Amerikai Magyar Szó, 1963. július-december (12. évfolyam, 27-52. szám)
1963-10-31 / 44. szám
14 AMERIKAI MAGYAR SZÓ — HUNGARIAN WORD Thursday, October 31, 1963 tAJudbcnruáuruf os technika. A FOTOSZINTÉZIS FOKOZÁSA TERMESZTETT NÖVÉNYEINKBEN Mindenütt, ahol fény van, ott a zöld növényekben bonyolult biokémiai folyamat megy végbe: ez a fotoszintézis. Ennek eredménye az a hatalmas tömegű és rendkívül sokféle szerves anyag, amely Földünkön megtalálható. A zöld növények a maguk szintesteivel olyan egyszerű szervétlen anyagokból, amilyenek a széndioxid, a viz és a szervetlen sók, a Nap energiájának felhasználásával bonyolult szerves vegyületeket termelnek, miközben nagy mennyiségű oxigént szabadítanak fel. A fotoszintézis a Földön a legintenzivebb, a nagyobb kozmikus energiamegkötést biztosító folyamat: benne szervetlen vegyületekből fényenergia segítségével szerves anyagok készülnek. Az élő anyag kialakulásakor Földünkön oxigén nélküli légkör volt. Az első élőlények a forró ősóceán szerves vegyületeiből, ezek felhasználásából éltek. E szervezetek a bekebelezett szerves vegyületeket szabad oxigén hiányában erjedéshez hasonló módon asszimilálhatták. Az élő anyag fejlődésének sok százmilliónyi esztendeje során megszámlálhatatlan útkeresés, a kémiai reakciók beláthatatlan sokasága vezetett el a zöld színanyag, a klorofill kialakulásához. A fényenergia megkötését lehetővé tevő asszimiláló klorofillnak a megjelenése döntő fordulatot jelentett a földi élet további fejlődésében. A zöld színanyag révén vált lehetővé, hogy az óceán vizének felbontásával, a szabad oxigén kiválasztódjék a légkörből. Az addig sok széndioxidot tartalmazó, oxigénmentes légkör alapvetően megváltozott. Az oxigénben mind gazdagabb légkör lehetővé tette, hogy a kevés energiá-felszaba- dulással járó oxigén nélküli lélegzést felválthassa a nagy mennyiségű energiát felszabadító oxidációs légzés s ennek következtében indult meg az élővilág sokirányú fejlődése. Amig a Földön csupán a kész szerves vegyületeket felhasználó szervezetek léteztek, az elsődleges szerves vegyületek folytonosan csökkentek. A fotoszintetizáló szervezetek kialakulásával a korlátlanul rendelkezésre álló széndioxidból, vízből, szervetlen sókból — a napenergia révén — mind több addig ismeretlen szerves vegyület keletkezett, mind több sugárzó napenergia halmozódott fel az : élőkben és elpusztult tetemeikben. Az élők szerves vegyületeiben raktározódott napenergia ugyanis nem ment tönkre a szervezet elhalásakor sem: fa alakjában, a földkéregben kőolaj, sokféle szén- ' féleség, gázok formájában tartósan s nagy mennyiségben felraktározódott. A Földön jelenleg is jelentős szénmennyiség halmozódik fel a növények, állatok és az ember testében, a talajban levő szerves anyagokban, a humuszban, az iszapban. Az élőkben levő szén vala- mikor mind a légkörben volt, s azt onnan a zöld növények vonták ki. A légkör széndioxid-tartalma ; csökkent, de az oxigén felszaporodott. Mindkettő együttes változása tette lehetővé az élet kibonta- | kozását. Elszaporodtak a mikroorganizmusok is. Ezek parányi voltuk ellenére valószinütleníil nagy • mennyiségű szerves anyagot bontanak le, alakítanak ismét szervetlenné. Ezeket aztán újból a növények hasznosítják. Ez a dinamikus egyensúly