát triển các kiểu gen mới, công nghệ tưới tiêu và quản lý phân bón cho các hệ thống sản xuất cây họ đậu bền vững.