Sledeća zelena revolucija: kako stvoriti useve otpornije na klimatske udare

Od istorijskih suša na zapadu do rekordnih mrazeva na jugoistoku i snažnih oluja širom SAD, poljoprivreda se suočava sa sve većom nepredvidljivošću. Vremenski događaji povezani sa klimom nanose približno 20 milijardi dolara godišnje gubitaka američkoj poljoprivredi. Naučnici odgovaraju raznovrsnim pristupima — kombinacijom genetike, tradicionalnog oplemenjivanja i inženjerskih rešenja — kako bi usevi postali otporniji na toplotu, sušu i mehanička oštećenja.

Zašto je fleksibilnost u razvoju biljaka važna

Jedan od ključnih zaključaka iz dugogodišnjih podataka jeste da vremе cvetanja značajno predviđa prinos. Istraživanja na suncokretu prikupljena od 1978. godine preko Velikih ravnica pokazuju da prerano cvetanje može ostaviti biljku bez dovoljno resursa za formiranje semena, dok kasno cvetanje izlaže biljke riziku od toplote i suše.

"Teško je predvideti koja će sorta biti najbolja iz godine u godinu," kaže Peter Innes, postdoktorant na Univerzitetu Kolorado. "Treba li se oslanjati na prošlu godinu ili razviti složenije alate koji pomažu farmerima?"

Genetske i biotehnološke strategije

Vreme cvetanja regulišu genske mreže koje tumače spoljne signale (temperaturu, dužinu dana). Postoji interes za razvojem sorti sa fleksibilnijim prozorom cvetanja koje bi u toplijim godinama ranije završile ključne faze, izbegavajući ekstremne temperature u fazama formiranja zrna.

Za pšenicu posebno, čak i nekoliko sati sa temperaturama preko 82°F (≈27.8°C) pre cvetanja može smanjiti broj zrna, a temperature iznad 90°F (≈32.2°C) posle cvetanja mogu smanjiti težinu zrna za oko 2% na svakih 2°F (≈1.1°C). Iako alati za uređivanje gena poput CRISPR‑a mogu da ciljaju proteine za oporavak od toplote (heat‑shock proteins), mnogi osobenični klimatski adaptacijski odgovori imaju složenu genetsku osnovu i nisu rešenje „jedan gen — jedno rešenje".

Tradicija oplemenjivanja i brzina promena

Kontrolisani testovi temperaturnog stresa i selekcija ostaju ključni: tradicionalno oplemenjivanje je dokazano rešenje, ali proces razvoja nove komercijalne sorte može potrajati 10–15 godina. Zato stručnjaci smatraju da je nužno kombinovati tradicionalne metode, genomiku i inženjerske pristupe kako bi se brže i pouzdanije dobila otpornost.

Poleganje useva i mehanička otpornost

Ne samo toplota i suša ugrožavaju prinose — i ekstremni vetrovi prave razarajuće štete. Derecho iz 2020. pogodio je Ajovu sa olujama koje su proizvele vetrove nalik uraganu i polegle preko 10 miliona jutara (≈4,05 miliona ha) kukuruza i soje. Poleganje (eng. lodging) označava savijanje ili lom stabla ili korena i često ostane nedovoljno adresirano u programima oplemenjivanja.

Erin Sparks i njen tim istražuju zašto niske, čvršće sorte kukuruza (visine oko 7 stopa u poređenju sa uobičajenih 9–12) pokazuju do 64% veću otpornost na vetar. Otkrili su da je kombinacija niže visine, jačeg stabla i fleksibilnijeg korenskog sistema ključ za apsorbovanje vetrovnih udara — analogno principima seizmičkog inženjeringa.

Šta to znači za poljoprivrednike

Farmeri i dalje donose odluke o sortama i rokovima setve mesecima pre nego što se zna kakva će biti sezona. Važno je da savremena rešenja ponude veću stabilnost prinosa kroz:

• sortne karakteristike sa fleksibilnijim vremenom cvetanja,
• ciljane genetske intervencije u kombinaciji sa tradicionalnim oplemenjivanjem,
• inženjerska rešenja za smanjenje poleganja i mehaničkih oštećenja,
• prilagođavanje prozora setve i agronomskih praksi (preporuka FAO).

Integrisani pristup — od polja do laboratorije — povećava šanse za stabilne prinose u uslovima sve ekstremnije klime. Naučna istraživanja, politika i ulaganja (npr. projekti FAO i Green Climate Fund) pokazuju da pametna ulaganja u klimatski otpornu poljoprivredu mogu imati visoke povrate.

Izvor: adaptirano od originalnog članka objavljenog na Forbes.com