Padidėjusios CO2 koncentracijos ir temperatūros poveikis augalams
Klimato kaita tampa vienu svarbiausių veiksnių, tiesiogiai ir netiesiogiai darančiu įtaką žemės ūkio augalų derlingumui, žemės ūkio ir su juo susijusių pramonės šakų efektyvumui ir stabilumui. Atlikti įvairūs tyrimai leidžia daryti prielaidą, jog ateityje klimatas turėtų šiltėti, o kritulių kiekis išlikti panašus.
Klimato kaitos konferencijose akcentuota, kad stiprus atšilimas pastaraisiais dešimtmečiais pastebimas šiauriniame pusrutulyje. Analizuojant vidutinę sezonų temperatūrą, pastebėta, kad klimato atšilimas dažniau fiksuojamas žiemą ir pavasarį. Klimatas šiltėja visoje Europoje. Mokslininkų įrodyta, kad nuo 1901-2005 m. oro temperatūra pakilo +0,9 °C. Jos kilimo pokyčiai ypač matomi 1977-2000 m., tačiau nepastebima neigiamų temperatūrų kritimo, nors trumpėja neigiamų temperatūrų laikotarpis.
Didžiausi pokyčiai numatomi Vidurio Lietuvoje
Lietuvos klimato kaitos prognozės, siejamos su ketvirtosios Tarptautinės klimato kaitos komisijos ataskaitos išvadomis ir klimato modeliavimo rezultatais, rodo, kad XXI a. oro temperatūra kils. Didžiausi temperatūros pokyčiai numatomi Vidurio Lietuvoje. Žiemą temperatūra pakils 4-8 °C, rudenį ir pavasarį - 2-2,5 °C, vasarą - 1,5-3,5 °C.
Kritulių gausės žiemą ir pavasarį, o vasarą ir rudenį - mažės. Temperatūrai kylant žiemą, vis didesnę kritulių dalį sudarys lietus, o antroje vasaros pusėje ir rudens pradžioje bus labai sausa. Taigi lengviau bus nuimti derlių, tačiau žiemkenčių sėją teks pradėti vėliau. Sausroms užsitęsus, bus sudėtingiau įdirbti žemę ir atlikti sėjos darbus.
Saulės spindėjimo laikas didžiausią piką pasieks gegužės, rugsėjo mėnesiais. Žiemos mėnesiais (ypač vasarį) šis laikas sutrumpės. Todėl svarbu nustatyti augalų, ypač žiemojančių ir įvežtų iš kitų šalių, sugebėjimą prisitaikyti prie kintančių klimato sąlygų ir stengtis agrotechninėmis priemonėmis sumažinti neigiamą susidariusių sąlygų poveikį.
Lietuvos geografinei padėčiai būdingas ne tik metinis ciklas, bet ir ilgalaikiai, kelis ar net keliolika metų trunkantys svyravimai.
Augalų atsparumas žemai temperatūrai
Žema vadinama teigiama, artima 0 °C temperatūra. Daugelis vidutinių platumų augalų lėčiau auga arba visiškai nustoja augę, kai oro temperatūra nukrinta iki 4-5 °C. Žemoje temperatūroje augalai nežūva, tačiau per ilgesnį laiką yra nualinami, vėliau ne visiškai atsigauna, iš tokių augalų gautas derliaus priedas būna mažesnis.
Mokslininkai nustatė, kad nepalankios augalams temperatūros poveikio požymiai yra tokie: augalai vysta, netenka intensyviai žalios spalvos, dažnai išblykšta, paruduoja. Šie pokyčiai atsiranda dėl to, kad sutrinka augalų kvėpavimas, oksidacijos ir redukcijos reakcijos, energijos apykaitos procesai.
Žema temperatūra dažniausiai būna rudenį ir pavasarį, rečiau - įpusėjus vegetacijos periodui. Tokią temperatūrą geriau pakelia augalai, pakankamai aprūpinti mikroelementais, taip pat pasiekę pagrindinius parametrus, kurie reikalingi, kad sėkmingiau peržiemotų.
Padėti įvertinti augalų pasirengimą žiemoti gali Jūsų rajone dirbantys LŽŪKT augalininkystės konsultantai.
