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Nature:未来,粮食会变得更没营养

Nature:未来,粮食会变得更没营养

未来地球大气中的二氧化碳含量可能会远远高于当前的水平。很多人一直在研究这一后果对地球上农作物的生长意味着什么。日前,科学家发布了一篇论文,指出地球上一些最重要的农作物如果生长在那样的大气条件中,它们所包含的一些关键营养成分可能会降低。

研究者进行了一系列实验,观测当空气中的二氧化碳浓度突破500ppm时(当前全球平均二氧化碳浓度在400ppm左右)农作物的生长情况,实验观测的农作物包括水稻、小麦、豌豆以及一些其他作物。

哈佛大学公共卫生学院研究员萨穆尔•迈尔斯(Samuel Myers)表示,这些实验都是在露天田地上进行的,“只不过我们在这些田地周围装上了一圈圈二氧化碳喷气设备。”这些喷气设备释放出的二氧化碳正好可以保证田地周边空气中的二氧化碳浓度达到40-60年后它们几乎肯定要经历的“未来”环境。

总体上,实验显示出当空气中的二氧化碳浓度上升,农作物的生长速度会变快,产量通常比传统大气条件中生长的农作物提高10%。

但迈尔斯与他的同事们进行了更进一步研究,他们不仅检查了农作物的产量,也检查了它们的质量。

迈尔斯称:“我们发现这些农作物中的一些营养成分例如铁、锌与蛋白质的含量出现了5%-10%的下降。”

等合作的二氧化碳浓度提升实验场景

美国农业部和伊利诺伊大学等合作的二氧化碳浓度提升实验场景。

迈尔斯并不确定这一现象的原因。一种理论认为,当一株作物上长出了更多谷物或豆子,那么每株作物里含有的营养成分便被“稀释”了。

不管造成这种现象的原因是什么,迈尔斯认为这带来显著的影响,而且将是有害的。

当前全球已经有大约20亿人口的日常饮食缺乏铁与锌的摄入,这会对他们的健康带来不利影响。缺锌会影响儿童免疫系统发挥正常功能,让他们更容易感染传染病,最终导致儿童死亡率上升。而缺铁会造成儿童智商下降,也会提高母亲分娩时的死亡率。

如果将来随着大气中二氧化碳浓度的提高,使一些世界上最重要农作物的营养成分下降,迈尔斯称,这可能会使当前的问题愈发恶化。

近年来,缺铁与缺锌的问题也受到越来越多的关注。

最理想的解决方式是让人们能吃到更多种类的食物,毕竟全球一些主要农作物(尤其是稻米和玉米)即使在二氧化碳浓度维持当前水平的情况下也无法为人们提供足够的铁与锌。然而实际中,这些主粮依然是许多人赖以生存的基础,因为他们根本负担不起其他的食物。

一项名为“HarvestPlus”的国际项目致力于通过作物育种培育出含有更高营养成分的新作物。该项目已经成功培育出一系列高锌的大米与小麦品种。

但美国农业部下属的位于休斯顿的儿童营养研究中心研究员迈克尔•格鲁萨克(Michael Grusak)指出,实践证明提高农作物中的营养含量是非常困难的,尤其是提高铁含量。“如果空气中的二氧化碳浓度或其他大气因素的变化朝着不利于我们的方向发展,这会让提高农作物中营养成分的工作变得愈发艰难。”

这篇论文刊载于本月的《自然》(Nature)杂志。

原文检索:

Samuel S. Myers, Antonella Zanobetti, Itai Kloog, Peter Huybers, Andrew D. B. Leakey, Arnold J. Bloom, Eli Carlisle, Lee H. Dietterich, Glenn Fitzgerald, Toshihiro Hasegawa, N. Michele Holbrook, Randall L. Nelson, Michael J. Ottman, Victor Raboy, Hidemitsu Sakai, Karla A. Sartor, Joel Schwartz, Saman Seneweera, Michael Tausz& Yasuhiro Usui. Increasing CO2 threatens human nutrition. Nature, 07 May 2014; doi:10.1038/nature13179

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