June 27, 2024
How wheat and buckwheat respond to drought situations with high CO2 and high temperatures was investigated in the Department of Plant Biology and Ecology of the University of the Basque Country
From left to right Xabier Simón and Jon Miranda. | Photo: Fernando Gómez. UPV/EHU.
Drought, high temperatures and high levels of CO2 resulting from the greenhouse effect are set to jeopardize wheat production. Having analysed various physiological parameters of the plants, researchers from the Department of Plant Biology and Ecology of the University of the Basque Country (UPV/EHU) have confirmed that buckwheat responds better than wheat under these extreme conditions.
The data are clear: future climate conditions could end up becoming extreme. As in the well-known tale Peter and the Wolf, the data are saying that “the wolf is coming”. Atmospheric CO2 has risen exponentially over the last few decades and is set to continue that way for many years to come. As a result of that, the greenhouse effect will intensify; the global temperature could rise by 3 ºC, thereby increasing water shortages in many parts of the planet as well.
So cereals will have to withstand longer and worse periods of drought in the future, along with high CO2 levels and temperatures. These conditions harm conventional cereals, such as wheat, and that could jeopardize the access of millions of people worldwide to food. Unlike the citizens in the tale of Peter and the Wolf, scientists know that climate change is on its way or is already taking place. They do not have an optimistic view in that respect, but they are striving to find remedies for when the “wolf” comes.
In the UPV/EHU’s Department of Plant Biology and Ecology, for example, they are exploring “which alternative cereals may be better able to resist these future conditions”, said the researcher Xabier Simón. “In the future the use of many conventional cereals (wheat, corn, etc.) may be reduced to be replaced by cereals better able to thrive under the new conditions. There you have, for example, buckwheat, sorghum, spelt, etc. So it is essential to find out the capacity of these species to withstand situations of severe drought, high temperatures and high CO2 levels.”
Wheat versus buckwheat
In collaboration with Jon Miranda and Usue Pérez, researchers from the FisioKlima-AgroSosT group, Xabier Simón explored the response of wheat and buckwheat to the anticipated future conditions. “We cultivated the plants of these two species in a growth chamber and controlled the conditions of temperatures, CO2 and drought.” When analysing various physiological parameters of the plants, they found that “buckwheat had the potential to be an alternative cereal to wheat. At high CO2 levels and temperatures, even if there is no drought, certain parameters of wheat were already seen to worsen: the growth of the wheat was restricted whereas that of the buckwheat was not; furthermore, the photosynthesis level of buckwheat increased and that of wheat fell. On the whole, buckwheat was found to respond better than wheat under drought conditions.”
Additional information
This research is part of Xabier Simón Martínez de Goñi’s PhD thesis. The lecturers Usue Pérez-López and Ana Isabel Caño-Delgado are his thesis supervisors.
bibliographic reference
El sarraceno responde mejor que el trigo a las condiciones climáticas del futuro
En el Departamento de Biología Vegetal y Ecología han investigado la respuesta del trigo y el sarraceno en situaciones de sequía con alto nivel de CO2 y temperaturas elevadas
Las condiciones de sequía, temperatura elevada y alto nivel de CO2 que provocará el efecto invernadero pondrán en peligro las producciones de trigo. Investigadores del Departamento de Biología Vegetal y Ecología de la Universidad del País Vasco han comprobado que el sarraceno responde mejor que el trigo en estas condiciones extremas, tras analizar diversos parámetros fisiológicos de las plantas.
Los datos demuestran claramente que las condiciones climáticas futuras podrían llegar a ser extremas. Como ocurre en el cuento de Pedro y el lobo, los datos dicen “que viene el lobo”. El nivel de CO2 en la atmósfera ha aumentado de forma exponencial en las últimas décadas y seguirá así durante varios años. Esto provocará un aumento del efecto invernadero; la temperatura global probablemente subirá 3 °C, lo que intensificará a su vez la escasez de agua en diferentes puntos del planeta.
Por tanto, los cultivos deberán soportar en el futuro periodos de sequía más largos y duros, junto con altos niveles de CO2 y temperaturas elevadas. Estas condiciones perjudican a los cultivos convencionales, como el trigo, lo que podría poner en peligro el acceso de millones de personas en todo el mundo a los alimentos. A diferencia de los habitantes del cuento de Pedro y el lobo, los científicos ya saben que el cambio climático está por llegar o que ya ha llegado. No tienen una visión optimista en este sentido, pero están trabajando de forma incansable con el fin de buscar remedios para cuando venga “el lobo”.
Por ejemplo, en el Departamento de Biología Vegetal y Ecología, de la Universidad del País Vasco se está investigando “a ver qué cultivos alternativos pueden tener más posibilidades de afrontar estas condiciones en el futuro”, como señala el investigador Xabier Simón. Es probable que se reduzca el uso de muchos cultivos convencionales (trigo, maíz...) y que estos sean sustituidos por cultivos que se adapten mejor a las nuevas condiciones. Ahí están, por ejemplo, el trigo sarraceno, el sorgo, la espelta, etc. Por tanto, es fundamental conocer la capacidad de estas especies para soportar condiciones de gran sequía, elevada temperatura y alto nivel de CO2”.
