气候变化对小麦Megraybet雷竞技最新aenvironments的影响
国际玉米和小麦改良中心发展改良小麦种质用于发展中国家和新兴国家,种植小麦的约1.1亿公顷(Lantican et al ., 2005)。雷竞技手机版app解决这些不同的小麦种植面积的需求,国际玉米和小麦改良中心使用megaenvironments的概念(MEs)(拉贾拉姆et al ., 1994)种质资源发展目标。我的定义是广泛的,不一定相邻,区域出现在不止一个国家,经常横贯大陆的,由类似的生物和定义的非生物压力种植系统需求,消费者的偏好,为方便起见,卷的生产。小麦育种的MEs站参与IWIN分配图7.1中给出(Hodson和白色,2007)。种质生成中是非常有用的,对于一个给定的我适应主要强调,尽管它不一定好适应所有明显的二次应力。这些MEs的定义主要基于水分政权(灌溉和旱作)和生长习性,与此相关,温度(春天和兼性和冬天)。小麦区在发展中国家被分配到十二MEs,其中ME1-ME6被雷竞技手机版app归类为春天
冬天
春天
希尔ME2, Hm ME3 ME4 ME5惠普ME6
兼性ME7
冬天
ME10 ME11 ME12
图7.1。CIMMYT小麦生产和育种目标定义mega-environments (MEs)。
小麦环境,ME7-ME9兼性和ME10-ME12冬小麦环境。由于每个我对应于一个独一无二的结合这些参数,每一个往往是与一组特征的非生物和生物相关的压力(布劳恩et al ., 1996)。
Hodson和白色(2007)扩展分类标准小麦MEs通过引入额外的地理空间数据和讨论了全球气候变化对小麦的影响(Hodson和白色,2007 b)。raybet雷竞技最新表7.2总结了气候变化对各种MEs的预期影响。raybet雷竞技最新在ME1-ME5预计最大的影响,这包括亚热带热带地区春小麦。估计有900万公顷的小麦在这些地区目前经验产量损失热应力(Lillemo et al ., 2005)。通常分为ME5 heat-stressed环境,细分为主要潮湿或干燥条件(ME5A和ME5B)。小麦地区已经在耐热性的限制,例如在东部恒河平原尼泊尔、印度和孟加拉国,最有可能受到影响,可能会看到大量的面积减少。同样,在变暖,大面积ME1将过渡到ME5,说明了Hodson和白色(第13章,这个体积,图13.3)。对组织的积极影响,但是,预计从CO2-driven增加生产力,伴随着提高水资源效率。
高海拔、高降雨环境(ME2A)会减少区域海拔乐队为小麦是流离失所的向上提供合适的温度。一个农业气候研究埃塞俄比亚(白色et al ., 2001)认为当前小麦面积很大程度上是由高温分隔开的,气候变暖将大大减少该地区适合小麦。如果目前种植品种的耐热性可以增强2°C,小麦区外围的高地可能几乎翻了一番。巴西的酸性土壤地区(ME3)气温上升将进一步增加压力ME5相似。从全球气候变化最严重的负面影响为ME4预计。raybet雷竞技最新干旱和高温常,这种变暖的结合和水赤字可能导致低降雨量ME4地区变得不适合小麦产量。气温上升2°C这种趋势可能会部分抵消CO2-driven增加生产力和中水回用效率。
酷高纬度地区春小麦地区高于45°N ME6哈萨克斯坦,西伯利亚,中国、美国和加拿大可能受益于全球气候变化的影响。raybet雷竞技最新温度应该允许早播种,减少在弗罗斯特的机会。一些地区可能转换为更有效率冬季小麦(ME10-ME12)诱使冻死下降的风险。这已经发生在俄罗斯,冬天比传统的春小麦地区春小麦种植今天(人工智能Morgounov,土耳其,2009,个人沟通)。一个向更北的地区扩张也可能(Ortiz et al ., 2008)。由于在ME6低温,有利影响的二氧化碳在生产力和中水回用效率很可能。
地区兼性小麦(ME7-ME9),中间是春季和冬季小麦,主导应该成为更适合春天秋天到冬天播种的小麦作为冷伤害减少的风险。一些ME7地区将增长culti-vars适应组织。对产量潜力的影响在这些环境中更不确定,但由于生长季节将会缩短,这可能为作物多样化打开新选项。
