Воздействие на овощеводство изменений климата и способы их преодоления

Воздействие на овощеводство изменений климата и способы их преодоления

Автор: Бухаров Александр Федорович, Федосов Александр Юрьевич, Иванова Мария Ивановна

Журнал: Овощи России @vegetables

Рубрика: Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры

Статья в выпуске: 3 (71), 2023 года.

Бесплатный доступ

В обеспечении продовольственной безопасности и питания овощи играют ключевую роль, поскольку продовольственная система переходит от количества продовольствия к качеству рациона и пользе для здоровья. Одной из основных причин низкого производства и снижения средней урожайности большинства овощных культур является изменение климата. Важными ограничивающими факторами в поддержании и повышении урожайности овощных культур являются повышение температуры, снижение доступности воды для орошения, наводнения и засоление. В условиях меняющихся климатических условий неурожаи, снижение качества и рост проблем с вредителями и болезнями становятся обычными явлениями и делают производство овощей низкорентабельным. Поскольку многие физиологические процессы и активность ферментов зависят от температуры, они будут в значительной степени затронуты. Засуха и засоление являются двумя важными последствиями повышения температуры, ухудшающими урожайность овощных культур. Эти последствия изменения климата также влияют на появление вредителей и болезней, взаимодействие хозяина и патогена, распространение и экологию насекомых, время появления, миграцию в новые места и их способность к зимовке, что становится серьезным препятствием для выращивания овощных культур. Для смягчения неблагоприятного воздействия климатических изменений на продуктивность и качество овощных культур необходимо разработать рациональные стратегии адаптации. Акцент должен быть сделан на развитии производственных систем, повышающих эффективность использования воды, адаптированных к жарким и сухим условиям. Технологические приемы, такие как мульчирование растительными остатками и пластиковыми материалами, помогают сохранить влажность почвы. Чрезмерная влажность почвы из-за проливных дождей становится серьезной проблемой, которую можно решить, выращивая культуры на приподнятых грядках. Эффективным способом решения этих проблем является создание генотипов, устойчивых к высоким температурам, влаге, засолению и устойчивости к климатическим условиям, с помощью традиционных и нетрадиционных методов селекции, геномики, биотехнологии и др.

Еще

Абиотические факторы, приспособление, изменение климата, производительность, овощные культуры

Короткий адрес: https://sciup.org/140300104

IDR: 140300104   |   DOI: 10.18619/2072-9146-2023-3-41-49

Список литературы Воздействие на овощеводство изменений климата и способы их преодоления

