Efterspørgslen efter fødevarer stiger, og med en voksende global befolkning viser denne tendens ingen tegn på at aftage. For at imødekomme verdens befolknings behov er det essentielt at producere mere mad uden at skulle udvide landbrugsarealet eller udtømme planetens begrænsede ressourcer. Et globalt team af forskere har undersøgt genetiske og agronomiske metoder, der potentielt vil kunne maksimere hvedeudbytter på globalt plan. 

Forskerne har undersøgt de forskellige metoder fem forskellige steder i verden. Alle fem steder kunne før undersøgelsen rapportere om udbyttepotentiale fra 5 til 15 tons pr. hektar. Som reference har forskerne brugt 34 andre repræsentative globale lokationer. Til sammen repræsenterer disse steder omkring 70% af det nuværende globale hvedeproduktionsområde. Feltforsøgene blev udført i New Zealand, Frankrig og Sydamerika. Her har holdet af forskere, som bestod af forædlere, hvedefysiologer og modellører, analyseret den genetiske variation og de fænotypiske egenskaber, der driver høje udbytter.  

Forskerne brugte en population af dobbelt haploider, som blev skabt ved at krydse de to høj-biomasse elite vårhvedesorter Bacanora og Weebil.  

De har nemlig i følge forskerne et uudnyttet udbytte potentiale. Kan man udnytte dem fuldt ud, så vil disse sorter potentielt kunne give udbytter på op til 18 tons pr. Hektar. Til sammenligning giver de nuværende sorter udbytter på 8-10 tons pr. Hektar. 

Professor Davide Cammarano fra Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet forklarer: “Disse højtydende sorter udviser betydeligt genetisk potentiale. Når de kombineres med passende agronomiske praksisser, kan vi markant øge den globale hvedeproduktion.” 

Kvælstofgødning: nøglen til højere udbytter 

En af undersøgelsens opdagelser er, hvor vigtigt tilførslen af kvælstof er. Forskerne fandt, at højtydende hvedesorter udnytter kvælstof meget mere effektivt end standard sorter. Disse nye sorter har i følge undersøgelsen en kvælstofudnyttelseseffektivitet, der er 17% højere. Med andre ord kan sorterne producere op til 42 kg korn for hvert kg kvælstof, der bruges, sammenlignet med 36 kg for standardsorter. 

“Optimering af kvælstofudnyttelse er et betydeligt skridt mod mere effektive og miljøvenlige landbrugspraksisser,” siger Davide Cammarano. “I vores studie var det netop samarbejdet mellem forædlere, fysiologer og modeludviklere, der hjalp os med at vurdere, hvad der sker, når forbedrede fysiske egenskaber øger udbyttet med 16 % ved nuværende brug af kvælstofgødning under både de nuværende klimaforhold og midt i det 21. århundrede med klimaændringer. Den høje kvælstofudnyttelse ved disse højtydende sorter vil også kunne reducere miljøbelastningen fra hvedeproduktionen.” 

Klimaforandringers indvirkning på hvedeudbytter 

Undersøgelsen fokuserede også på klimaforandringer og deres indvirkning på den globale hvedeproduktion. Resultaterne viser, at klimaforandringer kan have både positive og negative effekter afhængigt af regionen. For eksempel kan nogle områder i Nordeuropa opleve øgede udbytter på grund af længere vækstsæsoner og højere CO2-koncentrationer. Omvendt kan dele af bl.a. Afrika og Sydasien opleve faldende udbytter på grund af højere temperaturer og vandmangel. 

Davide Cammarano understreger vigtigheden af at udvikle regionale strategier, der tager hensyn til lokale forhold: “En grundig analyse af kvælstofbehov skal tage højde for agronomiske, genetiske, miljømæssige og socioøkonomiske faktorer på lokalt niveau for at finde bæredygtige løsninger.” 

Innovative løsninger for en bæredygtig fremtid 

For at imødekomme den stigende efterspørgsel efter kvælstofgødning uden at overskride planetens grænser anbefaler forskerne, at disse højtydende hvedesorter skal kombineres med flere innovative landbrugspraksisser. Nogle foreslåede løsninger inkluderer: 

• Biologisk kvælstoffiksering fra bælgplanter 

• Brug af nitrifikationshæmmere 

• Forbedret adgang til ressourcer og markeder for landmænd i næringsstofbegrænsede områder, såsom Afrika syd for Sahara 

“Forbedring af adgang til ressourcer samt implementering af innovative metoder som biologisk kvælstoffiksering kan hjælpe med at balancere høje udbytter med miljømæssig bæredygtighed. Det er altsammen er nøgleelementer, hvis vi skal imødekomme den stigende globale efterspørgsel efter hvede,” siger Davide Cammarano. 

Undersøgelsen, der er offentliggjort i tidsskriftet Nature Plants, giver indsigt i metoder, der kan forbedre den globale hvedeproduktion og håndtere fremtidige kvælstofbehov. Ved at fokusere på genetiske forbedringer, innovative metoder og klimaforandringernes indvirkning mener forskerne, at bæredygtige højere hvedeudbytter kan opnås.