表7.3提供了估计的平均温度增加对粮食产量的影响小麦、玉米和大米。数据提取来自东方国家的人et al。(2007)。在高纬度地区、三个谷物产量将增加或保持不变,如果采取适应措施,诸如品种变化、改变播种日期和旱作和灌溉系统的转变。没有这些措施,所有三个作物的产量会稍微下降3 - 5°C温度升高的场景。在低纬度网站,几乎所有的小麦、水稻和玉米在发展中国家生产,没有适应措施产量估计减少与气温上升三个作物。雷竞技手机版app不同产量减少
表7.2。mega-environments分类(MEs)使用的国际玉米和小麦改良中心全球玉米项目,国际玉米和小麦改良中心的全球小麦项目使用定性(ME1-ME12)和地理条件(ME1-ME6)。
纬度(N和S)
小麦面积(百万公顷)
Criteriaa
播种时间
主要的生物和非生物stresses0
代表我的变化由于气候变化和conse-locations /地区queraybet雷竞技最新nces种质发展”
春小麦
32.0
低降雨灌溉;连续最酷的季度(3个月)平均最低温度> 3°C, < 11°C
高在夏季降雨;潮湿的季度平均最低温度
> 3°C, < 16°C;潮湿的季度(3个最潮湿的个月)降水> 250 mm;海拔> 1400
高降雨量在冬天;最酷的季度平均最低温度
高降雨量和酸性土壤pH值(< 5.2);raybet雷竞技最新气候在ME2,
温和的秋天
住宿、SR、LR、年KB,链格孢属。
温和的秋天
住宿、发芽、SR、LR、年,KB,链格孢属spp, Septoria spp。下午,RDC,比亚迪
温带秋天ME2A
温和的秋天
至于ME2A +酸性土壤
雅基河山谷,N -气温上升导致大面积发展
墨西哥;ME5;N -亚热带地区降水量的减少
印度河流域、区域限制灌溉;补充灌溉
巴基斯坦;结果在临时干旱时间要求
恒河的种质和高产耐干旱
硅谷、印度;(适应组织和ME4);P -减少灌溉
尼罗河谷,由于二氧化碳升高对水资源的影响
埃及效率;N -增加昆虫的问题
高原东部N -气温上升导致一些地区发展
非洲和ME5;N -地区降水减少的结果
墨西哥,安第斯山脉ME4进化
地中海U -的降水变化在将海岸地区,里海变量的影响;N -频率的极端气候海洋多年来增加raybet雷竞技最新产量潜力高要求种质的,大范围的干旱抗病性和宽容
帕苏风杜,N -气温上升导致大面积发展巴西ME5;U -地区的降水变化将变量的影响
继续
纬度小麦播种面积温度
我(N和S)(百万公顷)Criteria2 regimeb时间
4 < 40°10.0低降雨量,冬季降雨温带秋季占主导地位;最酷的季度平均最低温度> 3°C,
< 11°C;潮湿的季降水量> 100毫米,
4 b < 40°5.8低降雨量,夏季温和秋季降水占主导地位;最酷的季度平均最低温度
> 3°C, < 11°C;潮湿的季度降水
4 c < 40°5.8主要剩余水分;炎热的秋天最酷的季度平均最低温度
> 12°C, < 18°C;潮湿的季度降水
5 < 40°3.9高降雨/灌溉,热秋天潮湿;最酷的季度平均最低温度> 11°C,
5 b < 40°3.2灌溉,低湿度;炎热的秋天最酷的季度平均最低温度
主要的生物和代表我由于气候变化而变化conse-abiotic stresses0地点/区域quenceraybet雷竞技最新s种质发展”
年干旱,Septoria spp, LR、SR、RDC,黑森飞,跟叶蜂,害虫
Settat,摩洛哥;N -温度上升加剧水赤字,
阿勒颇,叙利亚;进一步降低产量或生产
迪亚巴克尔,不经济;P -水减少赤字
土耳其的影响高有限公司中水回用效率
干旱、Septoria spp、LR、SR、镰刀菌素。
马科斯华雷斯,N -降雨模式的变化可能会增加阿根廷干旱风险
干旱、热印多尔,印度苗期和谷物填充,SR
U -地区的降水变化\变量的影响
我有
热量,发芽,恒河的N -东部气温上升导致大面积成为Helmintho——平原在尼泊尔,不适合小麦种植制度和sporium spp。印度、农艺实践允许早期播种小麦
镰刀菌素spp,孟加拉国;最重要的;N -生物应力增加;U -巴西、玻利维亚Londrina,二氧化碳可能提高水资源效率升高,但巴西和巴拉圭相同的机制意味着增加树冠小麦爆炸温度,这将可能加剧热应力
