Jeśli kiedykolwiek doświadczyłeś gęstego dymu z pożaru , wiesz, jak powoduje kaszel, pieczenie oczu i naprawdę chcesz być gdziekolwiek indziej — na przykład na plaży z ciepłą morską bryzą. Ale ludzie nie są jedynymi żywymi istotami, które mogą cierpieć z powodu negatywnych skutków dymu z pożaru . Roślinność, w tym rośliny i uprawy, na których żyjemy, również może.
Podczas gdy my możemy uciec na brzeg, by zaczerpnąć świeżego powietrza, rośliny tkwią mocno w glebie, zmuszone walczyć z jednym z najbardziej niszczycielskich skutków ubocznych dymu: bezsłonecznym niebem. Bez światła słonecznego rośliny nie mogą fotosyntetyzować , a to zła wiadomość dla wszystkich, w tym dla ludzi, którzy je jedzą, a co ważniejsze, dla rolników, którzy je uprawiają.
Kiedy gęsty dym na kilka tygodni pokrywa pokosy pól uprawnych, plony stają się mniejsze i później dojrzewają, a rolnicy mają mniej produktywne plony.
Zielona maszyna: jak działa fotosynteza
Aby zrozumieć, jak dym z pożaru wpływa na fotosyntezę, warto wiedzieć, dlaczego światło słoneczne jest niezbędne do fotosyntezy.
„Ponieważ fotosynteza dostarcza energii dla wszystkich procesów zachodzących w roślinie, wiele funkcji może zostać spowolnionych przez zmniejszoną szybkość fotosyntezy” – mówi Gordon Jones , adiunkt rolnictwa na Uniwersytecie Stanowym Oregon . Jones współpracuje z rolnikami w południowo-zachodnim Oregonie i wykorzystuje badania, aby zapewnić rolnikom porady i zasoby. „W zależności od czasu palenia, jego gęstości i czasu trwania, możemy spodziewać się zmniejszonych plonów z niektórych gatunków, spowolnienia dojrzewania lub zmian w końcowej jakości plonu”.
Prawie każda roślinność, od letniej kukurydzy w kolbach po glony w stawach, wykorzystuje do wzrostu proces fotosyntezy. Wymaga trzech zasobów: rośliny pobierają wodę z gleby, dwutlenek węgla (CO2) z atmosfery i energię ze światła — zwykle słońca — do wytwarzania cukrów. Cukry są tym, co napędza roślinę, aby utrzymać się przy życiu, tj. utrzymać życie i rosnąć. Bez fotosyntezy rośliny po prostu nie mogą rosnąć, a mielibyśmy o wiele mniej do jedzenia.
Dym i lustra
Kiedy gęsty dym z pożarów unosi się z pożarów oddalonych o wiele kilometrów, niesie ze sobą ciężki koc cząsteczek dymu. Cząsteczki te działają jak maleńkie lusterka, odbijając słońce z dala od upraw.
„Kiedy warunki są bardzo zadymione, te cząsteczki dymu rozpraszają lub odbijają światło i zmniejszają intensywność światła docierającego do liścia” – mówi Jones. „Przy intensywności światła zmniejszonej przez zadymione niebo, może być mniej energii przychodzącej do zasilania fotosyntezy, a proces ulega spowolnieniu”.
Ponieważ fotosynteza napędza wszystkie procesy roślinne, od szybkości wzrostu od nasiona do kiełkowania do czasu dojrzewania, rośliny potrzebują dostępu do wysokiej jakości światła. Kiedy pożar zmniejszy dostępność światła, ucierpi wiele funkcji rośliny. Właśnie dlatego ciężki dym z pożarów, szczególnie na obszarach takich jak północno-zachodni Pacyfik, jest problemem dla niektórych rolników. Walczące rośliny oznaczają mniej produktywne plony.