Trigo vs trigo sarraceno
Xabier Simón, en colaboración con Jon Miranda y Usue Pérez, investigadores del grupo FisioKlima-AgroSosT, ha analizado la respuesta del trigo y el sarraceno a las condiciones que se prevén para el futuro: “Hemos introducido en una cámara de cultivo las plantas de estas dos especies, controlando las condiciones de temperatura, CO2 y sequía”. Mediante el análisis de diversos parámetros fisiológicos de las plantas, se ha observado que “el trigo sarraceno tiene potencial para ser un cultivo alternativo al trigo. En condiciones de altas temperaturas y niveles de CO2, aunque no haya sequía, ya se observa que algunos parámetros del trigo empeoran: el crecimiento del trigo se ve limitado, pero no así el del trigo sarraceno; por otra parte, aumenta el nivel de fotosíntesis del trigo sarraceno, mientras que disminuye el del trigo. En general, se ha puesto de manifiesto que en condiciones de sequía el sarraceno responde mejor que el trigo”.
Información complementaria
Este estudio forma parte de la tesis de Xabier Simón Martínez de Goñi. Son directoras de la tesis las profesoras Usue Pérez López y Ana Isabel Caño Delgado.
referencia bibliográfica
Artobeltzak gariak baino hobeto erantzuten die etorkizuneko klima-kondizioei
Gariak eta artobeltzak CO2-maila eta tenperatura altuko lehorte-egoeretan nola erantzuten duten ikertu dute Landareen Biologia eta Ekologia Sailean
Berotegi-efektuak eragingo dituen lehorte, tenperatura eta CO2-maila altuko baldintzek arriskuan jarriko dituzte gari-ekoizpenak. Euskal Herriko Unibertsitateko Landareen Biologia eta Ekologia Saileko ikertzaileek egiaztatu dute artobeltzak gariak baino hobeto erantzuten duela muturreko kondizio horietan, landareen hainbat parametro fisiologiko aztertuta.
Datuek argi uzten dute: etorkizuneko klima-kondizioak muturrekoak izatera irits litezke. Pello eta otsoa ipuin ezagunean bezala, “otsoa badatorrela” esaten dute datuek. Atmosferako CO2-a esponentzialki igo da azken hamarkadetan, eta hala jarraituko du hainbat urtez. Horren ondorioz, berotegi-efektua areagotu egingo da; litekeena da tenperatura globalak 3 °C igotzea, eta, hala, ur-eskasia ere areagotu egingo da planetako hainbat tokitan.
Horrenbestez, laboreek etorkizunean lehorte-garai luzeagoak eta gogorragoak jasan behar izango dituzte, CO2-maila eta tenperatura altuekin batera. Kondizio horiek kalte egiten diete labore konbentzionalei, hala nola gariari, eta horrek arriskuan jar lezake mundu mailan milioika pertsonak elikagaiak eskuratzeko duten aukera. Pello eta otsoaren ipuineko herritarrek ez bezala, zientzialariek badakite klima-aldaketa etorri badatorrela edota dagoeneko gertatzen ari dela. Ez dute ikuspegi baikorrik zentzu horretan, baina buru-belarri ari dira “otsoa” etortzen denerako erremedioak bilatzen.
Euskal Herriko Unibertsitateko Landareen Biologia eta Ekologia Sailean, adibidez, ikertzen ari dira “ea etorkizuneko baldintza horietan zer labore alternatibok izan dezaketen aukera gehiago aurre egiteko —dio Xabier Simón ikertzaileak—. Litekeena da etorkizunean labore konbentzional askoren erabilera murriztea (garia, artoa…), eta haien ordez egoera berrietan hobeto aurrera egiten duten laboreak erabiltzea. Hortxe daude, adibidez, artobeltza, basartoa, espelta eta abar. Beraz, funtsezkoa da jakitea espezie horiek zer gaitasun izango duten lehorte handiko, tenperatura altuko eta CO2-maila handiko egoerak jasateko”.
Garia vs artobeltza
Etorkizunerako aurreikusten diren kondizioetan gariak eta artobeltzak nola erantzuten duten aztertu du Xabier Simónek, Jon Miranda eta Usue Pérez FisioKlima-AgroSosT taldeko ikertzaileekin lankidetzan: “Hazkuntza-ganbera batean hazi ditugu bi espezie horien landareak, tenperaturaren, CO2-aren eta lehortearen baldintzak kontrolatuz”. Landareen hainbat parametro fisiologiko aztertuz ikusi dute “artobeltzak baduela potentziala gariaren ordezko labore alternatibo izateko. CO2-maila eta tenperatura altuetan, lehorterik egon ez arren, jada hautematen da gariaren zenbait parametrok okerrera egiten dutela: gariaren hazkuntza mugatu egiten da, eta artobeltzarena, ordea, ez; bestalde, artobeltzaren fotosintesi-maila handitu egiten da, eta gariarena, txikitu. Oro har, agerian geratu da lehorte-egoeretan artobeltzak hobeto erantzuten duela gariak baino”.
Informazio osagarria
Ikerketa hau Xabier Simón Martínez de Goñiren tesiaren atal bat da. Tesi-zuzendari dira Usue Pérez López eta Ana Isabel Caño Delgado irakasleak.
erreferentzia bibliografikoa
Topics
Species
