(23/06/2024) עלו היום לאתר 9 סמינריונים 2 תזות 2 מאמרים

לרכישה גלול למטה לסוף הדוגמית

ייצור אורז בסביבת אקלים משתנה Rice production in a changing climate

/ייצור אורז בסביבת אקלים משתנה:   מטא-אנליזה של תגובות להעלאת רמת הפחמן הדו חמצני וריכוז האוזון.

תקציר –

ניתן לטעון, כי אורז הוא המקור מזון החשוב ביותר על הכדור הארץ והוא נצרך על ידי מעל ממחצית מאוכלוסיית העולם. עליה מחושבת בתפוקה של האורז במשך המאה הנוכחית נחוצות על מנת להמשיך להאכיל את האוכלוסייה הגודלת של העולם. מטא-אנליזה זו, מסנתזת את המחקר עד כה על תגובות האורז לשני אלמנטים של שינוי גלובלי, הראשונה היא עלייה בריכוז דו תחמוצת הפחמן באטמוספירה (CO2)  והשנייה היא עלייה בריכוז האוזון בטרופוספרה .([O3]) בממוצע ,עלייה מתונה ומבוקרת של פחמן דו חמצני (627 עמודים לדקה) גורמת לגדילה  בתשואות האורז ב -23%. העלאות מתונות במסת הדגנים והעלאה גדולה יותר במספר הזרעים ובדגן תרמו לתגובה זו. התגובה של אורז להעלאה בפחמן הדו חמצני  [CO2] השתנתה עם טכניקת ההדברה. ככל שתנאי ההדברה חיקו את התנאים הטבעיים של השדה, כך היה קטן יותר הגירוי של התפוקה להעלאה בפחמן הדו חמצני. ניסויי ההעשרה בריכוז אוויר חופשי (FACE) הראו עלייה רק של 12 אחוז בתפוקה של האור. העלייה באטמוספירה [CO2] תהיה מלווה בעלייה ב- O3הטרופוספרי ובטמפרטורה. בהשוואה לאורז שגדל באוויר המסונן מפחמן דו חמצני, האורז שנחשף  לכמות מסוימת של אוזון  הראה ירידה של 14% בתשואה. גורמים רבים של תשואה, כולל פוטוסינתזה, ביומסה, מדד עלים, מספר תבואה ומסה של תבואה, הופחתו בעקבות העלייה של האוזון . אמנם היו מחקרים מעטים מדי על האינטראקציה של CO2 ו O3 עבור מטא- אנליזה האינטראקציה של טמפרטורה ו- CO2 נחקרה באופן נרחב יותר. טיפולים בטמפרטורות שעלו בצורה מדודה שללו כל שיפור בתפוקת האורז ברמות גבוהות של פחמן דו חמצני גבוה, דבר זה מרמז שזיהוי של טמפרטורות גבוהות tolerant germplasm יהיו המפתח בעתיד להבנה של הגדלת התפוקה .

פתיחה

אורז מופק לפחות ב95 מדינות ברחבי הגלובוס ומספק אוכל בסיסי ליותר מחצי מהאוכלוסיה הנוכחית בעולם. בזמן שהאוכלוסייה בעולם גדלה במאה הנוכחית , הביקוש לאורז יגדל בכ2000 מיליון טון מטרי עד 2030. בעקבות העלייה של קרוב ל35 אחוז בביקוש ,יהיה צורך משמעותי בשיפור הביצועים בייצור האורז. עם זאת, השגת שיפורים אלו תהיה מאתגרת כמו חיזוי האקלים והעלייה במחסור המים.

