science >> Wetenschap >  >> Geologie

Wildvuurrook heeft invloed op de fotosynthese. Hier is hoe

Rook van bosbranden hangt boven Lake Isabella tijdens de Franse brand in het Sequoia National Forest bij Kernville, Californië, in augustus 2021. PATRICK T. FALLON/AFP via Getty Images

Als je ooit dichte rook van een natuurbrand hebt ervaren, je weet hoe je ervan moet hoesten, brandt je ogen en wil eigenlijk gewoon ergens anders zijn - zoals op een strand met een warme zeebries. Maar mensen zijn niet de enige levende wezens die nadelige gevolgen kunnen ondervinden van bosbrandrook. vegetatie, inclusief de planten en gewassen waarop we leven, kan ook.

Terwijl we kunnen ontsnappen naar de kust voor een frisse neus, planten zitten stevig vast in de grond, achtergelaten om te strijden tegen een van de meest verwoestende bijwerkingen van de rook:een zonloze lucht. Zonder zonlicht, planten kunnen niet fotosynthetiseren, en dat is slecht nieuws voor iedereen, inclusief de mensen die ze eten, en nog belangrijker, de boeren die ze verbouwen.

Wanneer dichte rookdekens wekenlang de landbouwvelden overspoelen, gewassen worden kleiner en rijpen later, en boeren blijven achter met een minder productieve opbrengst.

De groene machine:hoe fotosynthese werkt

Om te begrijpen hoe rook van bosbranden de fotosynthese beïnvloedt, het is handig om te weten waarom zonlicht essentieel is voor fotosynthese.

"Omdat fotosynthese de energie levert voor alle processen in de plant, veel functies kunnen worden vertraagd door verminderde fotosynthese, " zegt Gordon Jones, een assistent-professor landbouw aan de Oregon State University. Jones werkt samen met boeren in het zuidwesten van Oregon en gebruikt onderzoek om boeren advies en middelen te geven. "Afhankelijk van de timing van de rook, zijn dichtheid en duur, van bepaalde soorten konden we lagere opbrengsten verwachten, vertraagde rijping, of veranderingen in de uiteindelijke kwaliteit van het gewas."

Bijna elke vegetatie, van je zomerse maïskolf tot algen in vijvers, gebruikt het proces van fotosynthese om te groeien. Het vereist een trifecta aan middelen:planten nemen water uit de grond, koolstofdioxide (CO2) uit de atmosfeer en energie van het licht - meestal de zon - om suikers te maken. Suikers zijn de brandstof voor de plant om door te blijven gaan, d.w.z., om in leven te blijven en te groeien. Zonder fotosynthese, planten kunnen gewoon niet groeien, en we zouden veel minder te eten hebben.

Een boerderij in Colton, Oregon, wordt bedekt door vervuilde lucht van nabijgelegen bosbranden. Stanton Sharpe/SOPA Images/LightRocket via Getty Images

Rook en spiegels

Wanneer dichte bosbrandrook naar binnen komt van branden mijlen ver weg, het brengt een zware deken van rookdeeltjes met zich mee. Deze deeltjes werken als kleine spiegels, weerkaatsen de zon weg van gewassen.

"Als de omstandigheden erg rokerig zijn, die rookdeeltjes verstrooien of reflecteren licht en verminderen de intensiteit van het licht dat het blad bereikt, "zegt Jones. "Met de lichtintensiteit verminderd door een rokerige lucht, er kan minder binnenkomende energie zijn om de fotosynthese aan te drijven en het proces vertraagt."

Omdat fotosynthese alle processen van een plant aandrijft, van hoe snel ze groeien van zaad tot spruit tot wanneer ze rijpen, planten hebben toegang tot kwaliteitslicht nodig. Wanneer wildvuur de beschikbaarheid van licht vermindert, veel functies van de plant zullen eronder lijden. Dat is de reden waarom zware bosbrandrook, vooral in gebieden zoals de Pacific Northwest, is een punt van zorg voor sommige boeren. Worstelende planten betekenen een minder productieve opbrengst.

