A fotoszintézis során a növények szervetlen anyagokból (szén-dioxidból és vízből) a napfény energiájának a segítségével szerves anyagot, cukrot állítanak elő, amit azután a növekedésükhöz használnak. A folyamat közben melléktermékként oxigén szabadul fel. Amerikai kutatók azonban arra jutottak, hogy a fotoszintézisnél hatékonyabb módszerre lenne szükség ahhoz, hogy a növénytermesztésben lépést tudjanak tartani a növekvő emberi igényekkel.

A fotoszintézis problémája az, hogy a növények csak nagyon keveset képesek átalakítanak kémiai energiává az általuk elnyelt fényből. Ha viszont megtalálják a módját ennek az értéknek a mesterséges növelésére, a gazdálkodók nagymértékben növelhetik a hozamot anélkül, hogy több erőforrásra lenne szükségük.

„Amennyiben nincs szükségünk napfény hatására a növénytermesztésben, akkor elválaszthatjuk a mezőgazdaságot a környezettől, és beltéri, ellenőrzött környezetben termeszthetjük az élelmiszert" – mondta Robert Jinkerson, a Riverside-i Kaliforniai Egyetem vegyi környezetmérnöki docense. Ezért a kutatók egy radikálisan új élelmiszer-előállítási módszert dolgoztak ki, amelyet elektromezőgazdaságnak neveznek. Az eljárás a fotoszintézist helyettesíti egy kémiai reakcióval, amely hatékonyan alakítja át a szén-dioxidot olyan szerves molekulákká, amelyeket a genetikailag módosított növények felhasználnak.


Az elektromezőgazdaság azt jelentené, hogy a mezőgazdasági területeket többszintes épületekkel helyettesítenék. Az épületeken vagy azok közelében elhelyezett napelemek elnyelnék a napsugárzást, és ez az energia a szén-dioxid és a víz közötti kémiai reakcióban acetátot termelne, az ecetsavhoz, az ecet fő összetevőjéhez hasonló molekulát. Az acetátot ezután hidroponikusan termesztett növények táplálására használnák fel.

A farmok hatalmas mennyiségű génmanipulált növénynek adnának otthont az acetát-anyagcseréjük javítására. A szakemberek szerint egy ilyen rendszer fellendülést eredményezhetne az élelmiszer-termelésben anélkül, hogy negatívan befolyásolná a környezetet, ráadásul a szükséges földterületet akár 94 százalékkal csökkenthetné.

Az új eljárás során megpróbálják növelni a fotoszintézis hatékonyságát; jelenleg kb. 4 százalékos hatékonyságnál tartanak, ami már négyszer nagyobb a fotoszintézisénél. Az új módszert extrém környezetben is alkalmazni lehetne, például sivatagokban, városokban vagy akár a Marson.

Az olyan növényekkel végzett előzetes kísérletek, mint a saláta vagy a paradicsom, nagyon ígéretesek, ráadásul e módszer az élelmiszer-termelés szénlábnyomát is csökkentheti.

A módszer hátránya, hogy a fotoszintézist kiváltó folyamathoz elektromos áramra van szükség, mely a kutatók tervei szerint megújuló forrásokból származna: a növényeket réteges szerkezetekben termesztenék, és az épületek tetején napelemek lennének.

Forrás: hvg.hu

Indexkép: Shutterstock