פאנל בין ממשלתי עכשווי על שינויי האקלים, מראה כי ריכוז הפחמן הדו חמצני באטמוספירה יעלה במאה הזאת ויגיע לרמה של 730-1020 חלקיקים עד ל2100. עלייה בטמפרטורה הגלובלית החל מ1.1-6.4 מעלות , תלוי בפליטות הגזים של התעשייה, ילוו את העלייה בפחמן הדו חמצני. בסין, איפה שחקלאים מפיקים קרוב לשליש מגידולי האורז בעולם , לשינויים הצפויים בטמפרטורה ובפחמן הדו חמצני יש השפעות מנוגדות על התפוקה. עליות בטמפרטורה קיצרו את עונת הגידול וכך תהיה ירידה בתנובה, בעוד שעלייה בפחמן הדו חמצני תגדיל את התנובה.  מודל CERES  המיושם בצפון הודו, מראה כי עלייה של 2 מעלות בטמפרטורה, מבטלת את ההשפעות החיוביות של העלייה בפחמן הדו חמצני על תפוקת האורז ועלייה במחסור המים בשילוב עם עליית הטמפרטורה תגביל קרוב לוודאי את ייצור האורז, גם אם יש עלייה בפחמן הדו חמצני.

סין והודו הן שתי היצרניות הגדולות של אורז, והמאמצים של מודלים אלו ממחישים את האתגר המשמעותי של הגדלת ייצור האורז כדי לענות על צרכיה של האוכלוסייה אשר הולכת וגדלה. יחד עם כלייה בפחמן הדו חמצני גם קיימת עלייה בריכוז האוזון בטרופוספרה בשל המהפכה התעשייתית. בניגוד לפחמן דו חמצני, האוזון הוא בן חלוף והוא מרכיב משתנה מאוד באטמוספרה. האוזון הוא חומר מזהם משני שנוצר מחמצון של פחמן חד תחמוצת (CO) מתאן (CH4) או תרכובת לא-מתאן אורגנית אשר נדיפה בנוכחות תחמוצות חנקן.

במהלך שנות ה90 היו חמישה “נקודות חמות” גלובליות שבהן, תוך שלושה חודשים הגיע האוזון ל60-70 חלקיקים ושתיים מהנקודות החמות היו אזורים אשר מגדלים בהן אורז בסין והודו. וואנג ומוזרול העריכו זאת שהשפעת האוזון על הירידה בתפוקת האורז בסין היא 4 אחוז ב1990, דבר זה שווה להפסד רווח של כ-1.2 מיליארד דולר.

הפסד התפוקה בסין עלול להיות מוכפל עד 2020 מכיוון שפליטות אוזון עלולות לגדול באופן משמעותי. על מנת לשפר את המידול ומאמצי החקלאות בעתיד, זה חשוב יותר ויותר לכמת כיצד פרמטרים המשפיעים על המבנה הפיזי ועל התפוקה של האורז יגיבו לשינויים בלתי צפויים באטמוספרה. מרכיבי תפוקת הקציר באורז הם מספר הצמחים על יחידת קרקע, מספר השיבוליות עבור כל צמח ומשקל התבואה. שינוי באחד הפרמטרים האלו בזמן ריכוז גבוה של פחמן דו חמצני או ריכוז גבוה של אוזון , ישנה את התפוקה הסופית. אמנם באופן מפתיע, היו מעט מחקרים אשר חקרו את ההשפעות המשולבות של פחמן דו חמצני ועליית האוזון על אורז , ויש מספר מחקרים שחוקרים את ההשפעה האינדיבידואלית של כל עלייה בנפרד על האורז.  מחקרים אלו מספקים לנו מאגר מידע גדול שממנו אפשרי להבין תגובה ממוצעת של הפרמטרים בחשיפה לריכוז גבוה של פחמן דו חמצני ואוזון באמצעות מטא-אנליזה ובכך לשפר את ההבנה של המכניזם שקובע את התפוקה. משתמשים בגישה זו כדי ללמוד את התגובה של פולי סויה לריכוז גבוה של פחמן דו חמצני ואוזון. זה גם נעשה בשימוש כדי לסנתז את תגובות היבול לריכוז גבוה של פחמן דו חמצני בניסויים FACE. אך התגובה הממוצעת של אורז לשינויי האקלים לא הוערכה באופן כמותי.

