Znajdź zawartość

Brak zapylaczy już teraz powoduje, że Stany Zjednoczone doświadczają zmniejszonych plonów jabłek, wiśni i borówek, donoszą autorzy najszerzej zakrojonych badań na ten temat. Większość światowych plonów zależy od zapylania ich przez pszczoły miodne oraz dzikie pszczoły, dlatego też spadek populacji tych owadów rodzi obawy o bezpieczeństwo żywnościowe, piszą naukowcy z Rutgers University. Odkryliśmy, że plony wielu roślin są ograniczane przez brak zapylaczy. Oznacza to, że plony byłyby większe, gdyby były bardziej intensywnie zapylane. Stwierdziliśmy też, że pszczoły miodne i dzikie pszczoły w równym stopniu odpowiadają za zapylanie. Odpowiednie zarządzanie habitatem dzikich pszczół i zwiększenie liczby kolonii pszczół hodowlanych powinno zwiększyć intensywność zapylania i plony, mówi jedna z autorek badań, profesor Rachael Winfee. Szacuje się, że w samych tylko Stanach Zjednoczonych rynek rolny zależny od zapylaczy ma wartość ponad 50 miliardów dolarów. Tymczasem coraz więcej badań wskazuje, że liczba hodowlanych i dzikich pszczół spada. Naukowcy z Rutgers University pracowali na 131 farmach w USA i w kanadyjskiej Kolumbii Brytyjskiej. Zbierali tam dane dotyczące aktywności zapylaczy na jabłoniach, borówkach wysokich, wiśni ptasiej, wiśni pospolitej, migdałach, melonach i dyniach. Dane te porównywali następnie z informacjami o plonach. Okazało się, że w przypadku jabłek, obu gatunków wiśni oraz borówek plony są wyraźnie zależne od zapylania, co wskazuje, że obecnie są one mniejsze niż mogły by być. Pszczoły hodowlane i dzikie równie często zapylały uprawy. Naukowcy obliczają, że wartość „usługi zapylania” świadczonej przez same tylko dzikie pszczoły w odniesieniu do siedmiu badanych przez nich roślin wynosi ponad 1,5 miliarda dolarów. Spadek liczby zapylaczy przekłada się bezpośrednio na spadek plonów badanych roślin, czytamy w artykule opublikowanym na łamach Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. Sposobami na poradzenie sobie z tym problemem jest utrzymanie habitatu dzikich pszczół i zwiększenie liczby kolonii pszczół hodowlanych. « powrót do artykułu

Rośliny zamieniają światło słoneczne w energię za pomocą procesu fotosyntezy. Jednak proces ten jest obarczony poważnym błędem, który spowodował, że w roślinach wyewoluowało fotooddychanie. To kosztowny energetycznie proces, który znacząco zmniejsza potencjał wzrostu roślin. Naukowcy z University of Illinois i Departamentu Rolnictwa USA poinformowali na łamach Science, że udało im się tak poprawić proces fotooddychania, iż zwiększyli plony o 40%. Dzięki temu plony na samym tylko Środkowym Zachodzie USA mogłyby zwiększyć się tak, że można by wyżywić dodatkowo 200 milionów ludzi, mówi główny autor badań, profesor Donald Ort. Jeśli uda się w ten sposób tylko częściowo zwiększyć plony roślin uprawnych, to będziemy w stanie zaspokoić zapotrzebowanie na wyżywienie w XXI wieku. Gwałtownie ono rośnie w związku z rosnącą liczbą ludności oraz coraz większą kalorycznością diety, dodaje uczony. Przełomowe badnia to część międzynarodowego projektu badawczego o nazwie Realizing Increased Photosynthetic Efficency (RIPE), który jej finansowany przez Fundację Billa i Melindy Gatesów, Foundation for Food and Agricultural Research oraz brytyjski Departament Rozwoju Międzynarodowego. W procesie fotosyntezy wykorzystywany jest najbardziej na świecie rozpowszechniona proteina, enzym Rubisco. Wraz ze światłem słonecznym jest on wykorzystywany do zamiany dwutlenku węgla i wody w cukry odżywiające rośliny. Z czasem Rubisco padł ofiarą własnego sukcesu, doprowadzając do pojawienia się atmosfery bogatej w tlen. Enzym nie jest w stanie idealnie odróżnić molekuły dwutlenku węgla od molekuły tlenu i w 20% przypadków pobiera tlen zamiast CO2. W efekcie w roślinie powstaje toksyczny związek, który musi być