Ewolucja odmian maizena warunkuje wrażliwość plonów kukurydzy na niekorzystne warunki klimatyczne

Dlaczego to badanie ma znaczenie dla naszych talerzy

Kukurydza to podstawowy składnik współczesnej diety i pasza dla zwierząt, więc nawet niewielkie zmiany w zbiorach mogą wpłynąć na ceny żywności i bezpieczeństwo żywnościowe. Badanie stawia aktualne pytanie: w miarę jak klimat staje się cieplejszy, a opady bardziej nieregularne, czy nowe odmiany kukurydzy pomagają chińskim rolnikom utrzymać plony, czy też w niektórych regionach czynią je bardziej wrażliwymi na pogodowe wstrząsy?

Śledząc pola kukurydzy w rozległym kraju

Chiny są drugim co do wielkości producentem kukurydzy na świecie, jednak ich przyrosty plonów pozostawały w tyle za Stanami Zjednoczonymi. Aby to wyjaśnić, badacze zgromadzili wyjątkowo dużą bazę danych — 48 797 obserwacji z oficjalnych prób odmian prowadzonych w latach 2001–2020. Próby te obejmowały zarówno długo stosowane odmiany referencyjne, jak i nowsze elitarne na wielu stanowiskach w czterech głównych regionach kukurydzy, przy jednoczesnym dokładnym rejestrowaniu lokalnej pogody. Łącząc wyniki tych testów z rzeczywistymi statystykami gospodarstw i zapisami klimatycznymi, zespół mógł rozdzielić poprawę plonów wynikającą z hodowli od wpływów zmieniającej się pogody i praktyk rolniczych.

Nowe odmiany podnoszą plony, ale nie wszędzie jednakowo

Analiza pokazuje, że hodowla nowych odmian wyraźnie zwiększyła plony kukurydzy w całych Chinach. W sieci prób wydajność wzrosła o około jedną trzecią — do prawie trzech ton na hektar na dekadę, w zależności od regionu, i te wzrosty nie były wyjaśnione zmianami w odmianach referencyjnych. Kluczową rolę odegrały natomiast poprawy cech, takich jak liczba kolb na jednostkę powierzchni i masa ziarna. Jednak rzeczywiste plony w gospodarstwach pozostały o kilka ton na hektar niższe niż wyniki uzyskiwane w polach doświadczalnych, co podkreśla trwałą lukę między tym, co możliwe przy nowoczesnych odmianach i dobrym prowadzeniu upraw, a tym, co rolnicy zwykle osiągają na swoich polach.

Upały i opady: sprzymierzeńcy w niektórych miejscach, przeciwnicy w innych

Trendy klimatyczne w okresie wegetacji różniły się wyraźnie w różnych częściach Chin. Na północnym wschodzie i północy kukurydza była najbardziej podatna na gorące dni w lipcu i sierpniu, kiedy rośliny kwitną i dojrzewają ziarno. Nawet jeden stopień wzrostu powyżej około 30 °C w tych miesiącach mógł obniżyć plony o kilka procent, przy najsilniejszych stratach na północy. W południowym zachodzie i północnym zachodzie głównym problemem były opady, a nie ciepło: nadmierne opady na południowym zachodzie prawdopodobnie powodowały zalanie, podczas gdy ich niedobór na północnym zachodzie prowadził do suszy. Umiarkowany wzrost opadów pomagał w suchszych obszarach, ale szkodził tam, gdzie już było mokro, pokazując, że zarówno susza, jak i nadmiar wody mogą ograniczać produkcję.

Hodowla może zmniejszać ryzyko lub je zwiększać

Najbardziej uderzający wynik to fakt, że nowe odmiany zmieniły wrażliwość plonów na złą pogodę, i to nie zawsze w tym samym kierunku. W północno-wschodnich Chinach nowsze, wyżej plonujące odmiany stały się bardziej podatne na upały, co oznacza, że traciły więcej plonu podczas fal gorąca. W północnych Chinach — przeciwnie — nowsze odmiany z czasem stały się bardziej odporne na ciepło. Na południowym zachodzie wysoko plonujące odmiany były coraz bardziej wrażliwe na silne opady, podczas gdy na suchszym północnym zachodzie reagowały silniej, w sposób pozytywny, na dodatkowe opady. W kilku przypadkach odmiany dające największe plony w warunkach normalnych były jednocześnie tymi, które najbardziej cierpiały, gdy temperatura lub opady odbiegały od optymalnych.

Co to oznacza dla przyszłych zbiorów kukurydzy

Dla osób zależnych od kukurydzy przesłanie jest takie, że same lepsze geny nie wystarczą; hodowcy muszą dopasowywać odmiany do lokalnych ryzyk klimatycznych. Badanie konkluduje, że choć ewolucja odmian napędzała długoterminowe wzrosty plonów, jednocześnie przekształciła reakcję kukurydzy na upały i opady, czasem czyniąc uprawy mniej odpornymi na ekstremalne zjawiska. Przyszła hodowla powinna koncentrować się na potrzebach specyficznych dla regionu: odmiany odporne na wysokie temperatury na gorące letnie warunki północnego wschodu i północy, odmiany tolerujące zalanie na południowym zachodzie oraz odmiany oszczędzające wodę na suchym północnym zachodzie. W połączeniu z dobrym zarządzaniem takie klimatycznie inteligentne odmiany mogą pomóc utrzymać stabilność plonów kukurydzy w erze narastających pogodowych zaskoczeń.

Cytowanie: Zhang, L., Bai, Z., Xi, W. et al. Cultivar evolution underpins maize yield sensitivity to adverse climate conditions. Nat Commun 17, 4528 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71045-3

Słowa kluczowe: kukurydza, stres klimatyczny, hodowla roślin, upały i opady, rolnictwo Chin