כאן, התגובה של האורז לשתי השינויים הגלובליים שמשפיעים באופן ישיר על הפוטוסינתזה והיעילות נמדדת באופן כמותי באמצעות מטא- אנליזה. במשך ארבעה עשורים, השיטות להדביר יבולים עם ריכוז גבוה של פחמן דו חמצני או ריכוז גבוה של אוזון השתנו וזנים גדולים  השתנו גם כן. מחקרים בודדים גם השתמשו ביעדים שונים של טיפול עם פחמן דו חמצני ואוזון ובמספר שונה של מצבים מזינים או לחוצים. בעוד שהבדלים אלו מציבים אתגרים בזיקוק התגובה המרכזית של האורז לשינויי אלו , גישת המטא- אנליזה מאפשרת מבחן סטטיסטי , המראה איזה גורמים ניסויים כמו זן או שיטת הדברים משנים באופן משמעותי את התגובה הממוצעת של אורז לריכוז גבוה של פחמן דו חמצני ואוזון. מטרות המחקר הן ראשית לסנתז את התגובה הממוצעת של תכונות פיזיולוגיות והתפוקה של אורז לריכוזים גבוהים של פחמן דו חמצני ואוזון. ושנית , הבדיקה נועדה להראות האם שיטות שונות של חיטוי, זנים שונים או טיפולי לחת שונים משנים באופן משמעותי את תגובה זו .

חומרים ושיטות

התפתחות מאגר המידע

The Web of Sciences citation database and the Agricola database  , חיפשו את כל הספרות הראשית הנסקרת על פוטוסינתזה לאורז, תגובות ביומסה ותפוקה ל [CO2] או [O3]. החיפוש כלל האלגוריתם ביקורת של עמיתים במאמרים מ 1980 עד 2007. 70 כתבי יד בתנאי נתונים רלוונטיים חקרו את התגובה של CO2 לתפוקת האורז, מסה של גרגיר בודד, מספר גרגרים, מספר צמחים , מדד הקציר(HI, היחס בין משקל התבואה למשקל הצמח הכולל), ביומסה מעל פני הקרקע, שטח העלים אינדקס (LAI), פחמימות העלים הלא מבניים (TNC) ,קצב פוטו-סינטטי רווי (Asat) ו / או מוליכות סטו-מטית לאדי מים (G) (נספח S1). שנים עשר כתבי-יד סיפקו נתונים שבחנו את התגובה של אורז ל- [O3] בריכוז גבוה (נספח S2). רוב המחקרים חקרו את האורז תחת המון תנאים. ערכים ממוצעים לכל משתנה שונה מהטיפול והבקרה. תנאים נרשמו מכל מחקר, יחד עם סטיות התקן של האמצעים וגודל המדגם. בתוך מחקר בודד , זנים שונים, טעמים או טיפולים מזינים , או טיפולים בריכוז גבוה של פחמן דו חמצני ואוזון נחשבו עצמאיים לשאר המשתנים.

מטא-אנליזה

האלגוריתם הטבעי של יחס התגובה ( r= התגובה לריכוז גבוה של פחמן דו חמצני תגובה לפחמן דו חמצני טבעי )  משומש כמידה לניתוח. ניתוח המטא-אנליזה הלך בעקבת הטכניות של קרטיס וואנג, תוך שימוש בתוכנה הסטטיסטית, METAWIN . בבסיס מודל הניתוח המשולב יש את ההנחה של שינוי אקראי בתגובות בין המחקרים, ונעשה שימוש בכלים פרמטריים משוקללים (בזמן שהטעויות או השונות והגודל הסטנדרטיים מדווחים). בניתוח המשוקלל, כל תצפית אינדיבידואלית שונה על ידי ההדדיות של שונות המודל המעורב. משתנים כמותניים נורמליים, הושתלו כדי לבדוק את הנורמליות של הנתונים לפני ההמשך עם הניתוח המשוקלל. נעשה ניתוח פרמטרי לכל האמצעים, למעט מספר צמחים , כאשר מגבלות הנתונים בלבד התאפשרו בניתוח לא משוקלל שבו חישבו את השונות על ידי מילים הקשורות אחד לשני. במחקר על האוזון, כל המשתנים חוץ ממספר צמחים (צמח=panicle), נותחו על ידי פרמטרים משוקללים. לכל הניתוח האנליטי היו 95 אחוז מרווחים שלא חופפים עם אפס אשר לא נחשבו משמעותיים.

