A széndioxid a jövőben közel sem lesz olyan széles körben elérhető a növények táplálására, mint napjainkban. Ezért fontosak azok a kutatások, amelyek segítségével a széndioxid alkalmazása sokkal hatékonyabbá válik. A Wageningen-i Egyetem két éves kutatásának keretében széndioxid csökkentő kísérletet folytatott a GreenQ Fejlesztési Központ üvegházaiban, ami meglepő eredményekkel szolgált.
Tudjuk, hogy a széndioxid nélkülözhetetlen a fotoszintézishez. Viszont még mindig nem tudjuk mennyi szükséges az optimális növénynövekedéshez. A kísérletben kiderült, hogy a dózis felével (18 kg/m2) termelt Komeett paradicsom hozama majdnem ugyanakkora volt, mint a megszokott dózis esetén. Ez váratlan eredmény, és további vizsgálatokra késztette a kutatókat. A széndioxid a sztómán keresztül lép be és a sejtek közé érkezik meg. Ezután a sejtmembrán és sejtfolyadék továbbítja a kloroplasztiszba, ahol a fotoszintézis zajlik. Megfigyelték, hogy a szállítás sokkal könnyebben megy végbe a levelekben, ha sok kis gázcsere nyílással rendelkeznek. A széndioxid szállítás, ami a diffúzió segítségével történik bizonyos ellenállósággal találkozik. Ha a koncentráció a levélen kívül például 800 ppm, akkor egyszerre lecsökken 550 ppm-re a levél gázcsere nyílásaiban, a kloroplasztiszban lecsökkenhet akár 400 ppm-re. A belső rezisztencia a mezofillumban olyan nagy, hogy a széndioxid koncentráció a kloroplasztiszban jóval alacsonyabb. Ez 50%-al kevesebb, mint az üvegházi levegőben. Ez azt jelenti, hogy mindössze 400 ppm széndioxid áll rendelkezésre a fotoszintézishez. Ha a koncentráció a külső levegőben 380 ppm, akkor a mennyisége 190 ppm re csökken valójában. Ha a széndioxid vezetőképesség a levélen belül növekszik, a fotoszintézis szintén növekedni fog. Ha birtokunkban vannak az eszközök a vezetőképesség növelésére, akkor a növény jóval hatékonyabban tudja hasznosítani a széndioxidot. A sztóma szerepe fontos a széndioxid felvétel szabályozásában és így a fotoszintézisben. Ha a sztóma zárt, a folyamat megáll. Ez akkor következhet be, amikor a növény a dehidratáció ellen védi magát. A sztóma zártsága biztosítja, hogy a növény párologtatása és folyadék vesztesége megálljon. Ez az alapelv jól ismert. Ami viszont már kevésbé ismert, hogy e folyamat milyen gyorsan fejti ki hatását a fotoszintézisre. A kutatók megállapították, hogy a fotoszintézis hirtelen megáll, amint a sztóma bezárul. A gázcsere nyílásokban elérhető széndioxid mennyiség egy másodpercen belül felhasználásra kerül, ami rettentően gyors. A levelek alacsonyabb széndioxid adag esetében több sztómát alakítanak ki, mint magasabb dózis alkalmazása esetén. Ez egy figyelemre méltó felfedezés volt, ami kezdetben egy lehetőségnek tűnt a széndioxid hasznosulás javítására. Azonban kimutatták, hogy a sztómák száma egy levélben messze nem annyira fontos, mint azok nyitottsága.
A kérdés, hogy a termelő mit tud kezdeni ezekkel az elméleti ismeretekkel? Ezt a tudást hosszútávon tudjuk hasznosítani és fontos szerepet játszhat a növénynemesítésben. Például lehetségessé válik bizonyos levélformák létrehozása, amelyek hatékonyabban asszimilálnak. Feltételezik, hogy egy vékonyabb levélben sokkal hatékonyabban megy végbe a fotoszintézis, mint egy vastagabb levélben, mivel a mezofillum szerkezete biztosítja, hogy a széndioxid könnyen eléri a kloroplasztiszt. Vizsgálják, hogy az egyes krizantém fajták miért reagálnak egymástól különböző módon: a levél leválásának, méretének, illetve a fotoszintetizációs kapacitásának, vagy a levélben zajló széndioxid szállításnak köszönhető. Bizonyos pillanatban az átlagosnál több széndioxid szükséges a termesztésben, mint máskor. Például kultúra elején az uborkatermelők lényegesen kevesebb széndioxidot adnak ki, mint később, így a növények nem növekednek túl gyorsan. Ez logikusan megmagyarázható, de jobb lenne ezt a jövőben bizonyítani is. A jelentősebb mezőgazdasági kultúrákról és a modellorganizmusokról már jóval többet tudunk ebben a témában, de ezen alapkutatási eredményeket kevésbé alkalmazták az üvegházi kertészeti kultúrákban. A cél, hogy tanuljunk ezekből az eredményekből és alkalmazzuk a kertészetben.
Összegezve: a levélben a mezofillumot elérő széndioxid mennyisége sokkal alacsonyabb koncentrációjú, mint a levegőben. A levélbe jutás ellenállásának csökkentésével a széndioxid hasznosítása a növényben sokkal hatékonyabbá válik. Ez még mindig viszonylag új, de szükséges része a kertészeti kutatásoknak. In Greenhouse.2014.3.(24–25) cikkét referálta:
MONOSTORI DOROTTYA
Duális hallgató, DélKerTÉSZ