az élővilág alapja, ez biztosítja a fejlettebb szervezetek számára a táplálkozást és a kedvező, állandó összetételű levegőt. Az élőlények, különösen az emberek száma növekedik — mégis úgy látszik, manapság a szerves anyagok keletkezése és lebontása egyensúlyban van. A jövőbe tekintve azonban a szerves vegyüle- tekre, mégpedig nem általában, hanem az élelmezésben és‘az iparban felhasználásra kerülő szerves vegyületekre mind nagyobb mennyiségben van szükség. Itt kapcso’ódik be az ember tudatos tevékenysége a szerves anyagoknak eddig jóformán nélküle történő előállításába. A természetben mind jobban úrrá lett ember nem elégszik meg a napenergia spontán megkötésével. A fotoszintézis méretének mind erőteljesebb kiterjesztésére törekedik, hiszen ettől függ jóléte, terveinek a megvalósítása. A. A. Nyicsiporovics szovjet kutató szerint az ember a szárazföldnek mintegy 16 százalékát vonta be a növények termesztésébe, s ez kereken 2500 millió hektárral egyenlő. A Föld összes növénye — az algáktól a virágosokig — fotoszintézis révén kb. 378 milliárd tonna szerves anyagot állít elő. Ezt az óceánok, a tengerek, a tavak, a folyók algái és az erdők, szántók, rétek, legelők és a füves puszták növényei hozzák létre. Az óceánokban és édesvizekben az algák termelte szerves anyag jóval felülmúlhatja a szárazföldi növények termékeit. A vizekben 325, a természetes szárazföldi növényzet révén 42, a termesztett növényekkel 11 milliárd tonna szerves anyag képződik. A termesztett növényekből s a növényekkel táplálkozó állatokból nyert szerves anyagból az emberiség évente mintegy 660 millió tonnát fogyaszt, ami összes táplálékának (ez 702 millió tonna) 94 százaléka. A hiányzó 42 millió tonna táplálékból a vizek 32, a szárazföldi természetes élővilág 10 millió tonnát fedeznek. Látszólag bőven rendelkezünk szerves anyaggal, minthogy a mezőgazdasági tevékenységgel 11 milliárd tonna keletkezik, és csupán 702 millió tonnát fogyaszt évente az emberiség táplálkozására. A 11 milliárd tört része az évi 378 milliárd tonna Földünkön képződő összes szerves anyagnak. Mégis, a Föld lakosságának legalább a fele nem táplálkozik megfelelően, harmada pedig éhezik. Mi ennek a magyarázata? Az, hogy a fotoszintézissel előállított szerves anyagból a legnagyobb rész táplálkozásra alkalmatlan. A terméshozamok növelésére pedig nem használtunk még fel minden lehetőséget, a mezőgazdasági termelés nem eléggé intenzív. Különösen érvényes ez a gyarmati és a gazdaságilag elmaradt népek körében. Milyen módok kínálkoznak az emberiség sorsáért aggódó tudósok számára, hogy a kellő mennyiségű és minőségű táplálékot előállíthassák? Az ilyen irányú törekvések nem mai keletűek. A múlt században bevezetett műtrágyázás az elmúlt 80 esztendőben a Föld mezőgazdaságának hozamát 125 százalékkal emelte. (De a fehérjemérleget az erős mütrágya-iparositással ezen az utón legfeljebb 25—30 százalékkal növelhetjük.) A szüzföldek feltörése újabb 10—15 százalékot, a korszerű agrotechnika ismét mintegy 20 százalékot javíthat, öntözéssel, mocsarak lecsapolásával is tetemesen na- gyobbithatjuk a kultúrába vont területeinket. A szerves anyag termelése szempontjából legújabban az algák kerültek előtérbe. E parányi élőlényeknek szervesanyag-termelése minden