Šalčių ir šalnų pakenkimai vegetuojantiems augalams
Šalčiai - tai neigiama temperatūra. Kai tokia temperatūra užklumpa vegetuojančius augalus, ji vadinama šalnomis. Pavasarinės ir rudeninės šalnos pridaro daug rūpesčių, nes augalai nevienodai į jas reaguoja.
Literatūroje nurodoma, kad jautriausi šalnoms yra žiedai, lapai, ūgliai, t. y. vandeningos augalų dalys. Šalnos paprastai tęsiasi tik dalį paros laiko, o šaltis būna vos kelių laipsnių. Atrodytų ne toks ir baisus tas kelių laipsnių šaltis per trumpą laiką, tačiau jis sutrikdo augale vykstančius metabolizmo procesus.
Pasiruošę žiemai arba baigę vegetaciją augalai daug geriau pakelia šalčius ir atšiaurias žiemas. Šalnos ir šalčiai augalus veikia panašiai, tik jie į tai reaguoja nevienodai. Pavasarinės ir rudeninės šalnos augalus užklumpa nepasiruošusius, tada, kai jie intensyviai auga ir pridaro daugiau žalos. Tuo tarpu šalčiai augalus veikia, kai jie yra ramybės būsenoje, todėl šalčio žala nebūna tokia pavojinga.
Kai temperatūra neigiama, ląstelių vanduo kristalizuojasi, pavirsta į ledą. Vandens kristalai pirmiausiai susidaro tarpuląsčiuose, po to didėja atimdami iš ląstelių vandenį, todėl jose didėja sulčių koncentracija ir citoplazmos baltymai koaguliuoja, netenka savo struktūros ir judrumo. Šių procesų pasekmės juntamos pavasarį, nes taip nualinti augalai atsigavę būna silpnesni. Juos labiau puola ligos ir kenkėjai, o iš tokių augalų gautas derlius būna daug mažesnis. Dar baisesnė šalčių pasekmė yra ta, kad augalai, neišlaikę tokių išbandymų, žūva. Pavasarį ūkininkai turi juos atsėti vasariniais.
Šalnoms atspariuose augaluose taip pat gali susidaryti ledo kristalų, bet jų paprastai esti mažiau, o ląstelių sultyse lieka pakankamai vandens, kartu daugiau būna jame ištirpusių medžiagų.
Permainingi orai ir jų poveikis
Vasarį vykstančios gamtos anomalijos, kai vyrauja šilti, pavasarį primenantys orai, vyksta dėl to, kad virš Ramiojo vandenyno susiformuoja atmosferos reiškinys El Ninjo. Jis lemia atmosferos oro kaitą, sukeldamas pasaulinį poveikį, kuris pasireiškia ekstremaliomis sausromis arba temperatūrų šuoliais.
Nors vasaris yra žiemos mėnuo, augalai jau pradėjo vegetuoti, nes dienomis vyrauja teigiama temperatūra. Nors dar visko gali būti, vasarį ir kovą dar būna žiemos speigų. Augalams pavojingos staigios ir stiprios orų permainos.
Šiuo metu ūkininkai labiausiai pergyvena dėl žieminių rapsų pasėlių sėkmingo peržiemojimo. Alytaus regione užšalo neapsnigus žemės ir šaltis paspaudė iki -25 °C ir daugiau.
Klimato kaita veikia visus pasaulio regionus. Tirpsta ašigalių ledynai, kyla vidutinis jūros lygis. Kai kuriuose regionuose vis dažnesni tampa ekstremalūs meteorologiniai reiškiniai ir lietūs, o kiti regionai kenčia nuo vis didesnių karščio bangų ir sausrų. Klimato srities veiksmų reikia imtis dabar, nes kitaip klimato kaitos poveikis tik stiprės.
Klimato kaita yra labai rimta grėsmė, o jos padariniai veikia daugybę įvairių mūsų gyvenimo sričių. Kasmet sausra tampa vis rimtesniu iššūkiu, paveikiančiu net 55 milijonus žmonių visame pasaulyje bei keliančiu milžinišką pavojų gyvuliams ir augalams. Būtent sausros sukeltas stresas žaliajai gamtai lemia biocheminius, fiziologinius augalų pokyčius, mažina maistinių medžiagų kiekį bei žaloja ekosistemos funkcijas, taip kenkdamas žmonių sveikatai ir net keldamas grėsmę gyvybei.
