Leif Andersson Henriksbergsvägen 104 136 67 Vendelsö 2010-09-05

Koldioxidgödsling
=================

Våra kulturväxter omvandlar solljus till kemisk energi i form av energirika kolhydrater.
Verkningsgraden i denna omvandling ligger kring 1 ⁰/₀₀.

De energiomvandlingsprocesser som vi använder har utvecklats och förbättrats från det att vi
upptäckte de fenomen som de bygger på. I många fall har vi börjat med verkningsgrader som
räknats i promille för att komma fram till verkningsgrader på tiotals procent. Det gäller
ångmaskiner, lampor, solceller med mera.

Människan kan bara tillgodogöra sig några av de kolhydrater som växterna producerar. När hon
var hänvisad till att använda vilda växter kunde den andel av solljuset som hon kunde utnyttja
räknas i ppm. Men genom att utnyttja djur som betade över stora ytor och koncentrerade
användbar näring kunde hon överleva även i kargt klimat.

När människan uppfann jordbruket för 10 000 år sedan påbörjade hon en utveckling av
verkningsgraden i solljusanvändningen från ppm mot promille.

I Första Mosebok berättas om hur människan uppfinner jordbruket (syndafallet). Hur hon
börjar äta av växter som vaxer mitt i Paradiset. Hur den bofaste Kain slår ihjäl herden Abel
och får lagfart i form av ett pannmärke som klanhövdingen Jahve ger honom.

Vi har lärt oss allt mer om hur vi tillför vatten och alla mineral som växterna behöver, hur vi
bearbetar jorden för att ge den lämplig struktur och hur vi håller oönskade växter och skadedjur
borta. Detta har sakta medfört ökande skördar men det är först nu som vi fått möjligheter att,
inom rimlig tid, påverka växternas egenskaper för att uppnå högre verkningsgrad.

Forna tiders kulturväxter var arter som överlevt den låga koldioxidhalten i luften under och efter
istiden. Det naturliga urvalet gav ett evolutionstryck mot arter som med god marginal klarar låg
koldioxidhalt. Något evolutionstryck mot högre verkningsgrad har knappast funnits frånsett en
viss utsädesselektion i människans odling.

Om vi verkligen utnyttjade allt vi lärt oss för att utveckla växter med hög verkningsgrad skulle vi
kanske kunna gå från 1 ⁰/₀₀ till 10 ⁰/₀.

Vad skulle det innebära om vi kunde få fram växter med 10 ⁰/₀ verkningsgrad?

Med 10 ⁰/₀ verkningsgrad skulle en 100 m² odlingsyta kunna ge lika mycket som en åker på 1 ha med
verkningsgraden 1 ⁰/₀₀. På ett vanligt villatak skulle man kunna odla tillräckligt för att försörja
en familj.

Hög avkastning minskar behovet av odlingsyta. Det innebär att det blir enklare att ordna bevattning
och gödselspridning och behover av bekämpningsmedel minskar.

Men utvecklingen från 1 ⁰/₀₀ till 10 ⁰/₀ går inte i ett enda steg. En lämplig början kan vara att se
på vad dagens växter kan åstadkomma om alla byggstenar finns i optimal mängd.

Vi har utvecklat allt bättre metoder för att tillföra vatten och mineral i optimal mängd. I växthus
har vi även sett att höjd koldioxidhalt i luften ger ökad skörd. Den senaste tidens ökning av
luftens koldioxidhalt har skett samtidigt som våra skogars tillväxthastighet ökat och våra åkrar
gett större skördar även om det inte är helt klart om denna samvariation kan knytas till ett
orsakssamband.

Vanligen ser man koldioxidgödsling som ett teoretiskt möjligt men praktiskt omöjligt sätt att öka
växters verkningsgrad. Men är koldioxidtillförsel verkligen så mycket svårare än bevattning och
annan gödsling?

Koldioxid är tyngre än luft. Tillför man koldioxid vid markytan kan den, vid vindstilla, bli liggande
under ganska lång tid.

I vissa dala har man problem med att kall luft (som är tyngre än varm luft) rinner ner i dalen och
ger en tillväxthämmande kyla. Om mani eller intill en sådan dal lägger ett kolkraftverk skulle man
kunna tillföra varm koldioxid somlägger sig utmed dalens botten.

Ju högre verkningsgrad man uppnår ju större skörd per kvadratmeter får man och ju mer kan man
investera i varje kvadratmeter. Vid 1 ⁰/₀₀ kan en åker på 1 ha bära
stängsling för betesdjur. Vid något högre verkningsgrad kanske en liten åker kan bära en tät
inhängnad som hindrar koldioxid från att strömma ut.