eddigi növény hozamát felülmúlja, amellett kiváló szerves vegyületeket szintetizálnak mind a táplálkozás, mind a gyógyszeripar és a takarmányozás javára. Jelenleg azonban az ily módon előállított szerves anyag éleimül és takarmányul még túlságosan drága. Az algatermesztés költségei a közeljövőben bizonyára csökkennek. A kutatások ilyen vonatkozásban biztatóak olyannyira, hogy sok helyütt az eredményeket már ipari titokként őrzik. Az algatermesztés perspektíváját jól megvilágítja az, ha elgondoljuk, hogy a terméketlen sziklák, sivatagok, lapos háztetők alkalmasak algatavak létesítésére, a jég nem veri el a termést, télen, nyáron termeszthetők stb. A szerves anyag termelése növelésének jelenlegi nagy tartaléka a biológiai oldal: a viz, a széndioxid és a tápsók felhasználásával a fotoszintézis. Miképpen fokozhatnánk a terméshozamokat a sugárzó napenergia kihasználásának növelésével? A viz hiányát a mind nagyobb arányú öntözés fokozatosan megszüntetheti. — A pangó vizeket csatornázással szüntetjük meg. A talaj, vagy a talaj feletti levegő széndioxid dúsításával a világ számos helyén kísérleteznek. Uvegházakban több százalékos termésnövelést sikerült ily módon elérni. A tápsóellátást a fokozott iparosítás mind jobban biztosítja. A legalapvetőbb tényező: a fényenergia hasznosításában nem szólhatunk ilyen eredményekről. És itt vannak a rejtett tartalékaink. . . A fotoszintézis bonyolult kémiai folyamat mind kémiai, mind energetikai szempontból. Elméleti számítások szerint termesztett növényeink akkor érik el maximális szervesanyag-produkciójukat, ha a reájuk eső fény energiájának 25 százalékát hasznosítják. És mit tapasztalunk ilyen vonatkozásban korszerűnek mondható vetéseinkben? A sugárzó fényenergiának általában 0.5—1 százalékát hasznosítják, ami az elméleti számításoknál 25—50- szer kisebb! Miért termelnek növényeink ilyen rossz hatásfokkal? Ennek több oka ván. Termesztett növényeink a sugárzó energiának nagy részét visszaverik, nem nyelik el. A fényes levelű növények több napsugarat vernek vissza, mint a fénytelenek, a sima levelüek is többet, mint a szőrösek. Ha a levélzet ritka, közöttük a napsugár jó része a talajra jut. Itt is nagy eltérések figyelhetők meg a talajok minősége szerint. A sötétebb talajok elnyelik a sugarakat, a világosak inkább visszaverik. A homoktalajok felszínéről különösen sok napsugár jut vissza a zöld felületre. (Ezért is olyan kiváló talaj a homok.) A korán rügyezők megint több napsugár felhasználására képesek, mint a később rügyezők, a fejlettebb növények ismét előnyben vannak a gyengébben fejletteknél. A túlságosan késői vetésekkel tetemes energia felhasználását rekesztjük ki, a szükségesnél koraibb betakarítás szintén energia kirekesztésével jár. A túlságosan gyorsan kifejlődő növények is rosszabbul használják ki a napenergiát, hiszen életük a vegetációs időszaknak csak egy kis részére terjed. Csupán a korai fejlődésü és nagy felületű, emellett hosszú ideig működőképes levélzet kialakításával, legalább ötzsörösére-hatszorosára fokozhatnék a vegetációs időben rendelkezésre álló fényenergia kihasználását. A kutatások szerint azok a vetések jók, amelyekben a levélfelület hektáronként 40—50 ezer négyzetméter. Ilyen vetésekben már jelentős az önárnyékolás, igy