כדי לבחון את השונות בזנים או בתנאי הצמיחה, שינו כמותית את התגובה לפחמן דו חמצני, הנתונים חולקו לקטגוריות כגון זנים שונים, או עבור משתנים מתמשכים כמו לטווחים של ריכוז פחמן דו חמצני. הטרוגניות ( QT) חולקה בתוך ובין רמות משתנים קטגוריים כלומר, זן, ריכוז של פחמן דו חמצני , שיטה של הדברת פחמן דו חמצני וטיפול בפחמן דו חמצני מרוכז. בין קבוצות הטרוגניות ( QB), לכל משתנה קטגורי היה נבדק לראשונה על פני כל הנתונים, ולאחר מכן הנתונים חולקו לפי רמות של משתנים קטגוריים עם הטרוגניות משמעותית. האמצעים של קטגוריות משתנות נחשבו באופן משמעותי לשונים אחד מהשני, אם 95 אחוז מהמרווחים שלהם לא היו חופפים. ניתוח מטא-אנליזה זה לא היה אפשרי עם מסד הנתונים של ריכוז אוזון גבוה בגלל מוגבלות מאגר המידע שלו.

תוצאות

כאשר עושים ממוצע לכל המחקרים, ריכוז גבוה של פחמן דו חמצני בממוצע של 365-627 חלקיקים היה מעלה את תפוקת האורז ב23 אחוז (גרף 1 ). התפוקה המוגברת בריכוז פחמן דו חמצני גבוה הגיעה מהשילוב של עלייה במסת גרגיר בודד (17 אחוז) , מספר רב יותר של צמחי אורז (117 אחוז) במספר רב יותר של גרגירים (17 אחוז ; גרף 1 ) . HI גדל ב9 אחוז , למרות הגידול המשמעותי של הביומסה מעל פני הקרקע. בחינת המנגנונים הפיזיולוגיים של התגובה חשפה כי TNC וLAI היו כולם בריכוז גבוה יותר, בעוד ש gs היה נמוך ב25 אחוזים בשל ריכוז גבוה של פחמן דו חמצני. כל הניסויים היו מחולקים לשלושה טיפולי שונים בפחמן דו חמצני : 500-599, 600-699, ומעל 700 חלקיקים (חלקיקים=ppm). הטיפול בפחמן דו חמצני, השפיע באופן משמעותי על גודל התבואה של התפוקה, מסה התבואה, HI, וASAT עם מגמה עקבית דרך גירוי גדול של יותר בזמן הטיפול עם ריכוז פחמן דו חמצני גבוה (גרף 2). לריכוז פחמן דו חמצני, בין 500-599 חלקיקים, לא היו השפעות משמעותיות על מסת הגרגירים או על HI. על שתני המשתנים הייתה השפעה רק בריכוז פחמן דו חמצני של מעל 700 חלקיקים.

שיטות של הדברה, זנים או טיפולי הטעמה השפיעו על התגובה של תפוקת וAsat לריכוז גבוה של פחמן דו חמצני, בזמן כל קטגוריה של טיפול. שיטת ההדברה שינתה באופן משמעותי את התגובה של אורז לפחמן דו חמצני בזמן שמחקרים חולקו לקטגוריות ריכוז השונות. שדות הניבו יותר תפוקה בזמן שהיו תחת חשיפה לריכוז גבוה של פחמן דו חמצני בחממות או במקומות סוגרים לשמש. חדרי מחקר-קרקע-אטמוספירה בהשוואה למתחמים פתוחים או FACE . בעוד שאחוז הגירוי בשדות האורז היה גבוה בOTC בהשוואה לFACE , ה95 אחוז מרווחים היו חופפים. לעומת זאת, אחוזי הגירוי ב Asat ל ריכוז גבוה של פחמן דו חמצני היו משפיעים בצורה משמעותית יותר על הצמיחה של שתילי האורז שדגול בOTC (56 אחוז ) בהשוואה לFACE (18 אחוז) לריכוז פחמן דו חמצני של 500-599 (גרף 3). תפוקה, מסת הגרגיר, מספר הגרגירים וHI הגיבו לריכוז גבוה של פחד”צ (פחמן דו חמצני= פחד”צ) היו גם מושפעים מטיפולים נוספים ( גרף 4). אורז הגדל תחת נתרן נמוך או טמפרטורה גבוה לא הגיב לריכוז גבוה של פחד”צ, לעומת זאת היו מספר מוגבל של מחקרים שחקרו את אינטראקציות אלו.

