Зміна клімату Чи більше СО2 корисно для росту рослин
У нашому повітрі міститься лише 0,04 відсотка вуглекислого газу - дуже мала частка в порівнянні з азотом - близько 78 відсотків або киснем - трохи менше 21 відсотка. Але частка СО2 в атмосфері постійно зростала протягом десятиліть. Зазвичай його дають у "частинах на мільйон" (ppm), тобто частинах у мільйоні, виходячи з обсягу. За даними Світової тенденції Всесвітньої метеорологічної організації, ця частка зросла приблизно з 345 ppm на початку 1980-х років до трохи менше 410 ppm. І він, ймовірно, буде продовжувати зростати і вважається головним рушієм зміни клімату.
Скептики щодо зміни клімату вказують на позитивні наслідки збільшення кількості CO2
Скептики щодо зміни клімату часто вказують на позитивний вплив більшої кількості СО2 у повітрі: наприклад, як "добриво" для флори. Це правильно: рослинам потрібен СО2. Під час фотосинтезу вони використовують світло та рослинний пігмент хлорофіл, щоб перетворити CO2 у будівельні блоки для їх росту. Вчені десятиліттями досліджували, як зростаюча концентрація СО2 впливає на ріст рослин, особливо таких культур, як зерно: наприклад, в Інституті Тюнена в Брауншвейгу, Федеральний науково-дослідний інститут сільських територій.
СО2 може прискорити ріст рослин
На дослідному полі частина площі, що обробляється пшеницею, ячменем або іншими зерновими, додатково забезпечувалась СО2. Це можливо, наприклад, за допомогою так званого процесу FACE (збагачення вуглекислим газом вільного повітря). Тут вертикальні труби встановлені навколо кругової області в полі, з якої С02 витікає на обведену область, пояснює Юрген Бендер з Інституту Тюнена. Повітря навколо рослин збагачене СО2 до такої міри, що пропорція становить, наприклад, 550 проміле - значення, яке очікується на середину століття. На решті поля залежно від часу експерименту ця частка становила близько 400 ppm за останні роки.
Насправді багато таких польових випробувань показали, що більш високий рівень С02 у повітрі може стимулювати ріст деяких культур, таких як пшениця. На перший погляд, просте рівняння: більше СО2 означає більше фотосинтезу. Це накопичує в рослині більше вуглеводів. В результаті він росте швидше і дає на 15 відсотків вищий урожай.
Більше крохмалю та цукру - менше білків та мінералів
Але те, що на перший погляд здається хорошим розвитком для світового виробництва продуктів харчування, з другого погляду викликає серйозні проблеми. Дослідження показують, що рослини, отримані за допомогою "запліднення СО2", мають різний хімічний склад: сильніший ріст відбувається за рахунок якості та харчової цінності.
Такі рослини, як пшениця, картопля або рис, виробляють більше вуглеводів, тобто крохмалю та цукру, але їх частка білків та мінералів приблизно на десять відсотків нижча. Вміст білка відіграє важливу роль, особливо в таких злаках, як пшениця. Якість борошна та хліба, спеченого з ним, залишається або падає разом із ним. Також зменшується вміст таких життєво важливих для нашого організму мінералів, як цинк, залізо, магній або кальцій.
Вища концентрація СО2: рослини менше «потіють»
Існують різні пояснення низького вмісту поживних речовин. Юрген Бендер з Інституту Тюнена вважає, що, швидше за все, рослини менше “потіють”, так би мовити, при більш високій концентрації СО2. Вони втрачають менше води через так звані продихи на своїх листках. Це означає, що вони використовують воду, яку вони поглинули, ефективніше, але вони також забирають менше води з ґрунту і, таким чином, поглинають менше поживних речовин. В результаті в рослину потрапляє менше мінералів і менше азоту, необхідного для виробництва білків.
Харчова ситуація серйозно погіршиться
Ці механізми не однакові у всіх рослин. Важливим є тип фотосинтезу, який вони роблять. Більший вміст CO2 впливає на ріст пшениці, ячменю, вівса, картоплі та рису, але навряд чи на кукурудзу чи цукрову тростину. Тим не менше, вчені з Гарвардського університету припускають, що підвищення рівня СО2 в атмосфері до 550 проміле в найближчі десятиліття може серйозно погіршити харчову ситуацію для багатьох людей у всьому світі.
Дефіцит цинку та заліза збільшується
За словами дослідників, близько двох мільярдів людей вже страждають від дефіциту цинку та заліза, що є причиною смерті 63 мільйонів людей у всьому світі щороку. Згідно з підрахунками, додаткові 175 мільйонів людей можуть страждати від дефіциту цинку до 2050 року. Ще 122 мільйони людей вже не могли отримувати достатню кількість білка. Залежно від звичок вирощування та харчування, цей розвиток найбільше впливає на Південну та Південно-Східну Азію, Африку та Близький та Близький Схід.
Результати, актуальні для майбутнього розведення
Але результати досліджень також пропонують можливості для боротьби зі зміною клімату. Випробовуються різні сорти культур. Таким чином, за словами Юргена Бендера, метою є пошук сортів у довгостроковій перспективі, які оптимально використовують вищу концентрацію СО2, утримують поживні речовини якомога меншими і, в ідеалі, більш толерантні до посухи.