Vzestup hladiny oxidu uhličitého v ovzduší vzbuzuje strach. Podle prognóz mnoha klimatických modelů přichází oteplení, tání ledovců, vzestup mořské hladiny, výkyvy počasí s katastrofickými bouřemi, ničivými záplavami střídanými suchem. Dieta pro rostliny Přesto najdeme už dnes místa, kde se lidé ze všech sil snaží koncentraci oxidu uhličitého ve vzduchu zvýšit. Jde o pokusy ve sklenících, kde odborníci dopřávají rostlinám až dvojnásobné množství CO2, než mohou nyní získat v přirozených podmínkách. A rostlinám to svědčí.
Pro pozemskou flóru je oxid uhličitý životně důležitý. Fotosyntézou z něj vyrábí cukry a je to její „denní chléb“. Rostliny pěstované v atmosféře obohacené o oxid uhličitý žijí na „výkrmné dietě“. Mnoho zemědělských odborníků věří, že tento efekt může do značné míry kompenzovat všechny nepříznivé vlivy, jež s sebou přinesou nastupující klimatické změny vyvolané skleníkovým efektem.
Někteří experti ale varují. Za vyšší výnosy můžeme zaplatit tvrdou daň v podobě zhoršené kvality sklizně i potravin, které z ní vyrobíme. Při vyšších hladinách tohoto skleníkového plynu produkují rostliny méně bílkovin. Sklizeň může být chudší na některé minerální prvky a nebo se bude hůře potravinářsky zpracovávat.
Může se stát, že chléb z obilí vypěstovaného při vyšších koncentracích oxidu uhličitého nebude kynout. Mnozí odborníci se ničeho podobného neobávají. Na druhé straně ale přiznávají, že nemohou svůj optimismus podpořit jednoznačnými fakty. Výzkum tohoto problému je na samém začátku.
Změny pod zemí i nad zemí Zvýšit koncentraci oxidu uhličitého v ovzduší uzavřeného skleníku je poměrně jednoduché. Zavládnou v něm však podmínky, které mají na hony daleko k polím budoucnosti. Ve skelníku nefouká vítr a také výkyvy v teplotách a vlhkosti vzduchu jsou tu podstatně menší.
Teprve v polovině 80. let minulého století vyvinuli američtí vědci systém, který dovoluje na malé ploše zvýšit obsah oxidu uhličitého rostlinám pod otevřeným nebem. Sondy měří sílu a směr větru spolu s koncentrací CO2. Jeho hladinu pak drží na předem určených hodnotách vypouštěním plynu z tlakových lahví. K dokonalému napodobení světa s atmosférou obohacenou o oxid uhličitý to má stále ještě daleko. Ničím lepším současná věda nedisponuje.
Výsledky pokusů na pozemcích o průměru zhruba 30 metrů zatím podle některých odborníků nepřinesly nic, co by vzbuzovalo obavy. Rostliny na „výkrmné dietě“ produkují více cukrů a škrobu. Život v ovzduší bohatém na oxid uhličitý je pro ně snazší a vystačí při něm s menším množstvím proteinů. Vzhledem ke zvýšeným výnosům je ale celková bílkovinná bilance i tak pozitivní. Ze stejné plochy se získá více proteinů, než když rostliny rostou v dnešní atmosféře.
Přesto může snížený obsah bílkovin představovat problém. Pokusy prokázaly nastávají změny ve složení půdních mikroorganismů.
„Nevíme, jestli je to posun k lepšímu, nebo k horšímu,“ říká agronom Stephen Long z University of Illinois. „Ale když jsme zaznamenali první výrazné změny v půdní mikroflóře už po pěti letech, co se asi stane za padesát let?“
Problémy lze očekávat i nad zemí. Býložravá zvířata jsou schopna spořádat jen určité množství rostlinné potravy. Takže i když se napasou dosyta, získají s potravou méně bílkovin.
Některé klimatické modely předpokládají, že do roku 2050 stoupne obsah oxidu uhličitého v ovzduší z 0,038 procent na 0,055 procent.
Za těchto podmínek už bude příjem bílkovin u býložravců citelně snížen. Alespoň částečně by mohli zemědělci tento proteinový výpadek kompenzovat intenzivnějším hnojením. Pomoci by měly i nové odrůdy, jež budou k neblahým následkům zvýšených koncentrací oxidu uhličitého v ovzduší o poznání odolnější.
Přijde „skrytý hlad“?
Výsledky výzkumu německých vědců dokazují, že obavy o kvalitu sklizně narostlé v atmosféře s vyšším obsahem oxidu uhličitého jsou opodstatněné. Pšenice a ječmen vypěstované na pozemcích s atmosférou odpovídají prognózám na rok 2050 mají snížený obsah bílkovin. Ještě výrazněji se mění obsah jednotlivých proteinů. Například množství glutenů, které slouží rostlině jako zásobárna dusíku, klesá bezmála o pětinu a množství bílkovin důležitých pro kvalitu těstovin a pečiva se sníží skoro o čtvrtinu. Pekařům a kuchařům naskakují vrásky na čele už při pouhé představě, že by měli z takové mouky vařit a péct.
Německý profesor rostlinné ekologie Andreas Fangmeier z univerzity v Hohenheimu v loňském roce vzbudil mezi odborníky rozruch. Prohlásil, že vzestup teplot a koncentrace CO2 způsobí už kolem roku 2050 vážnou změnu v kvalitě potravin.
Smažené bramborové hranolky budou podle Fangmeiera jedovaté, protože se v nich bude při tepelné úpravě vytvářet velké množství nebezpečného akrylamidu. Z pšeničné mouky nepůjde péct a pivo ztratí pěnu.