  • Федосов А.Ю., Меньших А.М., Иванова М.И., Рубцов А.А. Инновационные технологии орошения овощных культур. М., Изд-во Ким Л.А., 2021. 306 с.
  • Федосов А.Ю., Меньших А.М., Иванова М.И. Дефицитное орошение овощных культур. Овощи России. 2022;(3):44-49. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-3-44-499. EDN NGVSRG. [Fedosov A.Yu., Menshikh A.M., Ivanova M.A. Deficient irrigation of vegetable crops. Vegetable crops of Russia. 2022;(3):44-49. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-3-44-49. EDN NGVSRG.]
  • Жученко А.А. Экологическая генетика культурных растений и проблемы агросферы (теория и практика). Т. 1. М., 2004. 688 с. [Zhuchenko A.A. Ecological genetics of cultivated plants and problems of the agrosphere (theory and practice). T. 1. M., 2004. 688 p. (In Russ.)]
  • Назаров П.А., Балеев Д.Н., Иванова М.И., Соколова Л.М., Каракозова М.В. Инфекционные болезни растений: этиология, современное состояние, проблемы и перспективы защиты растений. Acta Naturae (русскоязычная версия). 2020;12,3(46):46-59. [Nazarov P.A., Baleev D.N., Ivanova M.I., Sokolova L.M., Karakozova M.V. Infectious plant diseases: etiology, current state, problems and prospects of plant protection. Acta Naturae (Russian version). 2020;12.3(46):46-59. (In Russ.)]
  • Федосов А.Ю., Меньших А.М., Иванова М.И. Оценка водного следа овощных культур. Овощи России. 2021;(4):57-64. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-4-57-64. EDN QDYYSU. [Fedosov A.Y., Menshikh A.M., Ivanova M.I. Assessment of water footprint of vegetable crops. Vegetable crops of Russia. 2021;(4):57-64. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-4-57-64. EDN QDYYSU.]
  • Огнивцев С.Б. Глобальные климатические изменения, углеродные балансы и влияние на них сельского хозяйства. Актуальные вопросы современной экономики. 2022;(7):238-249. [Ognivtsev S.B. Global climate change, carbon balances and the impact of agriculture on them. Topical issues of modern economy. 2022 (In Russ.)]
  • Hazra P., Samsul H.A., Sikder D., Peter K.V. Breeding tomato (Lycopersicon esculentum Mill) resistant to high temperature stress. International Journal of Plant Breeding. 2007;(1):31-40.
  • Erickson A.N., Markhart A.H. Flower developmental stage and organ sensitivity of bell pepper (Capsicum annuum L.) to elevated temperature. Plant Cell and Environment. 2012;(25):123-130.
  • Arora S.K., Partap P.S., Pandita M.L., Jalal I. Production problems and their possible remedies in vegetable crops. Indian Horticulture. 2010;(32):2-8.
  • Kurtar E.S. Modelling the effect of temperature on seed germination in some cucurbits. African Journal of Biotechnology. 2010;(9):9.
  • Ayyogari K., Sidhya P., Pandit M.K. Impact of climate change on vegetable cultivation - a review. International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology. 2014;(7):145.
  • Солдатенко А.В., Иванова М.И., Бондарева Л.Л., Тареева М.М. Капустные зеленные овощи. М., Изд-во ФГБНУ ФНЦО, 2022. 296 с. ISBN 978-5-901695-89-0. EDN UNSAFI. [Soldatenko A.V., Ivanova M.I., Bondareva L.L., Tareeva M.M. Cabbage green vegetables. M., 2022. 296 p. ISBN 978-5-901695-89-0. EDN UNSAFI. (In Russ.)]
  • Sivakumar R., Nandhitha G.K., Boominathan P. Impact of Drought on Growth Characters and Yield of Contrasting Tomato Genotypes. Madras Agricultural Journal. 2016;(103):78-82.
  • Vadez V., Berger J.D., Warkentin T., Asseng S., Ratnakumar P., et al. Adaptation of grain legumes to climate change: a review. Agronomy for Sustainable Development. 2012;(32):31-44.
  • SrinivasaRao N.K., Bhatt R.M. Responses of tomato to moisture stress: Plant water balance and yield. Plant Physiology and Biochemistry, New Delhi. 2012;(19):36-36.
  • De la Peña R., Hughes J. Improving vegetable productivity in a variable and changing climate. Journal of SAT Agricultural Research. 2007;(4):1-22.
  • Yordanov I., Velikova V., Tsonev T. Plant responses to drought, acclimation, and stress tolerance. Photosynthetica. 2013;(38):171-186.
  • Dias M.C., Brüggemann W. Limitations of photosynthesis in Phaseolus vulgaris under drought stress: gas exchange, chlorophyll fluorescence and Calvin cycle enzymes. Photosynthetica. 2010;(48):96-102.
  • Isopp H., Frehner M., Long S.P., Nösberger J. Sucrose-phosphate synthase responds differently to source-sink relations and to photosynthetic rates: Lolium perenne L. growing at elevated pCO2 in the field. Plant, Cell and Environment. 2008;(23):597-607.