usuwany za pomocą fotooddychania. Fotooddychanie to przeciwieństwo fotosyntezy, mówi inny z autorów badań, biolog molekularny Paul South. Pozbawia ono roślinę cennej energii i zasobów, które mogłaby zainwestować w fotosyntezę i we własnych wzrost. Fotooddychanie przebiega złożoną drogą przez trzy elementy roślin: choroplasty, peroksysomy i mitochondria. Amerykańscy naukowcy stworzyli alternatywną drogę dla procesu oddychania, dzięki czemu znacząco go uprościli, dzięki czemu roślina oszczędza tak duże ilości energii, że jej plony rosną o 40%. Po raz pierwszy w historii udało się manipulować fotooddychaniem tak, że doszło do zwiększenia plonów upraw prowadzonych w normalnych, a nie laboratoryjnych, warunkach. Tak jak Kanał Panamski był wielkim osiągnięciem inżynieryjnym, który zwiększył efektywność światowego handlu, tak skrócenie drogi procesu fotooddychania to wielkie osiągnięcie inżynierii roślin, które pozwala na znaczące zwiększenie efektywności fotosyntezy, mówi dyrektor RIPE, Stephen Long. Zespół naukowy, za pomocą odpowiednich zmian w genach i ich promotorach, opracował trzy alternatywne drogi fotooddychania. Następnie zaimplementował je w 1700 roślinach, które poddał testom polowym, by wybrać te, które będą sobie najlepiej radziły. Po dwóch latach wielokrotnie powtarzanych studiów polowych powstała metoda, dzięki której rośliny rosły szybciej, były wyższe, wytwarzały około 40% więcej biomasy. Badania były prowadzone na tytoniu, który jest idealnym modelem do badań nad roślinami, gdyż łatwo poddaje się modyfikacjom i testom. Teraz uczeni przekładają wyniki uzyskane na tytoniu na bardziej przydatne rośliny, takie jak soja, ryż, ziemniaki, pomidory, bakłażany i wspięga wężowata. W miarę ocieplania się klimatu Rubisco ma coraz większe problemy z odróżnieniem tlenu od dwutlenku węgla, co powoduje coraz większe fotooddychanie. Naszym celem jest stworzenie lepszych roślin, które poradzą sobie z ociepleniem teraz i w przyszłości oraz wyposażenie rolników w technologie potrzebne do wykarmienia świata, mówi Amanda Cavanagh. « powrót do artykułu

Władze indyjskiego stanu Goa zalecają miejscowym rolnikom, by zajęli się "kosmiczną uprawą" i przez 20 dni z rzędu śpiewali na polach wedyjskie mantry. Miałoby to poprawić jakość i ilość plonów bez uciekania się do nawozów sztucznych. Wg tutejszego Ministerstwa Rolnictwa, śpiewanie mantr ma pomóc przyciągnąć energię kosmiczną. Dzięki temu nasiona szybciej wykiełkują i koniec końców dadzą większe plony. Wydział Rolnictwa chce podążać ścieżką organicznego i ekologicznego rolnictwa. Trwają rozmowy z propagatorami rolnictwa kosmicznego oraz innymi zwolennikami podobnych opcji, w jaki sposób można zwiększyć plony w organiczny sposób - powiedział Nelson Figueiredo. Vijai Sardesai, minister rolnictwa, podziela entuzjazm dyrektora departamentu i twierdzi, że kosmiczne rolnictwo eliminuje potrzebę sięgania po nawozy sztuczne. By lepiej zrozumieć kosmiczne rolnictwo, Figueiredo i Sardesai odwiedzili ostatnio guru z miasta Gurgaon. Na tym jednak nie koniec, gdyż Ministerstwo jest też pod wrażeniem projektu Jogowego Rolnictwa Zrównoważonego, realizowanego przez Światowy Uniwersytet Duchowy Brahma Kumaris. Oni [Brahma Kumaris] postulują, że ponad 1000 rolników łączy rolnictwo organiczne z medytacją. Rezultaty są ponoć imponujące - podkreśla Figueiredo i dodaje, że farmerzy są już uczeni, że zrównoważone rolnictwo jogowe może obniżać koszty i pomagać środowisku. « powrót do artykułu

