Озонът - газ, образуван при взаимодействие на слънчевата светлина и топлината с емисиите от изкопаеми горива, може да причини значителни загуби за фермерите, показват изследванията, чрез бързо стареене на културите, преди да достигнат пълния производствен потенциал и намаляване на фотосинтезата, процесът, чрез който растенията превръщат слънчевата светлина в храна. Озоновият стрес също намалява защитата на растенията срещу вредители.
Проучване от 2018 г. в списание "Global Change Biology" изчислява, че глобалните загуби на пшеница от замърсяване с озон възлизат на 24,2 милиарда долара годишно от 2010 до 2012 г.
В статия от януари, публикувана в "Nature Food", изследователите изчисляват около 63 милиарда долара загуби на пшеница, ориз и царевица годишно през последното десетилетие в Източна Азия.
Учените са особено притеснени за Африка, където ще има повече автомобилен трафик и изгаряне на отпадъци, тъй като населението се очаква да се удвои до средата на века. Това означава повече замърсяване с озон, голямо предизвикателство за дребните фермери, които съставляват 60 процента от населението в Субсахарска Африка.
Освен това в райони на Африка с високи емисии на изкопаеми горива и често изгаряне на гори или пасища, нови изследвания показват, че има възможност по-високите температури да влошат проблема, тъй като могат да ускорят химичните реакции, които създават озон.
"Съществува сериозна загриженост, че замърсяването с озон ще повлияе на добивите в дългосрочен план", казва Мартин Мойо от Международния институт за изследване на културите за полусухите тропици в Зимбабве. Той призова за "спешна нужда от повече проучвания в селските райони за определяне на концентрациите на озон" на целия континент.
По-рано тази година учени от базирания в Обединеното кралство Международен център за земеделие и биологични науки (CABI) поставиха оборудване за мониторинг на озона около какаови и царевични полета в Гана, Замбия и Кения.
Но повечето африкански страни нямат надеждни или последователни монитори за замърсяване на въздуха, според доклад на УНИЦЕФ от 2019 г. Сред тези, които го правят, малцина измерват озона.
Затова и ботаникът Фелисити Хейс, която работи в Центъра за екология и хидрология на Обединеното кралство (UKCEH), проучва как нарастващото замърсяване с озон може да повлияе на добивите и на продоволствената сигурност на земеделските стопани в развиващия се свят. За целта тя експериментира в осем малки куполни оранжерии, разположени на фона на уелските хълмове. През пролетта в тях са засадени саксиен грах и папая, които скоро се очаква да дадат плод.
Хейс изпомпва озон в различни концентрации в оранжериите, където растат африканските основни култури. В купола с най-ниското количество то е 30 части на милиард - подобно на околната среда в Северен Уелс, докато при най-високото ниво на озон растенията са получавали повече от три пъти това количество, имитирайки замърсените условия в Северна Африка.
Хейс и нейните колеги са открили, че някои африкански основни храни са по-засегнати от други - в купол, изпълнен със средно ниво на озон, северноафриканските житни растения бързо са се превърнали от зелени в жълти само за няколко месеца. "Получават се малки тънки зърна, които нямат толкова много протеини и хранителна стойност", коментира Хейс.
Това съвпада с изследването на нейния екип, публикувано миналата година, върху сортовете растения на юг от Сахара, което установи, че замърсяването с озон може да намали добивите на пшеница на юг от Сахара с до 13 процента.
Бобът, който е полезен източник на протеини в Африка, може да се справи и по-зле, с очаквани загуби на добив до 21 процента в някои райони, според същото проучване, публикувано в "Environmental Science and Pollution Research".
Субсахарското просо обаче изглежда по-устойчиво на озон. И все пак Африка е произвела наполовина просо, отколкото пшеница през 2020 г.
Въпреки че изследванията показват, че северноамериканската пшеница обикновено е по-малко засегната от озона, отколкото европейските и азиатските аналози, има по-малко проучвания върху африкански версии на същите култури, които в продължение на десетилетия на отглеждане са направени по-подходящи за тези среди.
Веднъж на всеки две седмици на пазар в Найроби фермери от провинцията носят проби от болните си култури на "доктор по растенията" с надеждата да определи какво влияе на добивите им. "Много (озон) симптоми могат да бъдат объркани с акари или гъбични увреждания", заяви ентомологът от CABI Лена Дюрошер-Грейнджър. "Фермерите може да продължат да прилагат торове или химикали, мислейки, че това е болест, докато всъщност е замърсяване с озон."
Нейната организация работи с UKCEH, за да помогне на хората да идентифицират признаци на озонов стрес и да препоръча корекции, като например по-малко поливане в дни с високо съдържание на озон. Поливането може да остави порите на листата широко отворени, което кара растенията да поемат още повече озон.