Naujos technologijos augalų būsenai stebėti
Idėja sukurti prietaisą augalų fiziologinės būsenos stebėsenai kilo bendradarbiaujant KTU ir Ispanijos Mokslo tarybos (CSIC) mokslininkams. Augalų fiziologinės būsenos stebėsena yra svarbi norint apsaugoti juos nuo žalingų poveikių ir siekiant geresnio derliaus. Tačiau esami būsenos įvertinimo metodai augalą žaloja, be to, daugeliu atveju ir rezultatų tenka laukti ilgai.
Būtent ultragarsą augalų įvertinimui panaudoti sugalvojo mokslininkai iš CSIC bei Žemės ūkio tyrimų ir technologijų centro (CITA) Ispanijoje. Vandens trūkumo kamuojami vynmedžiai sulaukia mažesnio derliaus, o ir išaugintų vynuogių sudėtis keičiasi - sausra gali paveikti cukraus ir rūgščių kiekį, o tai turi įtakos vyno kokybei bei skoniui. Europos vynuogynai, kuriuose pagaminama daugiau kaip 50 proc. pasaulio vyno, dar 2022 metais kentėjo nuo karštesnių ir sausesnių sąlygų nei įprasta, todėl net 18 proc. jų susidūrė su sausros pavojumi.
„Vienas iš keitiklių veikia kaip signalą siunčiantis garsiakalbis, o kitas jį priima kaip mikrofonas. Bet kas, kas papuola tarp jų, tą signalą pakeičia. Pagal tai, koks įvyko pokytis, mes ir galime nustatyti bandinio, o šiuo atveju augalo lapo, mechanines savybes“, - aiškina KTU Elektros ir elektronikos fakulteto (EEF) profesorius L. Svilainis.
Naudojantis prietaisu, gali būti išmatuojamas augalo lapų rezonansinis dažnis, storis, tankis ir slopinimas. Į delno dydžio prietaisą buvo sutalpinta elektronika, kuri žadina ultragarsą, priima signalus ir perduoda duomenis į išmanųjį telefoną. L. Svilainis pasakoja, jog nors išskirtinis, tai - ne vienintelis prietaisas, gebantis išmatuoti panašias augalų savybes. „Skirtumas toks, jog vietoj, pavyzdžiui, slėgio jutiklio įsriegiamo į medžio kamieną, mes naudojame neinvazinę, bekontaktę technologiją. Be to, prietaisas lengvas, patogus, duomenys gaunami iš karto.
L. Svilainis pažymi, jog augalas - gyvas organizmas, kuriame medžiagų kiekiai kinta priklausomai nuo oro temperatūros, saulės šviesos, drėgmės. Jo teigimu, užuot rezultatų korekcijai naudojus tradicinius termometrus, kurie yra per lėti, kad užfiksuotų staigius temperatūros pokyčius, oro būklė matuojama naudojant ultragarso signalų, sklindančių tarp keitiklių, uždelsimo laiką. Šis uždelsimas naudojamas garso greičiui, kuris koreliuoja su oro temperatūra ir drėgme, įvertinti, todėl nereikia atlikti papildomų matavimų. „Taip matavimai tampa tikslesni be papildomų jutiklių“, - paaiškina L. Svilainis.
Šiuo metu visi prietaiso paruošimo darbai yra baigti bei galutinis rezultatas pristatytas keliose specializuotose mokslo konferencijose.
Profesionali veterinarinė priežiūra jūsų augintiniui | DR.VET
Anglies dioksidas (CO2): augalų augimui būtinas, bet kelia grėsmę
Augalijai reikia anglies dvideginio, kad augtų geriau, bet nerimaujama dėl jo kiekio atmosferoje. 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.
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.
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 jo yra per daug?
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.
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 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. Jie gali kainuoti nuo 20 dolerių už laikinai veikiantį maišelį iki net 1500 dolerių už aparatą, kuris visą laiką generuoja CO2.
Žmonės naudoja šiuos daiktus, kad gautų geresnį derlių, tačiau negalite atskirti, kiek CO2 iš jūsų šiltnamio patenka į atmosferą. Tuo tarpu 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. 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 suaugęs 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 naudojama 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.
tags: #padidejusio #co2 #temperaturos #ir #sausros #poveikis