W miarę wzrostu globalnego ocieplenia i w obliczu braku chęci redukcji gazów cieplarnianych, naukowcy coraz częściej biorą pod uwagę geoinżynierię. Jednak manipulowanie klimatem planety może przynieść nieoczekiwane, niekorzystne skutki. Zanim ktokolwiek tego spróbuje, musimy zbadać, jakie będą tego konsekwencje. Musimy dowiedzieć się, w co się możemy wpakować", mówi profesor Solomon Hsiang z University of California, Berkeley. Hsiang i jego zespół chcą zbadać, jakie skutki może przynieść celowe rozpylanie w atmosferze miniaturowych cząstek, które odbijałyby część promieniowania słonecznego. Zespół Hsianga skupił się tutaj na wpływie takich działań na produkcję rolniczą. Coraz więcej badań pokazuje, że rosnąca temperatura zaczyna wywierać tak niekorzystny wpływ na rośliny, iż można obawiać się o wielkość plonów. Powstrzymanie ocieplenia poprzez rozpylenie związków, mogących powstrzymać wzrost temperatury może powstrzymać spadek plonów i zapewnić ludzkości dostateczną ilość pożywienia. Ponadto niewykluczone, że rośliny wolą rozproszone światło, a takie zapewniłoby rozpylenie w atmosferze chroniących Ziemię cząstek. Jednocześnie jednak na powierzchnię naszej planety trafiałoby mniej światła, a to mogłoby negatywnie odbić się na plonach. Nie wiadomo, który z elementów przeważy i jaki wpływ na rolnictwo miałyby działania geoinżynieryjne tego typu. Hsiang i jego zespół postanowili więc bliżej przyjrzeć się dwóm dużym erupcjom wulkanicznym, wybuchowi Mount Pinatubo na Filipinach z 1991 roku oraz eksplozji meksykańskiego El Chichon z 1982 roku. Podczas obu erupcji do atmosfery przedostały się miliony ton dwutlenku siarki, gazu, który tworzy w atmosferze aerozole blokujące dopływ promieni słonecznych. Wiadomo, że po eksplozji Mt. Pinatubo średnie temperatury na Ziemi spadły na dwa lata o około 0,5 stopnia Celsjusza. Naukowcy wykorzystali dane satelitarne dotyczące obu erupcji oraz informacje o zbiorach kukurydzy, soi, ryżu i pszenicy ze 105 krajów z lat 1979–2009. Jako, że chcieli dowiedzieć się, jak przesłonięcie światła słonecznego wpłynęło na plony, pod uwagę wzięli też, w celu wyeliminowania tych czynników, inne zjawiska, jak np. wielkość opadów. Okazało się, że erupcja Mt. Pinatubo z pewnością zmniejszyła plony płodów rolnych. Zjawisko takie jest znacznie mniej widoczne w przypadku wybuch El Chichon, jednak erupcja ta jest znacznie słabiej poznana, co mogło wpłynąć na ostateczny wynik badań grupy Hsianga. Naukowcy wyliczyli, że wskutek wybuchu Mount Pinatubo światowe zbiory kukurydzy zmniejszyły się o 9%, a plony soi, ryżu i pszenicy spadły o 5%. Tak duże spadki były zaskoczeniem. Uczeni spodziewali się bowiem, że rozproszone światło będzie korzystne dla roślin. Wyniki analizy zastosowano do modeli klimatycznych i obliczono, jak mogą wyglądać przyszłe zbiory z geoinżynierią i bez niej. Okazało się, że wszelkie potencjalne korzyści z geoinżynierii są niweczone przez mniejszą dostępność światła. Geoinżynieria nie przynosi rolnictwu szkody, ale też mu nie pomaga. Dotychczas wielu sądziło, że jeśli zastosujemy geoinżynierię i nie dopuścimy dzięki niej do wzrostu temperatury, to rolnictwo na tym skorzysta, gdyż plony nie będą spadać z powodu gorąca. Jednak, jak się okazało, zmieni się tylko przyczyna spadku. Nie zmniejszą się one z powodu gorąca, ale z powodu mniejszej dostępności światła. Część naukowców przestrzega jednak przed wyciąganiem pochopnych wniosków, argumentując, że mamy zbyt mało danych, by cokolwiek jednoznacznie stwierdzać. Geoinżynieeria zmieni klimat w zupełnie inny sposób niż czynią to erupcje wulkanów, mówi David Keith, profesor fizyki z Harvard University. Po pierwsze geoinżynieria byłaby związana z ciągłym wypuszczaniem aerozoli do atmosfery. Wybuch wulkanu to jednokrotne gwałtowne wydarzenie. Przez to inna byłaby dynamika schładzania planety i inny wpływ geoinżynierii na klimat i różne jego aspekty, jak opady. Z kolei profesor klimatologii Alan Robock z Rutgers University zauważa, że rolnictwo i stosowane przezeń rozwiązania, ciągle się zmieniają, w zależności od sytuacji. Nie wiadomo, czy moglibyśmy stosować dzisiejsze rozwiązania gdy zaczniemy zajmować się geoinżynierią. « powrót do artykułu