Вчені знайшли спосіб вирощувати культури без сонячного світла та фотосинтезу

Про це пише Scientias.nl.

В процесі фотосинтезу рослини перетворюють сонячне світло на енергію для росту. Але багато людей не усвідомлюють, наскільки неефективним є цей процес насправді. З усього сонячного світла, яке поглинає рослина, лише 1% фактично перетворюється на корисну енергію.

Американські дослідники тепер вважають, що знайшли альтернативу, яка в чотири рази ефективніша. Нова система, яку вони розробили, працює принципово інакше. Замість того, щоб рослини поглинали сонячне світло безпосередньо, вони використовують сонячні панелі. Захоплена енергія використовується для запуску хімічної реакції між CO₂ та водою, в результаті якої утворюється ацетат. Це молекула, споріднена з оцтовою кислотою. Зміни на генетичному рівні дають змогу рослинам використовувати цей ацетат як джерело живлення, замість того, щоб фотосинтезувати самі.

Читати також: Управління фотосинтетичною активністю рослин: чи можливо покращити урожайність

У більшості днів першої декади липня по території Одеської області спостерігалась суха спекотна погода. Середня за декаду температура повітря становила 24-25º, що 2-3º вище норми, але на 1-2º нижче торішніх значень. В порівнянні з попереднім періодом температурний режим підвищився в північних та центральних районах на 3-4º, в південних – на 1-2º. Про це у Фейсбук повідомляє Гідрометеорологічний центр Чорного та Азовського морів, передає видання «Південь сьогодні».

Максимальна температура повітря в найбільш спекотні дні досягала 35-37º, в прибережній зоні – 32º. Упродовж 4-8-ми днів декади вона перевищувала плюс 30º. Поверхня ґрунту нагрівалася до 61-70º.

Мінімальна температура повітря і на поверхні ґрунту в більшості районів знижувалася до 10-15º, в околиці М Сарата – до 8º тепла.

Середня за декаду температура ґрунту на глибині 10 см становила 28-30º. Упродовж всієї декади в один зі строків спостережень вона підвищувалася до +25º і вище.

Опади на переважній частині території області були відсутні. Лише в окремих пунктах упродовж одного дня декади випадали слабкі опади кількістю 1-3 мм або 5-15% від норми.

Відносна вологість повітря в середньому за декаду знаходилась в межах 47-55%. Упродовж 4-7-ми днів декади у більшості районів відмічалося зниження її до 30% та менше.

Середній за декаду дефіцит вологості повітря становив 14-19 мб при середніх багаторічних значеннях 10-11 мб.

Вітер переважав слабкий та помірний. У Болградському районі упродовж 1-го дня декади відмічалося посилення швидкості вітру до 15 м/сек.

В першій декаді липня внаслідок переважання сухої та спекотної погоди умови для формування повноцінного врожаю пізніх с/г культур були несприятливими. Високі денні температури повітря і ґрунту, відсутність опадів, зниження мінімальної відносної вологості повітря до критичних для рослинності показників (30% та менше) створювали умови для виникнення суховіїв. На низці площ через грунтову засуху у рослин соняшника, кукурудзи відмічалась втрата тургору, передчасне пожовтіння та засихання листків різних ярусів, стебел, місцями рослин повністю, на таких площах проводилось дискування посівів.

Щоб змусити рослини рости на ацетаті, вчені використовують природний механізм. Насіння, яке щойно проросло, ще не може фотосинтезувати. Натомість воно використовує поживні речовини в насінні для росту за допомогою спеціального метаболічного шляху. Як тільки воно стає достатньо великим, цей шлях вимикається, дозволяючи рослинам просто поглинати енергію сонця. Однак вчені хочуть реактивувати цей метаболічний шлях, щоб рослини могли вижити на ацетаті.

«Ми намагаємося реактивувати цей шлях у дорослих рослин і відновити їхню початкову здатність використовувати ацетат. Це схоже на непереносимість лактози у людей —немовлята можуть перетравлювати лактозу в молоці, але для багатьох людей цей шлях вимикається під час дорослішання. Це по суті та ж ідея, тільки для рослин», — каже Роберт Джинкерсон, один з авторів дослідження цієї методики.

Досі вдалося вирощувати помідори та салат, які можуть використовувати як фотосинтез, так і ацетат. Наступний крок є більш амбітним: вирощування рослин, які можуть жити повністю на ацетаті, не потребуючи жодного променя сонячного світла. За словами Джинкерсона, вже зараз можливо вирощувати гриби, дріжджі та водорості за допомогою цієї техніки.

Практичне застосування може бути революційним: замість величезних сільськогосподарських полів будуть побудовані компактні багатоповерхові будівлі, де рослини ростуть у повністю контрольованому середовищі. За розрахунками команди, цей підхід може зменшити необхідну сільськогосподарську землю на 94%. Виробництво продуктів харчування також буде відокремлено від сезонів чи погодних умов.

Технологію можна навіть використовувати для вирощування продуктів харчування в космосі. Однак, перш ніж колоністи Марса зможуть вирощувати рослини на Червоній планеті, ще потрібно виконати певну роботу. Дослідницька група наполегливо працює над удосконаленням процесу та підвищенням його ефективності. Витрати також необхідно знизити. Пізніше інші важливі культури, такі як касава, солодка картопля та зернові, також потрібно буде адаптувати до цього методу вирощування.

Олена Басанець, SuperAgronom.com