Fangmeier vychází z chemických analýz rostlin pěstovaných za zvýšených koncentrací oxidu uhličitého. Potravinářské experimenty, při kterých by smažil hranolky, pekl housky nebo vařil pivo, neprovedl.
Sám přiznává, že výsledky analýz jen „naznačují tyto možnosti“ a jeho prohlášení je do značné míry nadsázkou. Přesto nelze brát výsledky Fangmeierova výzkumu na lehkou váhu. Zjistil například, že obsah vitamínu C klesne u brambor až o 60 procent.
Pokračování na straně IX
Oxid uhličitý ovlivní i jídelníček
Dokončení ze strany VII
Příčiny neumí vysvětlit. Přesto se obává, že podobných nepříjemných překvapení nás čeká už v dohledné době mnohem více.
Někteří odborníci upozorňují na fakt, že v atmosféře se zvýšeným obsahem CO2 se v rostlinách ukládají velká množství cukrů a škrobu a tím se „ředí“ obvyklé porce minerálních prvků, jako je jód, železo, mangan nebo měď. V budoucnu proto konzument přijme se stejnou porcí potravy méně minerálních prvků.
Sója pěstovaná v takové atmosféře má sice až o polovinu více cukrů a škrobů, ale koncentrace vápníku a zinku v ní klesají o 10 až 20 procent. Irakli Loladze z University of Nebraska hovoří v této souvislosti o „skrytém hladu“, při kterém můžeme i s plným břichem trpět nedostatkem minerálů. Skrytý hlad zdaleka nepostihne jen lidi a domácí zvířata, u nichž může mít i poměrně malá změna v příjmu minerálních látek dosti nepříznivé dopady na zdraví. Rostliny chudší na minerální látky mohou ovlivnit i procesy ve volné přírodě.
Třetí svět má obavy Vzestup výnosů pod vlivem zvýšených koncentrací oxidu uhličitého v ovzduší nemusí být tak razantní, jak se původně zdálo. Pokusy v uzavřených sklenících například naznačovaly, že sója zvýší v atmosféře s 0,055 procent oxidu uhličitého výnos asi o třetinu. Novější studie pod otevřeným nebem ale přinášejí při stejném vzestupu koncentrací CO2 nejvýše poloviční nárůst úrody.
„Jestli se na vzestup koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší nezačneme připravovat už dneska, čekají nás vážné problémy,“ varoval v rozhovoru pro vědecký časopis Nature agronom Stephen Long.
Indický ekolog Pramod Aggarwal je přesvědčen, že v rozvojových
S obavami očekávají odborníci změny ve výnosech rýže, která živí
více než polovinu lidí zemích může být negativní dopad zvýšených koncentrací CO2 v ovzduší na kvalitu úrody mnohem závažnější než v ekonomicky vyspělých zemích. Rostliny zvýší výnos v reakci na bohatší zdroj oxidu uhličitého jen v případě, že jsou dobře hnojené, zavlažované a chráněné před chorobami a škůdci. Nic z toho se nedá v třetím světě garantovat.
Škůdcům může změna ve složení rostlin překvapivě vyhovovat. Například brouku bázlivci, který škodí na kukuřici nebo sóji, rostliny pěstované za vyšších koncentrací CO2 vyloženě svědčí. Klade dvakrát tolik vajíček a v následujících letech přerůstá jeho výskyt v kalamitu.
S velkými obavami očekávají odborníci změny ve výnosech rýže, která zajišťuje výživu více než poloviny lidstva. Na tuto plodinu je odkázána většina lidí v nejchudších zemích světa, jež už dnes balancují na pokraji hladomoru. Rýže bude dávat v atmosféře bohatší na oxid uhličitý vyšší úrodu jen za předpokladu, že se příliš neoteplí. Razantnější zvýšení teplot už nesnese a její výnosy klesnou. I proto se Pramod Aggarwal a další experti obávají poklesu globální produkce potravin.
Efekt zvýšených hladin oxidu uhličitého se zdaleka neomezí pouze na pole. Zasáhne celou přírodu a může mít drastické dopady i na volně žijící tvory. Pokusy už ukázaly, že některý hmyz okusující listy rostlin v atmosféře se zvýšeným obsahem oxidu uhličitého trpí nedostatkem proteinů v potravě. Následkem toho pomaleji roste a hůře se rozmnožuje.
První problémy můžeme podle některých expertů očekávat už kolem roku 2050. Co bude dál? Těžko říci. Drtivá většina pokusů zkoumala dopady koncentrací oxidu uhličitého, jaké mohou nastat v polovině 21. století.
Výsledky experimentů modelujících efekt dalšího růstu koncentrace CO2v ovzduší zatím nejsou k dispozici. Dlouhodobější výhled na osud úrody za sto či více let proto zůstává nejasný.
***
Obsah vitamínu C klesne u brambor pěstovaných ve vyšších koncentracích CO2 až o 60 procent
Pro rostliny ráj, pro člověka zdravotní rizika Vykrmovací dietu si někdy okolo roku 2050 dopřejí rostliny, pokud hladina oxidu uhličitého bude stoupat současným tempem. Pokusy naznačují, že obilí, brambory a další kulturní plodiny sice porostou „jako z vody“, ale budou obsahovat méně bílkovin, některých minerálních prvků a můžou nastat problémy při výrobě potravin.
Pivo ztratí pěnu, protože ječmen, jedna z podstatných složek při vaření piva, bude obsahovat méně bílkovin a minerálních prvků.
Smažené bramborové hranolky budou jedovaté, protože při tepelné úpravě se v nich začne vytvářet akrylamid, látka, která pravděpodobně způsobuje rakovinu. Může se rovněž stát, že těsto na chleba připravené z obilí vypěstovaného při vyšších koncentracích oxidu uhličitého nebude kynout.
O autorovi| Jaroslav Petr biolog