בזמן שאורז הגדל תחת רמה נמוכה של זרחן, מספר האחוזים בשינוי מסת הגרגיר ומספר הגרגירים לריכוז גבוה של פחד”צ היו כמעט פי 3 לעומת אורז שגדל ללא השפעות נוספות ( גרף 4) . HI של הצמחים גדל בריכוז גבוה של פחד”צ , ללא תוספת של משתנים נוספים ( 11 אחוז). כאשר הצמח נחשף לטמפ’ גבוה, לא היה שינוי בHI , אבל בזמן שהצמח גדל בריכוז זרחן נמוך , HI גדל בכמעט 30 אחוז ( גרף 4) . בעוד שפחד”צ משפיע על תפוקת האורז, לריכוז גבוה של אוזון יש השפעה שלילית בכמעט כל האספקטים של ביצועי האורז. בהשוואה לאוויר מסונן או לא מסונן, ריכוז גבוה של אוזון הוריד את תפוקת האורז ב14 אחוז. הגורמים שהשפיעו על ירידה בתפוקה היו , ירידה של 5 אחוז במסת הגרגירים, ירידה של 20 אחוז במספר הגרגירים. מספר הצמחים לא הושפע באופן משמעותי מהעלייה בריכוז האוזון. ביומסה מעל פני הקרקע ירדה ב16 אחוזים בממוצע, LAI ירד ב8 אחוזים, וHI גם ירד באופן משמעותי ( גרף 5). ביצועי הפוטוסינתזה היו 28 אחוז נמוכים יותר כאשר האורז נחשף לאוזון גבוה בהשוואה לאוויר מסונן ו gs הופחת ב23 אחוז.

דיון

 ייצור האורז השנתי של העולם צריך לעלות באופן ניכר ב30 שנה הבאות כדי לענות על התחזית הצפויה. מטא- אנליזה זו מראה כי טיפול בעזרת ריכוז גבוה של פחד”צ מעלה באופן משמעותי את ייצור האורז (גרף1 ) . אבל יורדת בטיפול עם אוזון (גרף 5). אולי, התוצאות הקריטיות ביותר ממחקר זה הן שני הטיפולים בריכוז נמוך של נתרן ובטמפרטורה גבוה שהיו להם השפעות שליליות על כל מרכיבי התפוקה של האורז בריכוז גבוה של פחד”צ (גרף 4) . לעומת זאת היו מספר מוגבל של מחקרים שחקר את אינטראקציות אלו. קיים קשר ליניארי בין אחוזי העלייה בתפוקה האורז בריכוז גבוה של פחד”צ לבין אחוז העלייה במספר השיבוליות. דישון בריכוז נמוך של נתרן עלול לגרום להסתגלות מובהקת של פוטוסינתזה בחשיפה לריכוז גבוה של פחד”צ, אשר יכול להגביל את היובש הכללי ואת שטח העלה אשר עולה בריכוז גבוה של פחד”צ. יש מגוון של מנגנוני תגובות של אורז לטמפ’ גבוהה אשר מגבילים את התפוקה בחשיפת פחד”צ. מאטוסאי הוכיח כי טמפ’ גבוהות במהלך הפריחה מגבירים את פריון הסטריליות. טמפ’ גבוהות כאלה עלולים להחריף בטרנספירציה ולכן לקרר את החופה של העלה בחשיפה לפחד”צ.  

