Сонце, рослина і вуглець (частина 2 і кінець) Ель-Ватан
Рослинний світ: планетарний запас енергії
У глобальному масштабі на хлорофілієвому килимі нових земель, що отримує 1 530 1018 ккал, використовується лише 30 1018 ккал, що перетворюється на 130 мільярдів тонн органічної речовини щороку. Середня врожайність - 14 т сухої речовини з гектара. Якщо припустити, що кожен грам рослинної сухої речовини містить енергію, рівну 18 кДж (4,32 ккал), то чистий енергетичний потенціал складе 56161015 ккал, що в 864 разів перевищує енергетичні потреби 6,5 мільярдів людей. Цифра, яка дає багато надій і яка свідчить про те, що рослинний покрив приховує справжній енергетичний скарб, що він підтримує біорізноманіття та захищає ґрунти від деградації, а атмосферу від перенасичення вуглекислим газом.
Щорічна біомаса рослин становить близько 200 Гт сухої речовини для земної кулі, 65% якої надходить з наземної біосфери та 36% з гідросфери. З цієї загальної первинної енергії ми щороку беремо частину для їжі, частину для дерева та паперу, іншу частину для опалення ... Перш ніж фотосинтетичний продукт потрапить на плиту споживача, він втратить значну частину своєї початкової вартості, і це знадобиться ще більше енергії для транспортування, упаковки, зберігання та «приготування їжі». Між виробництвом та споживанням багато калорій йде у відходи, це велике марнотратство, безсумнівно, на цьому рівні ще потрібно докласти зусиль, щоб максимізувати цінність, перш ніж переходити до суто агрономічних рішень.
Знаючи розподіл хлорофільних поверхонь, ми можемо оцінити річне енергопостачання для кожного землекористування. У планетарному масштабі з 15 Гга ліси займають 4,1 Гга, що еквівалентно 69,7 1018 ккал, вони мають найбільший енергетичний потенціал і, отже, найбільш значний уловлювання атмосферного СО2, знаючи, що `` тонна вуглецю становить 3,66 т CO2 і сонячний палець зафіксують тонну вуглецю. Луки 3,1 га (52,7 1018 ккал) посідають друге місце і, нарешті, рілля 1,6 га (27,2 1018 ккал). В Алжирі (238 106 га) загальна сільськогосподарська поверхня, яка займає лише 3% поверхні країни, пропонує теоретично менше калорій (142,8 1015 ккал), ніж степи та пасма, що охоплюють 14% (666, 4 1015 ккал), ліси 2 % представляють найслабше джерело (95,2 1015 ккал).
Непродуктивні землі домінують на поверхні країни з 81%. Якщо ми уважніше розглянемо потенціал алжирського сільського господарства, то зрозуміємо, що саме трав’янисті культури з 3,8 млн. Га мають найбільше калорійність (76 1015 ккал), а потім плодові насадження (576 990 га) з 11,54 1015 ккал, виноградник (81 550 га) пропонує 1,6 1015 ккал і, нарешті, луки (23 640 га) - 0,47 1015 ккал. Один гектар природного луку, що отримує середньорічну величину сонячної радіації, дасть 6,2 тонни сухої трави при енергетичному потенціалі 1,9 106 ккал.
Урожайність, однак, може становити до 3 або 4% для таких культур, як пшениця, кукурудза або картопля. В середньому сонячна енергія виробляється на гектар за рік, близько 1 т трави, 4 т листя, 5 т деревини та 2 т коренів, змінюється залежно від широти, висоти, кількості опадів ... Поле (1 га) пшениці дасть 16,7 т сухої речовини, включаючи 6,5 т зерна, 7,5 т соломи та 2,7 т стерні (що залишається на полі). У випадку з кукурудзою, щорічно отримуючи користь від 510 тое/га (5,1 млрд. Ккал/га) сонячної енергії, яка перетворюється на виробництво 16 т сухої речовини, з них 1/3 зерна (5,1 т). Щоб отримати цей енергетичний потенціал, польові роботи витрачали енергію на трактор, добрива, насіння, зрошення, пестициди і, нарешті, транспортування та сушіння загалом 1,5 - 2 пальці.