  • Andersen M.N., Asch F., Wu Y., Jensen C.R., Næsted H., et al. Soluble invertase expression is an early target of drought stress during the critical, abortion-sensitive phase of young ovary development in maize. Plant Physiology. 2012;(130):591-604.
  • Cheeseman J.M. Mechanisms of salinity tolerance in plants. Plant physiology. 2008;(87):547-550.
  • Jamil M., Rha E.S. The effect of salinity (NaCl) on the germination and seedling of sugar beet (Beta vulgaris L.) and cabbage (Brassica oleracea var. capitata L.). Korean Journal of Plant Research. 2014;(7):226-232.
  • Lopez M.A.H., Ulery A.L.., Samani Z, Picchioni G., Flynn R.P. Response of chili pepper (Capsicum annuum L.) to salt stress and organic and inorganic nitrogen sources: i. growth and yield. Tropical and Subtropical Agroecosystems. 2011;(14):137-147.
  • Kaymakanova M., Stoeva N., Mincheva T. Salinity and its effects on the physiological response of bean (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Central European Agriculture. 2008;(9):749-756.
  • Parent C., Capelli N., Berger A., Crèvecoeur M., Dat J.F. An overview of plant responses to soil waterlogging. Plant Stress. 2008;(2):20-27.
  • Drew M.C. Plant responses to anaerobic conditions in soil and solution culture. CurrAdv Plant Sci. 2009;(36):1-14.
  • Kawase M. Anatomical and morphological adaptation of plants to waterlogging. HortSci. 2011;(16):30-34.
  • Kuo D.G., Tsay J.S., Chen B.W., Lin P.Y. Screening for flooding tolerance in the genus Lycopersicon. HortSci. 2014;(17):76-78.
  • Kumar S.N. Climate Change and its Impacts on Food and Nutritional Security in India. Agriculture under Climate Change: Threats, Strategies and Policies. 2017;(1):48.
  • Folzer H,, Dat J,F,, Capelli N,, Rieffel D,, Badot P,M, Response of sessile oak seedlings (Quercus petraea) to flooding: an integrated study. Tree physiology. 2006;(26):759-766.
  • Liao C.T., Lin C.H. Effect of flooding stress on photosynthetic activities of Momordica charantia. Plant Physiology and Biochemistry. 2014;(32):479-485.
  • Gibbs J., Greenway H. Mechanisms of anoxia tolerance in plants. I. Growth, survival and anaerobic catabolism. Functional Plant Biology. 2008;(30):1-47.
  • Malik A.I., Colmer T.D., Lambers H., Setter T.L., Schortemeyer M. Short-term waterlogging has long-term effects on the growth and physiology of wheat. New Phytologist. 2012;(153):225-236.
  • Pautasso M., Doring T.F., Garbelotto M., Pellis L., Jeger M.J. Impacts of climate change on plant diseases-opinions and trends. European Journal of Plant Pathology. 2012;(133):295-313.
  • Ванеян С.С., Меньших А.М., Борисов В.А., Маркизов В.А. Влияние режимов орошения и минеральных удобрений на урожайность и сохраняемость свеклы столовой. Картофель и овощи. 2016;(3):15-18. EDN VQFQUV. [Vaneyan S.S., Men'shikh A.M., Borisov V.A.1, Markizov V.A. The impact of irrigation and fertilizers regimes on the yield and storageability of the red beet. Potato and vegetables. 2016;(3):15-18. EDN VQFQUV. (In Russ.)]
  • Jat M.K., Tetarwal A.S. Effect of changing climate on the insect pest population National Seminar on Sustainable Agriculture and Food Security: Challenges in Changing Climate. 2012.
  • Das D.K., Singh J., Vennila S. Emerging crop pest scenario under the impact of climate change-a brief review. Journal of Agricultural Physics. 2011;(11):13-20.
  • Newton A.C., Johnson S.N., Gregory P.J. Implications of climate change for diseases, crop yields and food security. Euphytica. 2011;(179):3-18.
  • Zhou X., Harrington R., Woiwod I.P., Perry J.N., Bale J.S., et al. Effects of temperature on aphid phenology. Global Change Biology. 2014;(1):303-313.
  • Hahn D.A., Denlinger D.L. Meeting the energetic demands of insect diapause: nutrient storage and utilization. Journal of Insect Physiology. 2007;(53):760-773.
  • Harrington R., Fleming R.A., Woiwod I.P. Climate change impacts on insect management and conservation in temperate regions: can they be predicted? Agricultural and Forest Entomology. 2010;(3):233-240.
  • Mboup M., Bahri B., Leconte M., Vallavieille P.D., Kaltz O., et al. Genetic structure and local adaptation of European wheat yellow rust populations: the role of temperature-specific adaptation. Evolutionary applications. 2012;(5):341-352.
  • Harvell C.D., Mitchell C.E., Ward J.R., Altizer S., Dobson A.P., et al. Climate warming and disease risks for terrestrial and marine biota. Science. 2006;(296):2158-2162.
