Amilyen zavaros és nehezen értelmezhető a címlapi képünk, olyan zavaros elképzelések születnek arról, hogyan lehetne megfelelő mennyiségű élelmiszert előállítani a 10-15 év múlva várhatóan 8 milliárd főre növekedő emberiség számára. A 2050-re várható 9 milliárd ember ellátásához pedig már kétségtelenül jelentős áttörésre van szükség. Nem kisebb a feladat ugyanis, mint hogy a mezőgazdaságnak a következő 40 évben nagyjából annyi élelmiszert, illetve élelmiszer alapanyagot kellene előállítani, mint amennyit a mezőgazdaság hajnala óta - kb. 8000 éve - összesen sikerült.

Amikor a gízai piramisokat építették, mindössze annyi ember élt a Földön, ahányan ma Magyarországon élünk. Jézus Krisztus korában már egy nagyobb európai ország mostani lakossága élt a Földön. 1904-re érte el a népesség az egymilliárdos határt, a II. világháború után pedig már több mint 2,5 milliárd ember élt a Földön, azóta pedig egyre kevesebb idő kellett ahhoz, hogy a népesség újabb milliárddal növekedjen:1987-re 5 milliárd, 1999-re 6 milliárd, és 2011-re 7 milliárd.

Egy nagyon érdekes internetoldalon akár saját szemünkkel is végigkövethetjük a folyamatot: az oldalon valós idejű kalkulált adatok találhatók az emberiséggel és a környezettel kapcsolatban: www.worldometers.info/hu. A másodpercenként frissülő adatokból látható, hogy 2013. szeptember 1-én már 7176 millió ember él a földön, és az idei népességnövekedés közel 54,5 millió.

Nem túl jó, más szóval nagyon rossz hír, hogy az egyre nagyobb népesség élelmiszerellátását egyre kisebb termőterületen és egyre romló környezeti feltételek között kell megoldani. A fent említett internetoldalon az is szerepel, hogy az idei erdőveszteség közelít a 3,5 millió hektárhoz. Ennek az eltűnt erdőterületnek egy kis részéből szántóföld lett, többnyire azonban sivatag, vagy csak kivágták a fát tüzelni vagy papírnak és nem telepítették újra az erdőt. Amúgy sivatagból is már vagy 8 millió hektárral több van a földön, mint az év elején volt, és a talajerózió miatti földveszteség is több mint 4,5 millió hektár. Az az adat sem elhanyagolható, hogy ebben az évben már közel 23 milliárd tonna CO2 kibocsájtásnál jár az emberiség, ami köztudottan korántsem javítja a klimatikus viszonyokat.

Egy szó mint száz, valamit tenni kell annak érdekében, hogy a ma is tűrhetetlenül és tarthatatlanul sok, mintegy 900 millió, éhező ember - akik közül naponta húszezren éhenhalnak - ne legyenek sokkal-sokkal többen.

A mezőgazdaság hagyományos fejlesztési lehetőségei kimerültek

A mezőgazdaság fejlődésében óriási lépés volt a műtrágyahasználat elterjedése. A múlt század első felében a Haber-Bosch eljárásnak köszönhetően lehetővé vált a légköri nitrogénből ammónia előállítása, amely igazi áttörés volt a mesterséges növénytáplálásban.