Додана вартість енергії становить 8 пальців ноги (219,2 103 ккал/день) або раціон 80 людей. Однак слід зазначити, що дієта містить все більше і більше калорій тваринного походження, що вимагатиме більше хлорофілінових поверхонь, знаючи, що для отримання тієї ж їжі у тваринній формі, ніж у рослинній, потрібно в 5-10 разів більше поверхні. Останнє саме по собі залежить від викопних ресурсів, оскільки рослинна калорія потребує від 0,2 до 0,5 викопних калорій. Для отримання однієї калорії у вигляді молока або м’яса потрібно від 2 до 10 викопних калорій, тобто 200 г олії на 1 кг пшениці або 6 кг олії на 1 кг м’яса. Особливо сільськогосподарське виробництво фітосинтезу підлягає власним і зовнішнім обмеженням.
Перші мають біологічну та генетичну природу і можуть бути вдосконалені методами відбору, гібридизації та генетичних маніпуляцій. Зовнішні обмеження подвійні, спочатку фактори, над якими людина не може контролювати (світло, СО2 тощо), потім наш вплив, який часом шкідливий (вирубка лісів, надмірний випас худоби), але іноді корисний, наприклад, зрошення, осушення, запліднення ..., хоч і дорого. На жаль, ці зусилля часто тратяться на дві третини, вони призводять до недостатнього знання сільського світу, непридатних методів. Світове сільське господарство споживає 0,4 Гтеп викопної енергії (машини 40%, зрошення 11%, добрива 31%, пестициди 18%) або 4% світового споживання.
У середньому у світі 26,9% споживання первинної енергії використовується промисловістю, 25,8% транспортом, 39,3% житловими та третіми та лише 8% сільським господарством.
Їжте, щоб жити
Потреби в дієтичній енергії теоретично оцінюються для всього людства (6,5 мільярда людей) у 6,5 1015 ккал. Потреби людини в енергії визначаються як кількість енергії, необхідної для компенсації витрат та забезпечення росту та складу тіла, сумісного з довготривалим підтриманням міцного здоров'я та фізичної активності, адаптованими до контексту. Економічної та соціальної (ВООЗ, 1996). Витрати енергії пов'язані з основним метаболізмом, який становить 60-70% загальних витрат, фізична активність з 20-30% займає другу статтю витрат і, нарешті, витрати, пов'язані з термогенезом. Загальні витрати енергії людини змінюються залежно від віку, статі, ваги та активності.
Діти від 2 до 9 років з масою тіла від 12 до 30 кг щодня споживають від 1100 до 2100 ккал. Індивідуальні витрати жінок складають 2200 ккал/день, тоді як чоловікам в середньому потрібно 2700 ккал. ПРООН нещодавно оцінила середнє індивідуальне споживання в 2782 ккал/день. Значення, яке зростає до понад 3300 ккал для добре харчуються людей у розвинених країнах і падає до менш ніж 1600 ккал для найбільш знедолених, тоді як поріг харчової достатності встановлюється цим самим органом на рівні 2700 ккал. Ця харчова енергія міститься в біомасі, яка включає всі рослинні або тваринні органічні речовини. Енергія, видобута з харчового раціону, що складається з ліпідів (9 ккал/г), вуглеводів (4,9 ккал/г) та білків (4,9 ккал/г).