  • Termorshuizen A.J. Climate change and bioinvasiveness of plant pathogens: comparing pathogens from wild and cultivated hosts in the past and the present. Pests and Climate Change. ]2008. pp: 6-9.
  • Boonekamp P.M. Are plant diseases too much ignored in the climate change debate?. European Journal of Plant Pathology. 2012;(133):291-294.
  • Солдатенко В.А., Борисов В.А. Экологическое овощеводство. М., Изд-во ФГБНУ ФНЦО, 2022. 504 с. ISBN 978-5-901695-88-3. EDN HBRGMW. [Soldatenko V.A., Borisov V.A. Ecological vegetable growing. M., 2022. 504 p. (In Russ.) ISBN 978-5-901695-88-3. EDN HBRGMW.]
  • Борисов В.А., Васючков И.Ю., Успенская О.Н. Комплексная оценка различных систем удобрения в экологическом овощеводстве открытого грунта. Агрохимия. 2022;(1):32-38. DOI 10.31857/S0002188122010045. EDN HRXHSX. [Borisov V.A., Vasyuchkov I. Yu., Kolomiets A.A., Uspenskaya O.N., Belova S.V. Effectiveness of vegetable fertilization based on soil and plant diagnostics. Agrohimia. 2022;(1):32-38. DOI 10.31857/S0002188122010045. EDN HRXHSX. (In Russ.)]
  • Lee S.G., Huh Y.C., Sun Z.Y., Miguel A., King S.R., et al. Cucurbit grafting. Crit Rev Plant Sci. 2008;(27):50-74.
  • Martinez Rodriguez M.M., Estan M.T., Moyano E., Garcia Abellan J.O., Flores F.B., et al. The effectiveness of grafting to improve salt tolerance in tomato when an ‘excluder’genotype is used as scion. Environmental and Experimental Botany. 2010;(63):392-401.
  • Bhatt R.M., Rao N.K.S., Harish D.M. Significance of Grafting in Improving Tolerance to Abiotic Stresses in Vegetable Crops Under Climate Change Scenario. In: Climate-Resilient Horticulture: Adaptation and Mitigation Strategies. 2013. pp: 159-175.
  • He Y., Zhu Z., Yang J., Ni X., Zhu B. Grafting increases the salt tolerance of tomato by improvement of photosynthesis and enhancement of antioxidant enzymes activity. Environmental and Experimental Botany. 2009;(66):270-278.
  • Lee J.M., Kubota C., Tsao S.J., Bie Z., Echevarria P.H., et al. Current status of vegetable grafting: Diffusion, grafting techniques, automation. Scientia Horticulturae. 2010;(127):93-105.
  • Yetisir H., Caliskan M.E., Soylu S., Sakar M. Some physiological and growth responses of watermelon [Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. and Nakai] gafted onto Lagenaria siceraria to flooding. Environmental and Experimental Botany. 2006;(58):1-8.
  • Matsubara S (2012) Studies on salt tolerance of vegetables, 3: Salt tolerance of rootstocks. Scientific Reports of the Faculty of Agriculture Okayama University.
  • Abdelmageed A.H., Gruda N., Geyer B. Effects of temperature and grafting on the growth and development of tomato plants under controlled conditions. Rural Poverty Reduction through Research for Development and Transformation. 2014.
  • Altieri M.A., Nicholls C.I., Henao A., Lana M.A. Agroecology and the design of climate change-resilient farming systems. Agronomy for Sustainable Development. 2015;(35):869-890.
  • Foolad M.R., Zhang L.P., Subbiah P. Genetics of drought tolerance during seed germination in tomato: inheritance and QTL mapping. Genome. 2010;(46):536-545.
  • Бухарова А.Р., Бухаров А.Ф. Отдаленная гибридизация овощных пасленовых культур. Монография. Мичуринск, 2008. 274 с. [Bukharova A.R., Bukharov A.F. Remote hybridization of nightshade vegetable crops. Michurinsk, 2008. 274 p. (In Russ.)]
  • Бухаров А.Ф., Бухарова А.Р. Интрогрессия, гетерозис и адаптогенез в селекции перца. Монография. М., 2011. 292 с. [Bukharov A.F., Bukharova A.R. Introgression, heterosis and adaptogenesis in pepper breeding. M., 2011. 292 p. (In Russ.)]]
  • Fooland M.R., Jones R.A. Genetic analysis of salt tolerance during germination in Lycopersicon. Theoretical and Applied Genetics. 2011;(81):321-326.
  • Gur A., Zamir D. Unused natural variation can lift yield barriers in plant breeding. PLoSBiol. 2008;(2):e245.
  • Wang W., Vinocur B., Altman A. Plant responses to drought, salinity and extreme temperatures: towards genetic engineering for stress tolerance. Planta. 2003;(218):1-14.
  • Sung D.Y., Kaplan F., Lee K.J., Guy C.L. Acquired tolerance to temperature extremes. Trends in Plant science. 2003;(8):179-187.
  • Hsieh T.H., Lee J.T., Charng Y.Y., Chan M.T. Tomato plants ectopically expressing Arabidopsis CBF1 show enhanced resistance to water deficit stress. Plant Physiology. 2002;(130):618-626.
  • Пащенко А.И. Каменная Степь. Каменная Степь, 2017. 216 с. [Pashchenko A.I. Stone Steppe. Stone Steppe, 2017. 216 p. (In Russ.)]
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp