CO2 padeda augalams geriau augti, tačiau nerimaujame dėl šiltnamio dujų ir klimato kaitos?

Anglies dioksidas yra būtinas augalų augimui ir vystymuisi

Jau kurį laiką daugelis aktyvistų kalba apie klimato kaitą ir CO2 išmetimą. Tačiau anglies dioksidas ir augalų auginimas viduje yra esminiai komponentai. Jis yra proceso, kurio metu augalai skaido savo maistines medžiagas, dalis.

Augalams reikia anglies dioksido (CO2), kad išgyventų ir augtų. Tai pagrindinė fotosintezės, kurios metu augalai CO2, vandenį ir maistines medžiagas paverčia maistu (gliukoze) ir išskiria deguonį, dalis. Ši gliukozė skatina augalo augimą, padeda augalui išvystyti stipresnes šaknis, didesnius lapus ir daugiau žiedų ar vaisių^[1].

Tačiau CO2 padeda ne tik gaminti maistą. Jis taip pat kontroliuoja mažytes augalo lapų angas, vadinamąsias stomatas. Šios angos leidžia augalams „kvėpuoti“ - įsiurbti CO2 ir išleisti deguonį. Kai ore nepakanka CO2, šios liaukos atsidaro plačiau, kad sugautų daugiau CO2.

Kita vertus, jei CO2 kiekis yra didelis, stomatos šiek tiek užsidaro, taip padėdamos augalui taupyti vandenį. CO2 yra būtinas augalams augti, išlikti sveikiems ir klestėti, tačiau pasaulis nerimauja, kad jo yra per daug.

Daugiau CO2 reiškia geresnį derlių su tuo pačiu vandens ir šviesos kiekiu

Papildomo CO2 į kambarinius sodus ar šiltnamius įmaišymas gali būti labai naudingas augalų augimui. Kadangi patalpose gali būti mažesnis CO2 kiekis, jo padidinimas gali pastebimai pakeisti situaciją^[2]. Štai pagrindiniai būdai, kaip CO2 padeda augalams geriau augti:

• Greitesnis augimas ir didesnis derlius. Didesnis CO2 kiekis reiškia, kad augalai gali veiksmingiau vykdyti fotosintezę. Taip jie gali sukurti daugiau maisto medžiagų - gliukozės, o tai lemia spartesnį augimą ir didesnį derlių. Augalai gali augti didesni ir išauginti daugiau produkcijos su tuo pačiu šviesos ir vandens kiekiu.
• Efektyvesnė fotosintezė. Esant didesniam CO2 kiekiui, augalams nereikia taip sunkiai dirbti, kad pasigamintų maisto produktų. Dėl to fotosintezė tampa efektyvesnė, todėl jie gali efektyviau panaudoti saulės šviesą. Todėl augalai gali augti greičiau ir sveikiau.
• Geresnis vandens panaudojimas. Kai CO2 kiekis didesnis, augalams nereikia taip ilgai laikyti atvirų stomatų. Dėl to jie mažiau praranda vandens per lapus, todėl gali augti taip pat gerai ir su mažesniu vandens kiekiu. Tai ypač naudinga ten, kur trūksta vandens.
• Geresnis maistinių medžiagų įsisavinimas. Esant tinkamam CO2 kiekiui, augalai gali geriau įsisavinti ir panaudoti dirvožemyje esančias maistingąsias medžiagas. Tai reiškia, kad iš to paties trąšų kiekio jie gauna daugiau naudos, todėl augalai tampa stipresni ir sveikesni.
• Didesnis atsparumas kenkėjams ir ligoms. Kai kurie tyrimai rodo, kad augalai, veikiami didesnio CO2 kiekio, gali tapti atsparesni kenkėjams ir ligoms. Tai gali reikšti mažesnius nuostolius dėl vabzdžių ar augalų ligų.
• Trumpesni pasėlių ciklai. Didesnis CO2 kiekis gali pagreitinti augalų augimo ir brendimo greitį. Augalų vaisiai gali greičiau pasiekti derliaus nuėmimo dydį, todėl augintojai gali išauginti daugiau derliaus per metus. Tai reiškia daugiau maisto per trumpesnį laiką.

Kiek CO2 reikia augalams ir kiek mums jo yra per daug?

