Всесторонний обзор зерновых бобовых культур как климатически устойчивых культур: проблемы и перспективы

К середине XXI века мировое производство продовольствия необходимо удвоить, чтобы обеспечить продовольственную и пищевую безопасность 9 миллиардов человек, особенно в условиях таких серьезных вызовов, как деградация земель, дефицит воды и загрязнение окружающей среды. Изменение климата проявляется во всем мире вследствие экспоненциального роста концентрации углекислого газа в атмосфере (eCO2) и температуры (eT). Это создает дополнительные трудности для достижения устойчивой продовольственной безопасности. Зерновые бобовые культуры являются важными источниками пищевого белка и оказывают многогранное воздействие на экосистемные услуги. Поскольку зерновые бобовые культуры относятся к растениям типа C3, изменение климата, в частности повышение концентрации CO2 (eCO2), обычно оказывает на их физиологию и продуктивность более положительное влияние по сравнению с зерновыми культурами типа C4. Зерновые бобовые культуры способны направлять фотосинтаты из надземных органов в подземные, такие как корни и клубеньки, что способствует увеличению биомассы растений, активности в ризосфере и эффективности использования воды и питательных веществ. Однако влияние повышенной температуры (eT) на зерновые бобовые культуры не всегда благоприятно. Высокая температура, особенно в репродуктивную фазу, крайне вредна, поскольку вызывает абортивное опадение цветков и аномальное формирование бобов. Кроме того, eT снижает продуктивность зерновых бобовых культур вследствие повышения испарительного спроса, нарушения ассоциаций между корнями и микроорганизмами и усиления поражения вредителями. Поэтому для успешного выращивания зерновых бобовых культур и достижения целевой урожайности в изменяющихся климатических условиях необходимо интегрировать агрономические и генетические методы. Целенаправленные селекционные программы должны быть ориентированы на отбор высокоурожайных генотипов зерновых бобовых культур, устойчивых к биотическим и толерантных к абиотическим стрессам, а также адаптированных к условиям eCO2 и eT. Кроме того, включение зерновых бобовых культур с желательными признаками в системы производства продовольствия может повысить устойчивость к изменению климата. В этом всестороннем обзоре подробно обсуждается влияние изменения климата (eCO2 и eT) на надземный и подземный рост растений, продуктивность, эффективность использования воды, а также выраженность болезней и поражения вредителями. Далее,...