Если рис во время роста просидит в затопленном поле неделю, половина урожая будет потеряна. Исследователи назвали страны, которые пострадают от наводнений на рисовых полях сильнее всего, а также акцентировали внимание на важность селекционной работы по выведению сортов риса, устойчивых к затоплению.
Рис является основным продуктом питания для более чем половины населения мира. В Китае он обеспечивает более 65% населения и обеспечивает около 40% калорийности рациона жителей страны. Однако в глобальном масштабе участившиеся стихийные бедствия, связанные с климатом, такие как засухи и наводнения, оказывают существенное давление на урожайность риса, что исторически приводило к голоду, дефициту поставок и волатильности региональных цен.
Исследования показывают, что по мере ускорения изменения климата, усиливающего экстремальные погодные явления, стабильность будущего производства риса находится под сильным давлением, и это касается не только засухи. Так, потери риса от сильных наводнений уже составили около 4,3%, или 18 миллионов тонн риса в год, в период с 1980 по 2015 год, и в будущем проблема будет только нарастать.
Хотя рис является полуводной культурой, которая выигрывает от контролируемого затопления — такого как орошение или мелкое затопление на ранних стадиях роста — неконтролируемые или сильные наводнения могут существенно снизить урожайность. Наводнение в Юго-Восточной Азии 2011 года уничтожило более 1 миллиона гектаров риса в Таиланде, 0,4 миллиона гектаров в Камбодже и на Филиппинах и 0,3 миллиона га в Мьянме.
Во время фазы роста наводнение ограничивает количество кислорода и солнечного света, доступных растениям, тем самым подавляя фотосинтез и физически вытесняя растения риса высокоскоростными потоками, особенно во время внезапных паводков. На стадии сбора урожая паводковые воды усложняют доступ к полям, делая уборку особенно сложной.
В исследовании Стэнфордского университета, опубликованного в журнале Science Advances, ученые определили события, вызывающие гибель риса, когда глубина паводка равна или превышает высоту урожая в течение как минимум 7 дней. Процент потери урожая риса увеличивается примерно до 50%. Также они разработали модель прогнозов и проверили ее точность.
«Мы отобрали ряд исторических наводнений по всему миру, вызвавших гибель риса, из правительственных записей, новостных сообщений и опубликованной литературы. Сравнение между сообщенными районами выращивания риса, пострадавшими от наводнения, и нашими моделированными результатами показывает сильное соответствие, что указывает на согласованность между сообщенными данными и моделируемыми масштабами наводнения.
В Индии, втором по величине производителе риса в мире (196 миллионов тонн в 2022 году), наши моделирования наводнений близко совпали с сообщенными данными. Наводнения в Индии 2008 года привели к повреждению 1 миллиона га рисовых полей с июня по сентябрь. Наша модель оценила 1,03 миллиона га с погрешностью в 3%. Другое важное событие, наводнение в Индии 1987 года, повредило около 0,7 миллиона гектаров риса, при этом наша модель оценила 0,8 миллиона га.
Для самого сильного наводнения в Китае, крупнейшем в мире производителе риса (210 миллионов тонн в 2022 году), наша модель правильно определяет эти разрушительные события, но предсказывает немного более высокие площади, пострадавшие от наводнения, чем сообщалось. Разрушительное наводнение 1998 года в Китае произошло в июле и августе, совпав со сбором урожая риса, затронув около 3 миллионов га рисовых полей. Наша модель оценила 3,3 миллиона га — на 10% выше, чем сообщалось. Более того, наводнение в Китае 1991 года, второе по величине, затронуло 2,8 миллиона га сельскохозяйственных угодий, включая провинции Аньхой, Цзянсу и Хунань, основные районы выращивания риса в стране. Сообщаемая площадь выращивания риса, пострадавшая от наводнения, составила 2 миллиона га, тогда как наша модель определила 2,5 миллиона га, что на 27% больше», - говорит ведущий автор исследования Чжи Ли, который работал над исследованием в качестве постдокторанта в лаборатории Стивена Горелика в Стэнфорде и недавно присоединился к преподавательскому составу Университета Колорадо в Боулдере.
Исследователи применили свою модель в глобальном масштабе, чтобы охарактеризовать ключевые особенности глобальных наводнений, убивающих рис, в основных странах-производителях. Чтобы охватить последствия в различных масштабах, они агрегировали данные, включая стадии роста риса, урожайность и др., как на уровне бассейна, так и на уровне страны/региона.
Согласно прогнозам модели, в ближайшие несколько десятилетий самая экстремальная неделя осадков в бассейнах крупнейших рек мира, где выращивают рис, может принести на 13% больше осадков по сравнению со средним показателем для этих регионов за базовый период 1980–2015 годов.
К регионам самого высокого риска относятся бассейн реки Сабармати в Индии, где наблюдаются самые продолжительные наводнения, вызывающие гибель риса, а также Северная Корея, Индонезия, Китай, Филиппины и Непал, где последствия наводнений, вызывающих гибель риса, наиболее сильно возросли за последние десятилетия. Наибольшие потери ожидаются в Северной Корее, Восточном Китае и индийской Западной Бенгалии.
По мнению исследователей, этим регионам следует внедрять устойчивые к затоплению сорта риса, а селекционерам, соответственно, уделить внимание таким линиям. Однако, есть и исключения, такие как бассейн реки Пеннар в Индии, где наводнения, по-видимому, способствуют повышению урожайности риса. По мнению авторов, это может быть связано с жарким и сухим климатом, который позволяет застоявшимся паводковым водам быстро испаряться.
В целом, результаты подчеркивают важность понимания того, как урожайность риса реагирует на наводнения, засухи, волны тепла и холод по отдельности и в определенной последовательности.
Источники: Stanford University, Джози Гартвейт; Science Advances (2025), DOI: 10.1126/sciadv.adx7799