Wildvuurrook betekent niet dreigend onheil voor een oogst, Hoewel. Het succes of falen van een door rook aangetast gewas komt uiteindelijk neer op timing. "In de meeste gevallen, planten geoogst voor hun fruit of zaden hebben maar één kans om te rijpen, ", zegt Jones. "Gereduceerde lichtomstandigheden door rokerige luchten zullen de rijping waarschijnlijk vertragen, en misschien als de rijping voldoende wordt vertraagd en er een vroege vorst optreedt, kan de vorst de planten beschadigen of doden voordat de oogst kan worden geoogst."

Jones herinnert zich dat hij een paar jaar geleden werd geroepen voor een pompoenoogst. Het was een bijzonder rokerige zomer geweest in Oregon. De Halloween-markt naderde, en de pompoenen van de boer waren nog groen. Jones vermoedde dat een rookzware zomer de boosdoener was van onvolwassen squash. Dat was geen goed nieuws voor de opbrengst van de boer na de oogst.

"Pompoenen, op weg naar de jack-o'-lantern-markt, zijn een van die gewassen met een deadline:Halloween. Die pompoenen zijn misschien 'hersteld' en verkleurd als de lucht was opgeklaard, maar voor de boer Pompoenen hebben pas echt waarde in de week voor Halloween en zijn de week erna bijna waardeloos."

Een zilveren voering voor boeren

Fotosynthese is een complex proces, en met de recente toename van bosbranden en droogte in het westelijke deel van de Verenigde Staten, onderzoekers besloten de impact van rook op planten nader te onderzoeken. Blijkt, er is een zilveren randje voor boeren te midden van een saaie grijze lucht.

Een studie uit 2020, gepubliceerd in het Journal of Biological Research over bosbranden in Californië, keek naar een reeks planten en gewassen die in een met rook gevulde lucht leven. Onderzoekers ontdekten dat de beschikbare hoeveelheid zonlicht met slechts 4 procent afnam.

Bij matige hoeveelheden rook, het licht werd diffuus in plaats van volledig omgeleid, wat betekent dat zonlicht meer verspreid was. Het resultaat was dat bossigere gewassen, zoals maïsstengels, geaccepteerd licht over de geheel plant in plaats van alleen de bovenste bladeren, dichtst bij het zonlicht. Dus, ze hebben eigenlijk meer fotosynthetiseerd, niet minder.

"Met meer diffuus licht dat rondkaatst, die bladeren dieper in het bladerdak ontvangen meer licht en kunnen met hogere snelheden fotosynthetiseren dan ze anders zouden doen in heldere omstandigheden, ", zegt Jones. "Een klein beetje rook of waas zal de fotosynthese van de hele plant verhogen, maar zeer dichte rook zal zoveel licht onderscheppen dat de fotosynthese zal worden verminderd."

Dikke rook van de Glass Fire van 2020 nestelt zich tussen de rijen druiven bij de Wolleson Vineyard in Calistoga, Napa Vallei, Californië in september 2020. Charlie Wolleson, die het land bewerkt, zei dat de rook van het vuur de oogst van 2020 verpestte. SAMUEL CORUM/AFP via Getty Images

Alles is niet verloren, Gewoon wazig

Jones merkt op dat als boeren ervoor zorgen dat hun planten voldoende water uit de grond krijgen (door water te geven) en CO2 uit de atmosfeer (door ervoor te zorgen dat de bladeren schoon en asvrij zijn), de meeste gewassen kunnen herstellen van dichte rook. In sommige gevallen, een matige hoeveelheid rook kan zelfs de fotosynthese stimuleren.

Blijkbaar, het is geen goed idee om een ​​vuurtje in je tuin aan te steken om een ​​sprong in het seizoen te maken, maar de zilveren rand te midden van vernietiging door bosbranden is dat sommige planten profiteren van het diffuse zonlicht dat rook creëert. Echter, in situaties waar de rook wekenlang dicht en meedogenloos is, mensen, planten en ons hele ecosysteem lijden.

Dat is nu interessant

Wildvuurrook is een pijn in de as voor wijnmakerijen in Californië. Waar bosbranden zijn, er is as, en asdeeltjes kunnen druiven omhullen. Wanneer met rook besmeurde druiven tot wijn worden verwerkt, in plaats van de smaak van sappige pruimen of pepertonen, drinkers krijgen een mondvol asbak.