Dym z pożaru nie oznacza jednak nieuchronnej zagłady plonów. Sukces lub porażka uprawy, na którą wpłynął dym, ostatecznie sprowadza się do czasu. „W większości przypadków rośliny zbierane na owoce lub nasiona mają tylko jedną szansę na dojrzewanie” – mówi Jones. „Zmniejszone warunki świetlne z zadymionego nieba prawdopodobnie spowolnią dojrzewanie, a być może, jeśli dojrzewanie zostanie wystarczająco spowolnione i nastąpi wczesny przymrozek, może on uszkodzić lub zabić rośliny, zanim plony będą gotowe do zbioru”.
Jones pamięta, jak kilka lat temu został wezwany na uprawę dyni. To było szczególnie zadymione lato w Oregonie. Zbliżał się targ halloweenowy, a dynie rolnika wciąż były zielone. Jones podejrzewał, że winowajcą niedojrzałego squasha było lato pełne dymu. Nie była to dobra wiadomość dla plonów rolnika przy żniwach.
„Dynie, zmierzające na targ z latarniami dyni, to jedna z tych upraw, które mają ostateczny termin: Halloween. Te dynie mogły „odzyskać” i zmienić kolor, gdyby niebo się przejaśniło, ale dla rolnika tylko dynie mają prawdziwą wartość tydzień przed Halloween i są prawie bezwartościowe tydzień później."
Srebrna podszewka dla rolników
Fotosynteza to złożony proces, a wraz z niedawnym wzrostem pożarów lasów i susz w zachodniej części Stanów Zjednoczonych naukowcy postanowili dokładniej zbadać wpływ dymu na rośliny. Okazuje się, że wśród szarego nieba jest srebrna podszewka dla rolników.
Badanie z 2020 roku opublikowane w Journal of Biological Research dotyczące pożarów lasów w Kalifornii dotyczyło szeregu roślin i upraw żyjących na zadymionym niebie. Naukowcy odkryli, że ilość dostępnego światła słonecznego zmniejszyła się tylko o 4 procent.
W umiarkowanych ilościach dymu światło było rozproszone, a nie całkowicie przekierowane, co oznacza, że światło słoneczne było bardziej rozproszone. W rezultacie bardziej krzaczaste rośliny, takie jak łodygi kukurydzy, przyjmowały światło przez całą roślinę, a nie tylko przez najwyższe liście, znajdujące się najbliżej światła słonecznego. W ten sposób fotosyntetyzowali więcej, a nie mniej.
„Przy bardziej rozproszonym świetle odbijającym się, te liście głębiej w koronie otrzymują więcej światła i mogą fotosyntetyzować z większą szybkością niż w innych warunkach” – mówi Jones. „Odrobina dymu lub mgiełki zwiększy fotosyntezę całej rośliny, ale bardzo gęsty dym przechwyci tak dużo światła, że fotosynteza zostanie zmniejszona”.
Nie wszystko stracone, tylko mglisty
Jones zauważa, że jeśli rolnicy zapewnią, że ich rośliny otrzymują dużo wody z gleby (poprzez podlewanie) i CO2 z atmosfery (poprzez upewnienie się, że liście są czyste i wolne od popiołu), większość upraw może wyzdrowieć z gęstej pokrywy dymowej. W niektórych przypadkach umiarkowana ilość dymu może nawet zwiększyć fotosyntezę.
Oczywiście nie jest dobrym pomysłem rozpalanie ognia w ogrodzie, aby uzyskać lepszy sezon, ale pozytywną oznaką zniszczenia przez pożar jest to, że niektóre rośliny czerpią korzyści z rozproszonego światła słonecznego wytwarzanego przez dym. Jednak w sytuacjach, gdy dym jest gęsty i bezlitosny przez tygodnie, cierpią ludzie, rośliny i cały nasz ekosystem.
Teraz to ciekawe
Dym z pożaru jest uciążliwy dla winiarni w Kalifornii. Tam, gdzie jest pożar, jest popiół, a cząsteczki popiołu mogą pokryć winogrona. Kiedy splamione dymem winogrona są przerabiane na wino, zamiast soczystej śliwki lub pieprzu, pijący dostają popielniczkę.