Det är inte bara landväxter som via fotosyntes bygger upp energirika kolföreningar. I vatten är det
huvudsakligen alger som står för fotosyntesen. Vi skulle kunna odla alger i koldioxidberikat vatten
(vichyvatten). Vi skulle kunna leda ner avgaserna från ett kolkraftverk i vatten och odla alger i
det koldioxidrika vattnet. De odlingsytor som finns tillgängliga för sådan odling är mycket stora.

När skörden per kvadratmeter ökar kan man investera mer för att ytterligare öka skörden och
intresset ökar för att ta fram arter som kan tillvarata de möjligheter som investeringarna öppnar.
Det ena steget ger det andra. Om utvecklingen kommer igång kan den gå fort. Men finns det nu
förutsättningar för att ta första steget?

En vanlig åker kan inte idag bära kostnaden för inhängnad med en halvmeterhög remsa av
lättviktspresenning för att hålla kvar koldioxid. Däremot ökar intresset för att kombinera
kraftvärmeverk med växthus som utnyttjar avgaserna.

För de högprisgrönsaker som odlas i växthus är koldioxidgödsling redan nu lönsam. Men där är
utveckling av nya arter förknippad med många krav. Det handlar inte bara om att uppnå högre
verkningsgrad. Produkterna måste uppfylla krav på smak, utseende, hållbarhet, vitaminhalt,
transporttålighet med mera. Utvecklingen av anpassade arter går därför ännu ganska långsamt
men vi kan förvänta oss en allt snabbare utveckling av teknik för koldioxidhantering.

En hög koldioxidhalt kanske även kan fungera som ett sätt att hålla skadeinsekter borta.

Även om den stora boomen för koldioxidgödsling av arter med hög verkningsgrad ligger något
eller några årtionden fram i tiden kan vi redan nu se att den är på väg. Det börjar nu bli dags att
leta efter användbara gener.

I många miljoner år har Jordens medeltemperatur legat vid 22 ^oC (nuvarande 15 ^oC) atmosfären har
haft hög koldioxidhalt. I detta klimat har växter haft möjlighet att anpassa sig. Det är troligt att det
lett till en genuppsättning för betydligt snabbare fotosyntes. Det är möjligt att dessa gener finns kvar
hos dagens växter eller i fossil från en frodigare tid. Kanske handlar det bara om att växter vid
högre temperatur och högre koldioxidhalt kan göra sig av med sin komplicerade metod att samla
in sällsynta koldioxidmolekyler.

Ett kolkraftverk avger varma koldioxidrika avgaser. Intill ett sådant kraftverk borde man kunna
efterlikna det varma koldioxidrika klimatet från gångna tider. Om man släpper ut varm luft är den
lättare än kall luft och stiger därför upp utan att breda ut sig utmed marken. Koldioxid däremot
är så mycket tyngre än luft att det borde vara möjligt att få 22-gradig koldioxid att ligga kvar som
ett markskikt.

Det som nu behöver göras är två saker. Dels utveckling av metoder för att lägga ut koldioxidskikt,
dels att undersöka olika växters svar på koldioxidgödsling.

Studier av olika växters svar på höjd koldioxidhalt lämpar sig väl för amatörförsök. Koldioxid kan
man enkelt framställa med en gasolbrännare, ett värmeljus eller en spritlåga. Och resultat från
många hobbyodlares försök kan samlas in via Internet. Det handlar om många enkla försök med
många olika växtarter, en perfekt uppgift för en nyfiken allmänhet.

Om man gör försök att hitta växter med hög verkningsgrad är det då någon ide att upprepa
försöken för att försöka förädla växter mot högre verkningsgrad? Hur snabbt kan anpassning
till en ny omgivning gå ?

Det finns ett försök med ett resultat som kallas "Spiegelmans monster". Spiegelman utgick från en
RNA-sträng på 4 500 nukleotider som han placerade i en miljö som innehöll allt som denna sträng
behövde för att reproducera sig. Efter 74 generationer hade strängen gjort sig av med onödiga
delar och reducerats till en snabbreproducerande sträng på 220 nukleotider. Gener kan alltså
ganska snabbt anpassa sig till förändringar i omgivningen. Och om man lär sig att upptäcka och ta
vara på förändringar som går åt rätt håll kanske man kan ta några steg mot högre verkningsgrad.

Ingen dålig hobby!!!

___________________________________
-----------------------

Till http://www.lexsup.se