Ми часто говоримо про баланс 421GPL, тобто про 4 порції вуглеводів, 2 порції білка та 1 порцію жиру. У рослинній речовині саме органічні речовини містять енергію, вони згоряють при згорянні, наприклад деревина, яка використовується для нагрівання. Приклади показали, що 1 г рослинної сухої речовини містить енергію 18 кДж (4,43 ккал), що еквівалентно енергії, що виділяється 100 Вт лампочкою протягом 3 хвилин. Крім того, для отримання 1 кг м’ясного білка для великої рогатої худоби потрібно 16 кг рослинних кормів. Термодинамічні показники тварини низькі, для отримання 1 калорії у вигляді м’яса потрібно в середньому 7 калорій рослинного походження.
Щорічне споживання енергії (у 2002 р.) У світі досягло 8000 млн. Т. З середньою часткою в 1,6 т або 1,6 107 ккал. Найбільш розпещеними є жителі країн Аравійського півострова, які очолюють Катари з 19,9 пальцями на душу населення, тобто в 202 рази в середньому, далеко позаду американці з 8 пальцями, потім французи з 4,4 пальця, японці (4,06 ноги), алжирські (0,985 пальця), туніські (0,846 пальця), марокканські (0,363 пальця), і внизу таблиці ми знаходимо найбільш знедолених, як ємен (0,22 пальця), або в 7 разів менше середнього, мадагаскарський (0,2 пальця) та бангладешський (0,15 пальця). Хоча простір, що об'єднує країни Аравійського півострова, в основному позбавлений хлорофільного покриву, мешканці, тим не менше, є великими споживачами енергії, вони отримують вигоду з цієї тисячолітньої спадщини фотосинтетичної діяльності, зосередженої в нафті та газі, що зберігається в їх підвал.
Енергетична цінність їжі, що споживається у всьому світі, становить близько 500-600 мегатеп на рік, або 5-6% від світового споживання первинної енергії (10 Гтеп). Потенціал фотосинтезу величезний, для збереження, розвитку та експлуатації його потрібно мати більше інтелекту. Кілька поколінь людина задовольнялася фруктами, дичиною і тим, що їй пропонувала природа, це те, що він мав як джерела енергії що він перетворився на м'язову силу та енергію мозку. Лише відносно недавно він освоїв вогонь і став справжнім підпальником, спочатку спалюючи дрова, винаходячи землеробство та обробляючи злаки, приручаючи певних тварин заради їх сили. Пізніше використання млинів спочатку, а потім і пари, дало людині здатність, більшу, ніж її м’язова сила.
Потім настала ера викопного палива, спочатку вугілля, а потім нафти і газу. Все згоріло. Останнім часом у людському масштабі використання електроенергії сприяло її транспортуванню на великі відстані. Нарешті, ледь півстоліття тому їй вдалося виробляти атомну енергію. На цьому шляху людина продовжує збільшувати свої енергетичні витрати, але найсерйознішим є такий (міський) спосіб життя, який він дійшов, який суперечить природі. У наш час люди починають говорити про та проектувати екологічні міста з надією пом'якшити деградацію біосфери.
Ця презентація висвітлює фундаментальну роль фотосинтезу, який єдиний об’єднує всі екологічні проблеми. Біосфера не може існувати без фотосинтезу, який поєднує сонячну енергію, воду, грунт, рослини та атмосферу. Цикли води та вуглекислого газу тісно пов’язані з нею. Зрозуміло, що те, як ми сприймаємо властивості, мутації та комбінації кожного з цих елементів, скеровує наше розуміння того, як працює цей світ, починаючи від найпростішої живої гілочки і закінчуючи планетними змінами клімату.
З. л.: Вчитель
- 1- Паййотин Г. (2005). Чого можна очікувати від фотосинтезу в рослинах? Французька сільськогосподарська академія, Франція.
- 2- Вурмсер Р. (1926). Закон фотохімічного еквівалента при фотосинтезі хлорофілу. Журнал фізики.
- 3- Ngo C., Bonal J. (2006). Біомаса. Всезнання
- 4- Роберт М. (2002). Поглинання вуглецю в ґрунті для кращого управління земельними ресурсами. ФАО