בנוסף לכך , משקל הצמחים וHI נפגעו על ידי אותה טמפ’ בשלושה שדות אורז שונים ללא קשר לצמיחת הפחד”צ. ללא קשר לריכוז גבוה של פחד”צ , המשך השימוש של דשנים בעלי ריכוז גבוה של נתרן וזיהוי של אורז הרגיל לטמפ’ גבוהה , שדות רוויי פחד”צ יהיו קרוב לוודאי מוגבלים בעתיד. יש ויכוח מתמשך בספרות עד כמה שיטות שונות של הדברה ישנו את מידת התגובה לתגובות היבולים לריכוז גבוה של פחד”צ והאם התחזיות להשפעה זו בעתיד יגדילו את מלאי האוכל. מטא- אנליזה זו באופן סטטיסטי ניסתה כמה מהשיטות הדברה זו אשר שינו את התגובה המשוקללת של פרמטרים שונים המרכיבים את תפוקת האורז בחשיפה לפחד”צ . התגובה הממוצעת של תפוקה, HI, משקל הגרגיר, וAsat  השתנו בשיטת ההדברה (גרף 1) .

לעומת זאת שיטות הדברה שונות גם השתמשו בזנים שונים, שיכולים להפריע ולגרום לתוצאות שגויות בפרשנות של התוצאות. בזמן שריכוז פחמן הדו חמצני היה מוגבל ל500-599 או 600-699 , לשיטה היה עדיין השפעה על אחוזי התפוקה של האורז. לצערנו, לא כל המחקרים נעשו באותה בקרה. זה בעיקר בגלל הפחמן דו חמצני באטמוספירה שהיה מצוי בחממות אשר אינן סגורות ומחקרי FACE העלו את הריכוז מ339 ל385 חלקיקים. לכן, האפשרות שנשארת היא שתוצאות אלה הושפעו מפחד”צ טבעי בריכוז מ365 ל385 חלקיקים . בעוד שפחד”צ טבעי במחקרים קודמים היה יותר מבוקר 330-360. במטא- אנליזה זו , הממוצע של פחד”צ טבעי בFACE וOTC היה 372 ו369 בהתאמה , לכן זה לא השפיע על ההשוואה ביניהם. לעומת זאת, ריכוז הטבעי של פחד”צ בSC היה 346 שכנראה גרם לתגובות מוגזמות שונות.

שינוי קנה המידה של כל הנתונים לסביבה טבעית או לריכוז גבוה של פחד”צ תוך שימוש בגישת קנה מידה ליניארית או בגרסת הביתא הוצע כשיטה לשליטה על ההבדלים בסביבה.

הבטא מחושב כך – image1 73

התפוקה בריכוז גבוה של פחד”צ – Y ELE

התפוקה בריכוז טבעי של פחד”צ – Y AMB

פחד”צ טבעי- C02 AMB

ריכוז גבוה של פחד”צ – CO2 ELE

אחרי שגורם זה מחושב לכל ניסוי בנפרד , אפשר להעריך את ההשפעה של פחד”צ עבור ניסיון נתון. לגישה זו יש מגבלות עיקריות. ראשית, גורמים אלו מניחים כי צורת עקומת התגובה קבועה וליניארית. שנית, רק שתי נקודות משמשות לחיזוי התגובה של מגוון רחב מאוד של ריכוזים שונים בפחד”צ. זו בעיה של הרחבת מסקנות מחוץ לטווח המדידות המקורי. בנוסף, טווח גדול מאוד של עקומת התגובה הפוטנציאלית עשוי לגרום לכך שהחיזוי הינו או אינו מדויק ( גרף 6) . כל אלה משמשים לאחר מכן כדי להתאים נתונים לפחד”צ נפוץ. היתרון של מטה- אנליזה זה שגם פחד”צ טבעי וגם ריכוז גבוה שלו יכולים להיות מקובצים לטווחים דומים וניתן לבצע את המבחן הסטטיסטי הזה ( גרף 3) . בעוד ההשוואה בין FACE וsc  הושפעו מפחד”צ טבעי כפי שנאמר לעיל, החלת גורמי תיקון כגון גורם בטח היה מציג יותר טעויות. התגובות של סויה ואורז לריכוז גבוה של פחד”צ ואוזון כעת נבדקו כמותית  באמצעות מטא- אנליזה, וכך זה מספק לנו בסיס מעניין להשוואה בין שני ייבולים משמעותיים בעולם. בשני היבולים, ריכוז גבוה של פחד”צ העלה את תפוקת הקציר. עם זאת היו הבדלים במרכיבי התפוקה.

