Техника - молодёжи 1979-08, страница 22
ТРИБУНА СМЕЛЫХ ГИПОТЕЗ ХЕМОСИНТЕЗ-ПОДЗЕМНЫЕ САДЫ БЕЗ СВЕТА И КИСЛОРОДАЮРИЙ ШИРИНКИН, лесотехник (Мурманская обл.) Рис. автора Какую часть солнечной энергии используют растения? Ничтожную. Как ни странно, причина кроется в несовершенстве света как способа доставки энергии к растениям. Виноват прямолинейный характер его распространения. Из-за него невозможно весь излучаемый поток целиком направить на листья. Часть неизбежно поглощается грунтом. Нам хочется посадить капусту как можно теснее, поскольку нас интересует максимальный урожай, а делать этого нельзя — ростки станут затенять друг друга. Вот если бы иные условия светораспростране-ния!.. Расширение производства «зеленого золота» — одна из острейших проблем современности. И уже висит в воздухе острая мысль: а не придет ли на смену традиционному земледелию искусственное выращивание растений на специальных «заводах»? Ведь преимущества его очевидны. Во-первых, урожай не зависит от капризов погоды и климата местности. Растения можно возделывать круглый год и регулярно получать урожай любых культур в любом уголке страны. Во-вторых, можно резко повысить эффективность хозяйства, создавая наилучшие условия для растений. В-третьих, возможна полная механизация и автоматизация всех процессов. И есть только один существенный недостаток — необходимость электрического освещения. Это ахиллесова пята всех известных сегодня методов искусственного выращивания сельскохозяйственных культур. Причина несовершенства «электрических солнц» кроется в короткой жизни световых квантов. Не будучи тут же использованы на нужды фотосинтеза, они пропадают, превращаясь в тепло, теряются безвозвратно. И нужно снова и снова тратить драгоценную энергию, питая жадные к свету зеленые листья. А может быть, можно и без света? ХемосинтезИзвестно, что некоторые микроорганизмы способны развиваться за счет энергии окисления неорганических веществ. Для водородных, например, бактерий таким «горючим» является свободный водород, они окисляют его кислородом до воды. Отсюда их поразительная особенность — способность жить в атмосфере гремучего газа (то есть смеси водорода и кислорода). Правда, для роста им, как и растениям, необходимы углекислый газ и минеральные соли. Но вот что еще интересно: «странные» бактерии очень экономно используют химическую энергию, заключенную в гремучем газе. А следовательно, и электроэнергию (если мы будем выращивать их искусственно), которую надо затратить на получение последнего, поскольку гремучий газ проще всего получать электролизом обыкновенной воды. Если сопоставить экономичность водородных бактерий и растений в как у растений КПД фотосинтеза не превышает 15%. В отличие от световой химическая энергия питательного субстрата способна сохраняться сколь угодно долго. Она как бы законсервирована в нем до тех пор, пока не возникнет необходимость в ее использовании. Таким образом, она идет только на нужды биосинтеза. Газы гораздо легче равномерно распределить в толще культуры, нежели свет. Поэтому концентрация клеток в культуре водородных бактерий может быть много выше, чем это достижимо для фотосинтезирую-щих организмов. Это позволяет получать с небольшого объема культуры хемосинтетиков большие урожаи биомассы. электролиз © < © О w н я © X. © М «law* н И*0-Н -*он Н*»4*ла— HVNTO-M—*он MV, W ■ Н *-HfO-H—он • Н*-НтО-Н—»он ® ® ® ® q 0 1
Разделительная диафрагма не позволяет теряться электронам, получаемым на катоде. Все электроны должны поглощаться веществом-переносчиком, доставляющим их к растению. Диафрагма делит пространство хемо-синтезатора на анодное и катодное. использовании электроэнергии, затраченной на их выращивание, то картина получается следующая: КПД электролиза воды составляет 80%, в то время как КПД наиболее экономичных люминесцентных ламп, используемых для освещения растений, составляет 60%. Ко всему прочему растения способны усвоить лишь некоторую часть излучаемого спектра, так как хлорофилл настроен на прием не всего светового потока, а только волн определенной длины. КПД преобразования химической энергии гремучего газа в продукты биосинтеза у водородных бактерий составляет 25—30%, в то время Разделительная диафрагма не позволяет теряться электронам, получаемым на катоде. Все электроны должны поглощаться веществом-переносчиком, доставляющим их к растению. Диафрагма делит пространство хемо-синтезатора на анодное и катодное. Перечисленные достоинства водородных бактерий могут навести на мысль, что именно они способны обеспечить человечество обильной и дешевой пищей. Но это не совсем так. Бактериальный белок содержит много нуклеиновых кислот, избыток которых неблагоприятно отражается на обмене веществ человека. Вкусовые достоинства продукта также оставляют желать 20 |