a fotoszintézis hatásfoka csökken ugyan, mégis nagyobb lesz a szerves anyag termelése, mintha a levélfelületet csupán a negyede volna ennek, s igy a levelek nem árnyékolnák egymást. Nem közömbös viszont, hogy a 40—50 ezer négyzetméteres hektáronkénti levélfelületet aránylag alacsony növényzet fejleszti-e ki vagy a növények termete magasabb; az sem, hogy a levelek vízszintesen vagy ferdén áUnak-e. Az utóbbi esetben a fényvisszaverődéssel az alsó szintek leveleihez is viszonylag kellő fénymennyiség jut. Az alacsony termetű s a vízszinteshez közel álló levelű növények (ilyen a bab, a lóhere és a saláta) kevesebb szerves anyagot termelnek, mint a függőleges irányban álló, magas növésű növények, miként például a kukorica, a cukorrépa és a gabonák. Ez utóbbiak jól kihasználják a délelőtti és délutáni sugarakat, ha részben visszaverik is őket, mert a visszavert sugarakat az alattuk levő levelek kihasználhatják. Termesztett növényeink Nyicsporovics szerint jó levélállásu fajták kiválasztásával, illetőleg ilyenek nemesítésével s hozzá a megfelelő agrotechnika alkalmazásával, a kellő távolságra végzett ültetéssel, a vetési sorok minél több fényt befogadó elhelyezésével, idejekorán végzett fizikai és kémiai gyomirtással, a fényigényes kultúrák déli fekvésű elhelyezésével, kedvező táplálással, öntözéssel képessé válhatnak az elméleti hatásfokot legalább megközelítő 12—15 százalékos hatásfokú fényener- gia-hasznositásra. A jó szerkezetű vetés optikai rendszere olyan, hogy a lehető legnagyobb fényenergiát nyeli el, s a levélzet megfelelő állása, térbeli elhelyezkedése révén a napfénynek az alsóbb szintekbe történő jutását a visszaverődés következtében biztosítja. Ezért nem a kis levélfelületü, direkt napfényt élvező vetések szolgáltatják a legtöbb szerves anyagot, hanem a nagy levélfelületü, kellő magasságú növények, amelyeken a levelek térbeli elhelyezkedése biztosítja a napfény eljutását az alsó szintekbe. Ha a növényzet nem kap megfelelő erősségű fényt, a felső szinten álló levélfelület a kisebb sugárzás következtében megnagyobbodik, s ezáltal az alsóbb szintekre még kevesebb fény jut. Nagy lehetőségek állnak előttünk, hogy termesztett növényeinkből a maximális fotoszintézisü fajtákat kiválasszuk, nemesítsük. A szelekciónak, a nemesítésnek először a tápanyagokat szállító és fotoszintézist végző szervek növelését és helyes térbeli elhelyezkedését kell elérnie, majd a tartalékoló és szaporító részek nemesítésére kerül sor. Az ilyen irányú nemesítéssel mind jobban megközelíthetjük a legkedvezőbb napfényenergia kihasználását, s ha ezekhez megfelelő agrotechnikai és tápanyagellátás is társul, hozamaink ugrásszerűen emelkednek. Dr. Hortobágyi Tibor MVUV\MUUUU«MUUVUW'iM/M\A(U\AIUVUVVVVUVWVt A KÖZLEKEDÉSI SZAKÉRTŐK Rómában tartott kongresszusán javasolták, hogy a jövőben a nők útlevelében ne szerepeljen többé a hajszín. Ez ugyanis teljesen megbízhatatlan, gyorsan változó adat. l RÉTESHÁZ és CUKRÁSZDA ► 1437 Third Avenue, New York, N. Y. < ^ (A 81-ik Street sarkán) — Telefon: LE 5-8484 < Mignonok, születésnapi torták, lakodalmi, Bar- < j > Mitzvah-torták. — Postán szállítunk az ország , , K minden részébe. — Este 7.30-ig nyitva ; ► V dfrt A ii#ii Ai, itfri Ai rifriii i<llk üti .#i> iiftii <"■ .