Anglies dioksidas (CO₂) atlieka svarbų vaidmenį augalų vystymuisi, nes yra pagrindinė fotosintezės žaliava. Tačiau kiek CO2 iš tikrųjų reikia augalams ir kada jis tampa kenksmingas jiems arba žmonėms?

Pasaulis baiminasi šio šiltnamio efekto poveikio mums, dėl kurio klesti augalai. Mums reikia švaraus oro, kad galėtume gyventi, bet mums reikia ir augalų, kad išgyventume. Šiltnamio augalų augintojams ir tiems, kurie rūpinasi oro kokybe, labai svarbu išlaikyti pusiausvyrą. Kaip galime tai suvaldyti neišnaikindami tam tikrų pramonės šakų?

Dauguma augalų klesti, kai CO₂ koncentracija yra didesnė nei natūrali ore esanti koncentracija, t. y. apie 400 dalių per milijoną (ppm). Tyrimai rodo, kad CO2 kiekiui padidėjus nuo 400 ppm iki maždaug 1 000-1 300 ppm, fotosintezės greitis gali padidėti iki 50 %. Dėl tokio fotosintezės pagreitėjimo sparčiau auga ir trumpėja derliaus nuėmimo laikas.

Šiltnamiuose auginamoms daržovėms, pavyzdžiui, pomidorams, agurkams ir salotoms, labiausiai naudingas toks dirbtinis CO₂ papildymas. Jos anksčiau subręsta, užaugina didesnį derlių ir vidutiniškai 20-50 % padidina produktyvumą. Panašiai, JAV žemės ūkio departamento duomenimis, gėlės ir dekoratyviniai augalai sparčiau auga, greičiau įsišaknija ir yra aukštesni.

Tačiau optimalus augalams reikalingas CO₂ kiekis priklauso nuo kelių veiksnių, pvz:

• augalo tipo
• šviesos intensyvumo
• temperatūros
• vėdinimo lygio
• augalo augimo stadijos.

Nors CO2 kiekio didinimas yra naudingas, idealiomis sąlygomis fotosintezės „soties taškas“ paprastai pasiekiamas esant 1 000-1 300 ppm. Peržengus šią ribą, fotosintezės ir pasėlių augimo rezultatai mažėja.

CO2 generatoriai aktyviai naudojami augintojų, tačiau per daug yra per daug ir augalams

CO₂ kiekis uždarame šiltnamyje gali nukristi žemiau 400 ppm, ypač kai ribojamas vėdinimas. Toks CO₂ sumažėjimas gali neigiamai paveikti augalų augimą, nes fotosintezė tampa mažiau efektyvi. Vėdinimo sistemos gali atkurti CO₂ lygį arčiau aplinkos 400 ppm, tačiau retai kada pavyksta jį visiškai atkurti. Todėl daugelis augintojų, norėdami užtikrinti optimalias augalų augimo sąlygas, CO2 kiekį papildo.

Šį papildymą anglies dioksidu galima atlikti naudojant tokius gaminius kaip generatoriai ir laikini įrenginiai. „Amazon“ ir kitose interneto svetainėse siūlomi produktai suteikia galimybę pagerinti sąlygas auginimo patalpose. Jie gali kainuoti nuo 20 dolerių už laikinai veikiantį maišelį iki net 1500 dolerių už aparatą, kuris visą laiką generuoja CO2^[3].

Žmonės naudoja šiuos daiktus, kad gautų geresnį derlių, tačiau negalite atskirti, kiek CO2 iš jūsų šiltnamio patenka į atmosferą. Tuo pat metu daugelis ekspertų kritikuoja žemės ūkį ir kitas pramonės šakas ar net žmones ir jų veiklas dėl CO2 išmetimo.

Visa tai skamba kaip dvigubi standartai ir kelia dar daugiau klausimų. Tačiau, kai CO2 yra per daug, kenčia ne tik žmonės, bet ir augalai. Nors tiesa, kad augalams naudingas didesnis CO2 kiekis, yra riba, kiek jie gali jo toleruoti.

