Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к снижению качества пшеницы. Неужели мы скоро попрощаемся со вкусными булочками?

Американские ученые впервые показали, что повышение концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к снижению содержания белка в пшенице. Это происходит из-за того, что СО₂ понижает способность растений усваивать достаточное количество азота из почвы.

Наука и жизнь // Иллюстрации

 Переработка азота играет ключевую роль в росте и производительности растений. Нитраты (соли азотной кислоты, содержащие однозарядный анион NO₃⁻) – один из важнейших строительных материалов для синтеза белка не только у растений, но и у нас с вами. В организме человека избыточные нитраты, поступающие с пищей, превращаются в нитриты, которые могут вызвать тяжелейшие отравления и привести к развитию хронических заболеваний, в том числе онкологических. 

Так называемые твердые сорта пшеницы отличаются от мягких высоким содержанием клейковины. Под этим названием объединены ряд запасающих белков. Количество и качество клейковины зависит не только от сорта, но и от условий, в которых выращена пшеница, и последующей после сбора урожая обработки. Наличие клейковины определяет хлебопекарное качество зерна. В соответствии с ГОСТ 9353-90 зерно высшего класса должно содержать 36%, 1-го - 32%, 2-го - 28%, 3-го - 23% и 4-го - 18% клейковины. При сухом, жарком климате её содержание значительно возрастает. Казалось бы, от глобального потепления качество пшеницы должно только повышаться. Однако есть существенное «но».

 В наше время климат меняется под воздействием человека. Один из главных героев этого процесса — углекислый газ. Профессор Арнольд Дж. Блум и его коллеги из Университета Калифорнии оценили содержание белка в широко распространенной по всему миру мягкой пшенице Triticum aestivum, которая была выращена в 1996-1997 годах при разном уровне CO2 в воздухе (над опытными участками распыляли углекислый газ).

Оказалось, что чем выше был уровень углекислого газа, тем ниже содержание белка и азота в зерне. Все это время образцы пшеницы сохранялись в лабораторных условиях в ожидании того, когда в распоряжении ученых появятся методы и приборы, с помощью которых можно будет сделать необходимые анализы и тесты. «Эти результаты полевых исследований согласуются с предыдущими исследованиями, выполненными в лаборатории, которые показали, что есть несколько физиологических механизмов, ответственных за ингибирование углекислым газом усвоения нитратов», – комментирует результаты, опубликованные на днях в журнале «Nature climate change», профессор Блум.  

Содержание белка в Triticum aestivum в норме составляет 10,9%. Чтобы хлеб получался надлежащего качества, рекомендуется использовать муку, содержание белка в которой не менее 11%. Поэтому в пищевой промышленности широко распространена практика обогащения муки за счет продукции из твердых сортов пшеницы. Чем ниже будет уровень белка в муке, тем больше придется добавлять.

Можно пойти другим путем и увеличить дозу азотистых удобрений, чтобы пшеница все-таки добирала необходимое количество азота. Но повышение уровня нитратов в растительной продукции может пагубно сказаться на здоровье человека и животных. Снизить уровень не только азотистых удобрений, но и других химических веществ, без которых сегодня сельскохозяйственные культуры уже не смогут выжить, можно за счет использования трансгенных технологий. Но еще не утихли споры о безопасности ГМО для здоровья человека, хотя ни одного грамотно выполненного исследования, которое бы говорило о том, что трансгены опасны, до сих пор нет.  

В условиях полевых экспериментов, регулируя лишь содержание углекислого газа в воздухе, ученым удалось понизить содержание белка в пшенице на 8%. «Если выбросы углекислого газа в ближайшие десятилетия будут расти, то количество белка, которое может быть усвоено человеком из пшеницы, риса, ячменя снизится на 3%», - такой неутешительный прогноз делает профессор Блум. Это неизбежно приведет к падению качества огромного количества всевозможных продуктов питания.