ממוצע המסה של זרעי הסויה לא הושפעה אך מסת הגרגיר הייתה גבוה יותר באורז. ראוי לציון, התגובה של HI שהייתה משמעותית נמוכה יותר בסויה וגבוה יותר באורז. שינויים אלו מרמזים כי בזמן שכמה מנגנונים של תגובות לפחד”צ הם נשמרים בין מינים, אחרים שונים משמעותית. אפשרות אחת היא שיכולת האורז לייצר גבעולים מרובים מספקת קיבולת גבוהה יותר עבור שיפורים בHI לעומת מינים עם גבעול אחד. התגובות של אורז וסויה לריכוז גבוה של אוזון היו דומים מאוד, בשני היבולים יש ירידה בהולכה הפיונית, הטמעה של פחמן, ביומסה מעל פני הקרקע , מספר גרגר ותפוקת הקציר הסופית. זה די מפתיע בהתחשב בכך שבעבר אורז נאמד להיות פחות רגיש כרונית לאוזון מאשר גידולים אחרים.

תחנות ניטור בחלקים מסוימים של אזוריים כפריים בסין נועדו על מנת למדוד את הריכוזים השנתיים הגבוהים כמו 74 חלקיקים, עם מקסימום מידי שעה של 200 חלקיקים. ריכוזים אלו עולה העלו את ריכוז האוזון במטא- אנליזה זו, אשר הראו ירידה של 14 אחוז בתפוקה. ירידת התפוקה הנוכחית מאוזון נמדדת ב4 אחוז, אבל בקנה מידה אזורי, הם כנראה גדולים יותר. מטא- אנליזה זו בדקה את תגובות האורז לרמה כרונית של אוזון , אבל הריכוזים ברמות גבוהות גורמים לנזק חמור , ולכן את הירידות בניתוח זה הן בלתי מוערכות של ירידה בפוטנציאל העתידי של תפוקת האורז בחשיפה לאוזון. בעוד שחשיפה לפחד”צ עשוי להגן מפני אובדן התפוקה בחשיפה לאוזון . עם זאת, מחקרים על אינטראקציה זו היו  מאוד מוגבלים. מצאו כי פחד”צ שיפר חלק מן ההשפעות המזיקות של האוזון על גידול צמחים ועלים. עם זאת , צמחי האורז לא גדלו עד בגרות והחוקרים מזהירים כי התוצאות צריכות להיחשב בזהירות בגלל סביבת החממה בה המחקרים נערכו. לכן, יש לתת תשומת לב להבנת ההשפעות האינטראקטיביות של פחד”צ , אוזון, טמפ’ גבוה, חנקן אם בעזרתם אנחנו יכולים לחזות את האספקה העתידית של דגני המזון החשובים בעולם .

מסקנות

ניתוח מטא- אנליזה זה מספק לנו סינתזה על תגובות האורז לריכוז גבוה של פחד”צ וריכוז גבוה של אוזון. בזמן שתפוקות עתידיות יש את הפוטנציאל להשתנות בחשיפה לפחמן דו חמצן , עלולה ההשפעה להיות מעומעמת לנוכח עליית הטמפ’ והעלייה באוזון. אורז נצרך על ידי יותר מחצי מאוכלוסיית העולם ומספק מקור קלורי חשוב לעניי העולם. זיהוי הגורמים המשפיעים על התפוקה ועל התועלת שהוא מפיק מריכוז גבוה של פחמן דו חמצני בעתיד בטמפ’ גבוהות ואוזון גבוה דורשות יותר התייחסות בעתיד .

