Физиолого-генетические проблемы селекции растений в связи с глобальными изменениями климата

Курсовая работа Тема Физиолого-генетические проблемы селекции растений в связи с глобальными изменениями климата Содержание Введение. Раздел I. Физиологические и экономические исследования.

    1. Влияние повышенной концентрации СО2 на зерновые культуры.
    2. Генетическое управления фотосинтетическим процессом.
    3. Глобальные изменения климата и их влияние на период вегетации растений.
Раздел II. Результаты исследований в Институте физиологии растений и генетики НАН Украины.
газовая горелка

2.1. Действие стрессовых факторов на рост растений. 2.2. Влияние селекции на комплексную устойчивость. 2.3. Поиск путей повышения физиологической устойчивости растений к различным стрессовым факторам. Выводы. Список использованной литературы. Введение Обзор посвящен проблемам, стоящим перед физиологией и селекцией растений в связи с изменениями климатических условий, которые ожидаются в первой половине XXI в. в мире в целом и в Украине в частности. Отмечена необходимость создания новых экологически пластичных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, объединяющие высокую производительность с устойчивостью к резким колебаниям факторов окружающей среды. Объединение усилий физиологов и генетиков в этом направлении будет способствовать более глубокому пониманию лимитирующих звеньев продукционного процесса полевых культур и защитных механизмов растительного организма к действию неблагоприятных факторов,.а также их генно-инженерном или генетическом улучшению, что может ускорить темпы селекции и решение продовольственной проблемы. Проблема обеспечения продуктами питания всегда была и остается одной из кардинальных для человечества, несмотря на значительный глобальный прирост сельскохозяйственной продукции, который имел место на протяжении последних 30 лет. Вместе с тем демографический взрыв в мире, который произошел в середине XX в. и продолжается до сих пор, начал вызывать беспокойство политиков и ученых — биологов растений и экономистов. По оценкам ООН, за прироста населения Земли 1,3% за год уже к 2020 года. Его численность может достичь 8 млрд, то есть увеличиться на 2 млрд человек. Считается, что численность человечества на нашей планете стабилизируется в середине XXI в., Когда она может достичь 10 млрд. Чтобы кормить человечество в будущем при таких темпах роста народонаселения, нужно обеспечивать прирост продовольствия не менее 1,3% в год и к середине XXI в. удвоить урожайность зерновых культур. Сейчас ежегодный прирост производства зерна немного превышает 1,3% в год, однако имеет тенденцию к постепенному снижению из-за ряда причин, среди которых глобальные изменения климата начинают играть все более заметную роль. Последствия этих изменений увеличивают риски для земледелия, что негативно сказывается на стабильности урожаев основных продовольственных культур уже сегодня, и без принятия специальных мер может привести к значительным потерям сельскохозяйственной продукции в будущем. Данные контроля за окружающей средой свидетельствуют, что с начала индустриальной революции в атмосфере постоянно повышается концентрация парниковых газов, большую часть которых составляет углекислый газ. С 1958 его содержание в воздухе вырос почти на 15%, что в значительной степени связано с антропогенной деятельностью. Увеличение концентрации С02 и других сопутствующих газов вызывает парниковый эффект, проявляющийся в повышении температуры окружающей среды. За прошедшее столетие средняя температура на планете выросла примерно на 0,5 ° С. Экстраполяция изменений этих параметров среды во времени дает основания ожидать, что климат на Земле уже в следующие несколько десятилетий может значительно измениться. Исследователи единодушны во мнении, что изменения гидрологических режимов, температуры, осадков и солнечной радиации существенно повлияют на производительность сельского хозяйства и его экономическую эффективность включая изменения в доходности хозяйств, ценах, поставках, спросе, торговли и относительных региональных предпочтениях. Размер и географическое распределение эффектов, вызванных изменениями климата, могут поставить под угрозу расширения производства продовольствия в масштабах, необходимых для удовлетворения потребности в продуктах питания для населения. Считается, что наибольшие негативных последствий несут страны третьего мира. Раздел I. Физиологические и экономические исследования.

    1. Влияние повышенной концентрации СО 2 на зерновые культуры.
Согласно комплексными физиологическими и экономическими исследованиями, влияние изменений климата на глобальном сельскохозяйственное производство будет зависеть от величины самих этих изменений и реализации потенциальных физиологических эффектов повышения концентрации СО, на урожай. Несмотря на определенную неопределенность относительно направления изменений сельскохозяйственного производства в отдельных регионах, до недавнего времени совокупный негативный эффект предполагался незначительным, поскольку считалось, что негативные последствия воздействия погодных условий на урожай в одних регионах будут компенсированы позитивными последствиями в других. Такие прогнозные оценки основывались на результатах исследований, выполненных в фитотронах. Предполагалось, что увеличение концентрации СО в атмосфере ускорять фотосинтез и противодействовать негативным эффектам повышение температуры. Прогнозировалось, что в случае изменения климата без учета положительного влияния повышенной концентрации СО2 на урожай мировое производство зерновых снизится на 11 — 20%, а положительное влияние СО2 компенсирует это снижение до 1 — 8%. Общие изменения мирового производства сельскохозяйственной продукции маскуватимуться неодинаковыми последствиями изменений климата для развитых стран, и развивающихся стран, где это снижение составит 9 — 12%. Однако результаты последних исследований влияния на зерновые культуры повышенных концентраций СО2 в открытых камерах, выполненных в США, Китае и Японии, дают основания утверждать, что убытки мирового производства продовольствия вследствие глобальных изменений климата могут быть намного больше даже самое негативное из предыдущих прогнозов. Согласно данным, полученным в экспериментах FACE (Free Air СО2 Enrichment), для четырех главных зерновых культур — кукурузы, риса, сои и пшеницы — реальный положительный эффект от увеличения концентрации СО2 в атмосфере ожидается наполовину меньше, чем предполагалось. Разрушение озонового слоя, которое прогнозируется для Европы, США, Китая, Индии и значительной части Ближнего Востока до 2050 p., Противодействовать повышению урожая снижением его почти на 20%. Отсюда, даже несмотря на положительное влияние повышенной концентрации СО2 в атмосфере, не удастся избежать общего снижения урожая на 10-15 %. Ожидается также существенное негативное влияние на урожай изменений температурного режима. Согласно последним данным Еврокомиссии, представленными в Лондонском Королевском обществе в 2005 p. , Тропические страны, подобные Индии, из-за изменений климата столкнутся с периодами супервысоких температур — более 40 ° С, которые могут значительно повреждать зерновые культуры, особенно если такие высокие температуры приходиться на период цветения. Вообще культивирование растений при температурах, превышающих оптимальные, приводит к снижению урожая и ухудшению качества зерновой продукции. Снижение урожая из умеренно высокие температуры (35 — 40 ° С) оценивается в среднем в 10 — 15%, главным образом из-за уменьшения массы колоса. Для пшеницы это снижение оценивается в 4% на каждый градус свыше оптимальную температуру, кукурузы — С и для риса — 1%. Под действием повышенной температуры 35 — 36 ° С в течение 3 — 4 дней может измениться наполненность зерна. Крупнейшими термоиндукованимы изменениями являются качественные и количественные изменения белкового состава зерна, приводящие к ухудшению его качества.