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气候变化会使大米的营养价值下降吗?

中国龙胜的稻农。图像通过Kevincure / Flickr.

通过Kristie Ebi.华盛顿大学

大米是全世界30多亿人的主要食物来源。许多人无法负担包括完全蛋白质、谷物、水果和蔬菜在内的多样化和营养的饮食。他们严重依赖更便宜的谷类作物,包括大米,来提供大部分的卡路里。

我的研究重点是与气候变化和变化相关的健康风险。在一个最近发表的研究我与来自中国,日本,澳大利亚和美国的科学家合作,评估促进气候变化的上升的二氧化碳浓度如何改变水稻的营养价值。我们在亚洲进行了多种遗传多样化稻米的实地研究,分析了大气中二氧化碳浓度如何改变蛋白质,微量营养素和B维生素的浓度。

我们的数据显示,在大气二氧化碳科学家浓度的浓度期望世界达到2100的浓度下,我们的数据均具有较低的四个关键B维生素。这些调查结果还支持其他实地研究的研究,显示在这种条件下种植的水稻含有较少的蛋白质,铁和锌这对胎儿和儿童早期发育很重要。这些变化可能对孕产妇和妇女产生不成比例的影响儿童健康在最贫穷的稻米依赖国家,包括孟加拉国和柬埔寨。

亚洲许多最贫穷的地区以大米为主食。图像通过国际水稻研究所

二氧化碳和植物生长

植物获得所需的碳,主要来自大气中的二氧化碳,并从土壤中汲取其他所需的营养素。人类的活动 - 主要是化石燃料燃烧和森林灭绝 - 在工业期间,升高大气的二氧化碳浓度从约280份百万分之大约280分今天每百万份410份.如果全球排放量继续以目前的速度增长,到2100年,大气中的二氧化碳浓度可能会超过1200ppm(包括甲烷和其他温室气体排放)。

人们普遍认为高浓度的二氧化碳可以促进植物的光合作用和生长。尽管最近的研究表明,预测对植物生长的影响是很困难的,但这种影响可能会使水稻、小麦和玉米等仍然是世界上最重要的粮食来源的谷类作物更加高产复杂的

对人类健康,特别是铁和锌关键的矿物质浓度不会与CO2浓度合并变化。目前对植物生理学的理解表明,主要谷物作物 - 特别是稻米和小麦通过合成更多碳水化合物(淀粉和糖)和较少的蛋白质来响应更高的CO 2浓度,并通过降低量它们颗粒中的矿物质

在十年多的十年后稳步下降后,全球饥饿似乎正在崛起,影响全球人口的11%。图像通过粮农组织

微量营养素的重要性

全世界大约有8.15亿人粮食不安全问题,意味着它们没有足够的安全,营养和实惠的食物的可靠性。甚至更多的人 - 约20亿重要微量营养素的缺陷如铁,碘和锌。

饮食中缺铁会导致缺铁性贫血,即体内红细胞太少,无法输送氧气。这是最常见的贫血类型。它会导致疲劳、呼吸短促或胸痛,并可能导致严重的并发症,如心脏衰竭和儿童发育迟缓。

缺锌的特点是食欲减退、嗅觉减退、伤口愈合受损和免疫功能减弱。锌也支持生长和发育,所以充足的饮食摄入对孕妇和成长中的儿童很重要。

植物中高浓度的碳会减少植物组织中的氮含量它对维生素B的形成至关重要。不同的B族维生素在人体的关键功能中是必需的,比如调节神经系统,将食物转化为能量,对抗感染。叶酸是一种B族维生素,孕妇摄入它可以降低出生缺陷的风险。

全球三分之一的育龄妇女(约6.13亿妇女)患有贫血。图像通过粮农组织

显着的营养损失

我们在中国和日本进行了我们的实地研究,在那里我们在户外种植了不同的水稻菌株。我们使用了模拟更高的大气二氧化碳浓度自由二氧化碳富集,它在田地上吹过CO2,以保持预期本世纪后期的浓度。除了高于CO2浓度之外,控制字段经历类似的条件。

平均而言,我们在二氧化碳浓度较高的空气中种植的水稻,其维生素B1(硫胺素)含量比在当前二氧化碳浓度下种植的水稻少17%;维生素B2(核黄素)减少17%;维生素B5(泛酸)减少13%;维生素B9(叶酸)减少30%。我们的研究首次发现,随着二氧化碳的增加,大米中维生素B的浓度会降低。

我们还发现平均蛋白质减少10%,铁减少8%,锌减少5%。我们发现维生素B6和钙的水平没有变化。我们唯一发现的增加是大多数菌株的维生素E水平。

该领域八角形内的米饭是设计用于在不同大气条件下种植水稻的实验的一部分。在二氧化碳浓度为568至590份的二氧化碳浓度下种植的米饭较少营养,蛋白质,维生素和矿物质较低。通过日本的国家农业和食品研究组织Toshihiro Havegawa博士的形象。

恶化的微量营养素缺乏

目前,大约6亿人 - 主要在东南亚 - 一半以上的日常卡路里和蛋白质直接从米饭中。如果没有完成任何事情,我们发现的下降可能会恶化营养不良的整体负担。他们还可以通过包括腹泻病和疟疾的影响的影响来影响早期儿童发展。

与二氧化碳诱导的营养赤字相关的潜在健康风险与人均最低国内生产总值直接相关。这表明这种变化对已经陷入贫困和营养不良的国家具有严重的潜在后果。很少有人会把化石燃料燃烧和砍伐森林与大米的营养含量相关联,但我们的研究清楚地表明了一种发射化石燃料可以恶化世界饥饿挑战的一种方式。

气候变化如何影响其他关键植物?

不幸的是,目前在联邦、州或企业层面,没有一个实体提供长期资金来评估不断上升的二氧化碳水平如何影响植物化学和营养质量。但是二氧化碳引起的变化具有重大意义,从药用植物到营养、食品安全和食物过敏。考虑到可能已经发生的潜在影响,显然迫切需要对这项研究进行投资。

对话从传统的植物育种到补充剂的传统植物育种,识别避免或减少这些风险的选项也是至关重要的。上升二氧化碳浓度正在推动气候变化。这些排放在改变植物生物学的所有方面都会发挥什么作用,包括我们用于食品,饲料,纤维和燃料的作物的营养质量仍有待确定。

Kristie Ebi.,全球卫生和环境和职业健康科学教授,华盛顿大学

这篇文章最初发表于对话.读了原文

底线:气候变化可能使米饭不那么营养,将数百万世界的贫困风险降低。

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发布
2018年6月24日
地球

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