/ייצור אורז בסביבת אקלים משתנה:   מטא-אנליזה של תגובות להעלאת רמת הפחמן הדו חמצני וריכוז האוזון.

תקציר –


ניתן לטעון, כי אורז הוא המקור מזון החשוב ביותר על הכדור הארץ והוא נצרך על ידי מעל ממחצית מאוכלוסיית העולם. עליה מחושבת בתפוקה של האורז במשך המאה הנוכחית נחוצות על מנת להמשיך להאכיל את האוכלוסייה הגודלת של העולם. מטא-אנליזה זו, מסנתזת את המחקר עד כה על תגובות האורז לשני אלמנטים של שינוי גלובלי, הראשונה היא עלייה בריכוז דו תחמוצת הפחמן באטמוספירה (CO2)  והשנייה היא עלייה בריכוז האוזון בטרופוספרה .([O3]) בממוצע ,עלייה מתונה ומבוקרת של פחמן דו חמצני (627 עמודים לדקה) גורמת לגדילה  בתשואות האורז ב -23%. העלאות מתונות במסת הדגנים והעלאה גדולה יותר במספר הזרעים ובדגן תרמו לתגובה זו. התגובה של אורז להעלאה בפחמן הדו חמצני  [CO2] השתנתה עם טכניקת ההדברה. ככל שתנאי ההדברה חיקו את התנאים הטבעיים של השדה, כך היה קטן יותר הגירוי של התפוקה להעלאה בפחמן הדו חמצני. ניסויי ההעשרה בריכוז אוויר חופשי (FACE) הראו עלייה רק של 12 אחוז בתפוקה של האור. העלייה באטמוספירה [CO2] תהיה מלווה בעלייה ב- O3הטרופוספרי ובטמפרטורה. בהשוואה לאורז שגדל באוויר המסונן מפחמן דו חמצני, האורז שנחשף  לכמות מסוימת של אוזון  הראה ירידה של 14% בתשואה. גורמים רבים של תשואה, כולל פוטוסינתזה, ביומסה, מדד עלים, מספר תבואה ומסה של תבואה, הופחתו בעקבות העלייה של האוזון . אמנם היו מחקרים מעטים מדי על האינטראקציה של CO2 ו O3 עבור מטא- אנליזה האינטראקציה של טמפרטורה ו- CO2 נחקרה באופן נרחב יותר. טיפולים בטמפרטורות שעלו בצורה מדודה שללו כל שיפור בתפוקת האורז ברמות גבוהות של פחמן דו חמצני גבוה, דבר זה מרמז שזיהוי של טמפרטורות גבוהות tolerant germplasm יהיו המפתח בעתיד להבנה של הגדלת התפוקה .

פתיחה-

אורז מופק לפחות ב95 מדינות ברחבי הגלובוס ומספק אוכל בסיסי ליותר מחצי מהאוכלוסיה הנוכחית בעולם. בזמן שהאוכלוסייה בעולם גדלה במאה הנוכחית , הביקוש לאורז יגדל בכ2000 מיליון טון מטרי עד 2030. בעקבות העלייה של קרוב ל35 אחוז בביקוש ,יהיה צורך משמעותי בשיפור הביצועים בייצור האורז. עם זאת, השגת שיפורים אלו תהיה מאתגרת כמו חיזוי האקלים והעלייה במחסור המים.

פאנל בין ממשלתי עכשווי על שינויי האקלים, מראה כי ריכוז הפחמן הדו חמצני באטמוספירה יעלה במאה הזאת ויגיע לרמה...

295.00 

מק"ט 40c47a990d1a קטגוריה
מק"ט 40c47a990d1a קטגוריה

295.00 

סיוע בכתיבת עבודה מקורית ללא סיכונים מיותרים!

כנסו עכשיו! הצטרפו לאלפי סטודנטים מרוצים. מצד אחד עבודה מקורית שלכם ללא שום סיכון ומצד שני הקלה משמעותית בנטל.