Klimat i produkcja nasion: jakie prognozy do 2100 roku?

Przygotowując prognozy do roku 2100, badania realizowane przez FNPSMS we współpracy z instytutem technicznym Arvalis oparto we Francji na trzech modelach klimatycznych, od najbardziej pesymistycznego po najbardziej optymistyczny pod względem przyszłych temperatur i opadów. Narzędzia te dostarczają także danych dotyczących nasłonecznienia, co pozwala ocenić wpływ obserwowanych tendencji na produkcję nasion kukurydzy i już teraz wskazać możliwe kierunki działań.

„Tak jak w analizie danych z minionych okresów, prowadzonej w latach od 2021 do 2024 i obejmującej cztery minione dekady, nowe symulacje badają wpływ klimatu na najbardziej wrażliwe etapy rozwoju kukurydzy — przede wszystkim mejozę i kwitnienie — mówi Régis Doucet z Arvalis. Nie należy ich jednak traktować jako dokładnych prognoz, a raczej jako ogólne kierunki zmian ryzyka w zależności od przyjętych scenariuszy.”

Niezależnie od wybranego modelu, jednym z głównych spostrzeżeń jest wyraźne przyspieszenie rozwoju roślin. „Przy zachowaniu tej samej daty siewu oznacza to wcześniejsze kwitnienie o 2–4 dni w bliskiej przyszłości (2040–2060) oraz o 9–12 dni w dalszej przyszłości (2060–2080)” — wyjaśnia. „Również osiągnięcie dojrzałości fizjologicznej nastąpi wcześniej — od 3 do 20 dni, zależnie od analizowanego terminu. Kolejną zmianą jest skrócenie czasu dosuszania (desykacji) ziarna: z obecnych 18 dni do około 12 dni według prognoz.”

Zmiany w przebiegu cyklu rozwojowego wpływają na okresy wrażliwości kukurydzy na różne zjawiska klimatyczne (wiosenne przymrozki, niedobór wody, fale upałów…). „O ile ryzyko niskich temperatur wiosną stopniowo maleje, a miejscami może wręcz zaniknąć, o tyle zagrożenie wystąpieniem coraz wyższych temperatur latem rośnie — zwłaszcza po roku 2060. W perspektywie bardzo odległej, między 2080 a 2100 rokiem, ryzyko to może nawet wzrosnąć dwukrotnie (zob. tabela poniżej)” — wskazuje Régis Doucet. Należy jednak pamiętać, że zmianom średnich wartości ryzyka często towarzyszy zwiększenie zmienności między poszczególnymi latami. „Dotyczy to szczególnie ekstremalnie wysokich temperatur letnich, które w produkcji nasiennej mogą poważnie ograniczać ilość produkowanego pyłku oraz jego żywotność” — dodaje.

Zmiany długości okresów wrażliwości na czynniki klimatyczne oraz średnie ryzyko w poszczególnych okresach dla różnych typów zagrożeń klimatycznych w latach 1980–2100.
Dane klimatyczne: scenariusz SSP5-8.5 – model CNRM-ALADIN63.i

(Źródło: Badanie dotyczące wpływu zmian klimatycznych i odporności uprawy kukurydzy nasiennej).

Wyniki uzyskane dla „aktualnych” praktyk uprawowych wskazują, że trzeba rozważyć strategie adaptacyjne na przyszłość, aby ograniczyć ryzyko dla produkcji nasion kukurydzy.  Jak zauważa Régis Doucet: „istnieją trzy rodzaje środków adaptacyjnych: techniczne, genetyczne i geograficzne. Środki techniczne polegają głównie na dostosowaniu metod uprawy, zwłaszcza zmianie terminu siewu. Aby ocenić jego wpływ, w badaniu przyjęliśmy strategię przyspieszenia siewu o około 10 dni co 20 lat, przy zachowaniu tej samej wczesności odmian i przy założeniu, że dostęp do wody poprzez nawadnianie nie stanowi ograniczenia. W rezultacie zmieniają się cykle rozwojowe oraz przesuwają się fazy wrażliwe (mejoza i kwitnienie) na okresy przed najgorętszymi miesiącami letnimi — co stanowi formę unikania dni z największą falą upałów. To przesunięcie jednak przyspiesza również dojrzewanie kolb, ponieważ odbywa się w czasie, gdy temperatury są najwyższe.  Z drugiej strony, wcześniejsze siewy zwiększają także ryzyko wystąpienia niskich temperatur w początkowej fazie kwitnienia.”

Zmiana terminu osiągania kluczowych stadiów rozwojowych uprawy kukurydzy nasiennej w latach 1980–2100 przy założeniu przyspieszenia daty siewu. Tuluza, odmiana średnio-wczesna dojrzewająca, siewy zmienne –
scenariusz SSP5‑8.5 – model CNRM‑ALADIN63

„Jeśli chodzi o aspekty genetyczne, ich analiza w kontekście produkcji nasion jest trudniejsza– przyznaje ekspert. Tolerancje na różne stresy abiotyczne, którymi odznaczają się hybrydy, nie zawsze występują u wszystkich rodziców. Dodatkowo wybór odmian regulowany jest przez umowy produkcyjne, co ogranicza możliwość dostosowania wczesności odmian. W kwestii poszukiwania nowych obszarów produkcji, proces ten już trwa – zarówno we Francji, jak i w Europie, chodzi o dopasowanie wczesności odmian do lokalnych warunków klimatycznych, by zmniejszyć ryzyko i zapewnić wymagany wolumen nasion.”

„W połączeniu z wykorzystaniem dostępnych już technologii oraz nadchodzących przełomowych innowacji, te adaptacje stanowią ważny instrument zapewniający trwałość produkcji nasion kukurydzy w perspektywie średnio- i długoterminowej -podsumowuje ekspert.”