Kai CO₂ kiekis tampa per didelis, paprastai virš 10 000 ppm, augalai gali patirti CO2 toksiškumą. Šis toksiškumas gali sukelti rimtų pažeidimų, nes gali užsidaryti augalų stomatos, kad būtų užkirstas kelias tolesniam CO2 absorbavimui. Dėl tokio užsidarymo sutrinka augalo vandens ir maistinių medžiagų suvartojimas, todėl kyla „vandens stresas“. Dėl sumažėjusio vandens įsisavinimo sulėtėja augimas ir gali sumažėti bendras derlius.

Didelis CO₂ kiekis taip pat gali trukdyti fotosintezei^[4]. Nors tai gali atrodyti nelogiška, per didelis CO2 kiekis mažina augalo gebėjimą saulės šviesą paversti energija. Užsidarius augalo absorbcijos liaukoms, sumažėja vandens nuostolis, tačiau taip pat sumažėja ir gyvybiškai svarbių maistinių medžiagų pasisavinimas.

Šiltnamio efektas reikalingas augalams, bet pavojingas žmonėms ir pasauliui?

Nors augalai gali toleruoti didesnį CO₂ kiekį nei žmonės, oro kokybė tampa problemiška, kai anglies dioksido kiekis viršija tam tikras ribas. 1 000 ppm CO2 poveikis žmonėms gali sukelti net ir lengvus simptomus, tokius kaip mieguistumas ar sumažėjusios kognityvinės funkcijos.

Ilgalaikis 2 000-5 000 ppm poveikis gali sukelti galvos skausmą, svaigulį ir dusulį. Viršijus 40 000 ppm, CO2 tampa pavojingas gyvybei, nes dėl deguonies išstūmimo gali įvykti net uždusimas.

Norint pasiekti maksimalų derlių ir kartu užtikrinti saugią aplinką darbuotojams ir augintojams, aplinkai reikia atidžiai stebėti CO₂ kiekį. Taip yra dėl neigiamo poveikio tiek augalams, tiek juos prižiūrintiems žmonėms.

Žmonėms oro kokybė turėtų išlikti saugiose poveikio ribose, kad būtų išvengta kognityvinio poveikio ar sveikatos problemų. Šiltnamių operatoriai ir augalų augintojai turėtų naudoti CO2 stebėsenos sistemas, kad jo kiekis neviršytų optimalių ribų. Tinkamas vėdinimas ir suagus CO₂ papildymas padeda išlaikyti pusiausvyrą, palankią augalų augimui ir žmonių saugai.

Atrodo nelogiška didinti CO2 kiekį šiltnamyje, kad kambariniai augalai ar šiltnamio daržovės galėtų augti geresnėmis sąlygomis, bet pulti ūkininkus už tai, kad jie laiko per daug „orą gadinančių“ karvių. Tai panašu į verkšlenimą, kad trūksta žalumos ir miškų, nors kertami medžiai popieriui ir miškų vieta nadojama gyvenamiesiems namams bei kitiems pastatams statyti.

Tačiau problema yra ne anglies dioksidas, o jo kiekis atmosferoje. Natūraliomis sąlygomis CO2 ciklas yra subalansuotas, tačiau žmogaus veikla (pramonė, transportas, žemės ūkis) šią pusiausvyrą pažeidė. Vis dėlto gamintojai ir pramonės šakos, išmetančios CO2, tik didina problemą.

Žemės ūkio atveju daugiausia dėmesio skiriama ne pačiam CO2, o metanui (CH₄), kuris yra daug stipresnės šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Pagrindinis metano šaltinis yra gyvulininkystė (ypač galvijų auginimas). Be to, kai kurie kaltina žemės ūkį dėl žemės naudojimo paskirties keitimo (pvz., miškų kirtimo) ir dirvožemio taršos.

Šalys netgi pradėjo ieškoti konkrečių sprendimų, kaip sumažinti metano išmetimą. Kyla klausimas, ar pašarų priedai ir kiti produktai netaps dar viena našta smulkiesiems ūkininkams, kad jie išliktų konkurencingi rinkoje ir dar išsaugotų planetą.

Taigi, nors CO2 yra būtinas kokybiškam augalų augimui, per didelis jo kiekis atmosferoje kenkia klimatui. Todėl daugiausia dėmesio skiriama ne tik pramonės, bet ir žemės ūkio sektoriaus išmetamam CO₂ kiekiui. Tai užburtas ratas kur susipina geri ir blogi dalykai susiję su anglies dvideginiu ir jo poveikiu.