热、SR、LR杰济拉,苏丹;N -气温上升导致大面积成为卡诺,尼日利亚不适合小麦;N -生物应力增加;U - co2升高可能提高水资源效率,但相同的机制意味着增加冠层温度,这可能会加剧热应力
11.0 > 45°温和多雨/夏天占主导地位;高纬度45°N;最酷的季度平均最低温度< -13°C;最热的季度平均最低温度> 9°C
兼性小麦
灌溉
温和的冷
秋天
灌溉,通常只有补充灌溉
温和的冷
秋天
> 600毫米降雨量;媒介冷
温和的冷
秋天
> 600毫米的降雨
温和的秋天冷棕褐色,黑森飞,FHB,光周期敏感性
西伯利亚;哈尔滨,中国
P -气温上升使小麦产量在高纬度地区小麦面积扩张的可能性;P延长生长季节允许边缘地区成为生产力;P -减少的风险冻死允许转换效率冬小麦
河南,中国
土耳其;伊朗;中亚;阿富汗
年,Septoria spp点,FHB RDC,光周期敏感性
智利人,智利
过渡区和跟踪,土耳其
U -减少冷应激允许autumn-sown春小麦生长,可能减少产量潜力但缩短生长期为多元化种植制度提供更多选择;P -减少灌溉由于升高co2对中水回用效率的影响
U -减少冷应激允许autumn-sown春小麦生长,可能减少产量潜力但缩短生长期为多元化种植制度提供更多选择;P -减少灌溉导致二氧化碳升高对中水回用效率的影响;N -补充灌溉提供临时暴露在干旱需要适应ME7和ME9种质
U -减少冷应激允许种植春小麦,可能减少产量潜力但缩短生长期;U -生物应力增加
U -地区的降水变化将变量的影响;N -频率的极端气候越冬的增加产量raybet雷竞技最新潜力高要求种质的,大范围的干旱抗病性和宽容
继续
表7.2。继续
纬度小麦面积
温度播种政权”
时间
低降雨量< 400 mm,温和的冬季和春季降雨冷占主导地位
秋天
冬小麦
灌溉
严寒秋天
经常补充严寒秋天灌溉
区域在高降雨或灌溉,发达国家漫长的赛季微不足道雷竞技手机版app
区域在高降雨或灌溉,发达国家短赛季微不足道雷竞技手机版app
严寒秋天
严寒秋天
主要的生物和代表我由于气候变化而变化conse-abiotic stresses0地点/区域quenceraybet雷竞技最新s forgermplasm发展”
干旱、冷、热西部和中部U -减少冷应激使春小麦增长,粮食填满,年,亚洲;北可能减少产量潜力但缩短
CB、LR、SR、非洲(主要是生长季节;sunnpest U -降水量的变化、RDC non-dwarf模式的地区将变量的影响;P -
线虫品种种植)减少水赤字通过升高的影响
二氧化碳在中水回用效率;N -温度上升加剧水赤字,进一步降低产量或生产不经济
冻死,年,LR,北京P -暖冬减少冻死的严重性,点,比亚迪增加产量;N -温暖的春天和夏天加速灌浆期;P -减少灌溉由于升高的影响有限,对中水回用效率
冻死,年、SR、比亚迪、CB LS, RDC, sunnpest Nem
土耳其;伊朗;中亚
中欧和西欧;美国西北
P -暖冬减少冻死的严重性,提高产量;N -温暖的春天和夏天加速灌浆期;P -减少灌溉由于升高co2对中水回用效率的影响
P -暖冬减少冻死的严重性
冻死、发芽、LR、SR、点,FHB, Septoria spp。比亚迪
东南部
欧洲、北韩、中国
P -暖冬减少冻死的严重性
低降雨量在300年秋天严寒冻死,
安卡拉,土耳其;P -暖冬减少冻死的严重程度;P -
和450毫米的干旱,热量在谷物填充,缺锌,年,SR, CB, sunnpest Nem, RDC
西部和中亚(在土耳其和伊朗主要是non-dwarf品种生长);中国
减少水赤字通过二氧化碳升高对中水回用效率的影响;N -年严重干旱频率增加;N -增加昆虫的问题
水分政权是指降雨之前和期间作物周期。高,> 500 mm;温度低,< 500 mm. b政权:热,最酷的月平均气温> 17.5°C;冷,< 5.0°C。
c生物应力:比亚迪、大麦黄矮;CB,常见的短打;FHB,镰刀菌素头枯萎;局部腥黑穗病KB,影响;LR、叶或棕色生锈;LS、松散黑穗病=根病变线虫;点,白粉病;RDC,根疾病复杂;老茎或黑色生锈;年,条纹或黄色生锈。 d Change in ME: N, negative; P, positive; U, unknown (adopted from Hodson and White, 2007b).
黑粉菌属tritic;Nem,谷物囊肿
表7.3。平均灵敏度谷物产量(表示为%增加(+)或减少(-)的当前收益率)温度升高对玉米、小麦和大米来自69篇论文。网站被指定为低纬度或高纬度和中期实验分为(+)或没有(-)适应措施来补偿温度升高(见东方国家的人等等。2007的完整列表引用)。
高纬度地区网站中期低纬度的网站
温度升高(°C)温度升高(°C)
表7.3。平均灵敏度谷物产量(表示为%增加(+)或减少(-)的当前收益率)温度升高对玉米、小麦和大米来自69篇论文。网站被指定为低纬度或高纬度和中期实验分为(+)或没有(-)适应措施来补偿温度升高(见东方国家的人等等。2007的完整列表引用)。
高纬度地区网站中期低纬度的网站
温度升高(°C)温度升高(°C)
作物 |
适应measuresa |
1 - 2 |
2 - 3 |
3 - 5 |
1 - 2 |
2 - 3 |
3 - 5 |
小麦 |
+ |
20. |
18 |
5 |
7 |
-14年 |
-25年 |
- - - - - - |
5 |
5 |
-18年 |
4 |
-24年 |
-40年 |
|
区别 |
15 |
13 |
23 |
11 |
10 |
15 |
|
玉米 |
+ |
10 |
0 |
0 |
6 |
0 |
-10年 |
- - - - - - |
0 |
3 |
9 |
7 |
-20年 |
-35年 |
|
区别 |
10 |
3 |
9 |
13 |
20. |
25 |
|
大米 |
+ |
7 |
20. |
6 |
10 |
15 |
0 |
- - - - - - |
0 |
5 |
9 |
2 |
8 |
-20年 |
|
区别 |
7 |
15 |
15 |
12 |
23 |
20. |
这些研究变化的适应措施播种日期、品种的变化,以及变化旱作和灌溉条件。研究跨度范围的降水变化和二氧化碳浓度,显然他们代表未来如何改变不同的气候多样性。raybet雷竞技最新
这些研究变化的适应措施播种日期、品种的变化,以及变化旱作和灌溉条件。研究跨度范围的降水变化和二氧化碳浓度,显然他们代表未来如何改变不同的气候多样性。raybet雷竞技最新
2%大米当温度增加2°C到40%的小麦,应该温度增加5°C。与适应措施,增加2°C将提高三大谷类作物的产量。5°C温度升高对水稻产量没有影响,但将玉米产量平均减少10%,小麦产量25%。三在所有三个温度情况下,作物适应措施将增加产量平均10 - 25%相比,产量没有适应措施。
静态的定义我的缺点是它没有考虑这一事实MEs往往从每年和波动在天气模式。尤其是对位置ME2,这是很重要的(高降雨量春小麦)和ME4(旱作春小麦低降雨量)而且ME1(灌溉)和ME5(灌溉高温)。ME2,或ME4条件的频率之间经历了不同的位置。raybet雷竞技最新气候变化可能带来的风暴的强度和频率增加,干旱和洪水、极端天气、改变水文周期和沉淀(Ortiz et al ., 2008)。这样的气候raybet雷竞技最新脆弱性将威胁到农业系统的可持续性,particu拉尔在发展中国家。广泛的适应性、耐压力的品种,加上可持续作物和自然资源管理将提供意味着农民应对气候变化和全球消费者受益。raybet雷竞技最新
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