A műtrágya gyárakban kezdetben többnyire robbanóanyagot gyártottak a hadiipar számára, majd a múlt század második felében rohamosan terjedt a szántóföldek műtrágyázása. Ez akkoriban megduplázta a legtöbb növény termésmennyiségét és ma is kétségtelen tény, hogy műtrágya nélkül a sokkal kevesebbet teremnének a növények. Az egyre nagyobb adagú műtrágyahasználat korábban nem tapasztalt növényegészségügyi problémákat vetett fel, hiszen a bő nitrogénellátás hatására fejlődő vékonyabb sejtfalak és lazább szövetek kedveztek a kórokozó gombák fertőzésének. Szerencsére a 20. század második fele nem csak a műtrágyahasználat robbanását hozta, hanem a nagy vegyipari vállalatok is egyre hatékonyabb növényvédő szereket hoztak forgalomba. Az évszázad végére hatékony és szelektív gyomirtó-, rovarölő- és gombaölőszerek széles választéka állt a termelők rendelkezésére és ez azt jelentette, hogy a gyomok, a rovarok és a gombabetegségek által előidézett termésveszteség a korábbi 25-50%-ról 10% alá csökkenhetett. Ebből az is következik, hogy a műtrágyaadagok további növelésével és a legkorszerűbb növényvédelmi technológia alkalmazásával a fejletlen mezőgazdaságú területek kivételével már csak alig 10-15% növekedési lehetőség maradt, amelynek a költségei viszonylag magasak. Ráadásul a műtrágyahasználatra vonatkozó szabályozások is szigorodnak, és egyre gyakrabban hallani növényvédőszer-hatóanyagok, vagy akár egész hatóanyagcsoportok használatának a betiltásáról az Európai Unió országaiban.

A mezőgazdasági kemizálás mellett a növénynemesítés volt a mezőgazdaság fejlődésének másik nagy eleme. Közismert dolog, hogy a jelenleg termesztett szántóföldi növényfajták és hibridek jóval magasabb termésre képesek, mint a 10-20-30 évvel korábbiak.

Múlt év nyarán a BBC fiatal szabadúszó újságírója, Gaia Vince, nagy követ dobott a műtrágyázás langyos állóvizébe a BBC "Jövő és tudomány" rovatában megjelent írásával, amelyben egyértelműen leírja a műtrágyahasználat jövőt emésztő, környezetromboló voltát, amellett, hogy ő sem lát valódi alternatívát a kiváltására.

A nagy növénynemesítő-fajtatulajdonos cégek kincstári optimista vezetői is néha megemlítik, hogy a szántóföldi növényfajok többsége termőképesség vonatkozásában közel került a genetikai határhoz, ami azt jelenti, hogy nem érdemes arra várni, hogy a hagyományos nemesítési eljárásokkal olyan fajtákat-hibrideket sikerül előállítani, amelyek jóval többet teremnek a mostani legjobbaknál. A növénynemesítés irányzatait figyelve jól látszik, hogy már egy ideje nem is a termőképesség további növelése jelenti a fő irányt, hanem a növénybetegségeknek- és a környezeti stressz hatásoknak, különösen az aszályos időszakoknak jobban ellenálló növények nemesítése az elsődleges cél.

Fiat panis - legyen kenyér

Teljesen természetes dolog, hogy ha nincs más alternatíva, mint a közeli éhenhalás, vagy valami olyan megoldás, amely hosszú távon biztosan vagy esetlegesen problémás, akkor az ember a problémásat választja. Így volt ez a '60-as, '70-es években is, amikor egyértelművé vált, hogy a DDT hatóanyagú rovarölő szerek károsak az egészségre. Akkor a világon - elsőként hazánkban - majd a fejlett országokban is hamar betiltották ezek használatát, viszont olyan szegény országokban, ahol drágább készítményekkel nem tudták volna megoldani a termények védelmét, ezek a káros anyagok még sokáig forgalomban voltak.

Manapság hasonló a helyzet a GMO növényekkel. Részben kicsit átpolitizált is a téma, viszont az az összefüggés is helytálló, hogy azokon a területeken, ahol a hagyományos nemesítéssel előállított növényekkel is kényelmesen megoldható a lakosság élelmiszerellátása, ott a tisztázatlan hatásokra hivatkozva nem engedélyezik a GMO növények használatát. Afrikában, Amerikában, Ausztráliában, Kínában és Indiában, illetve ahol nem elég erős a GMO ellenes lobbi, ott már jelenleg 170 millió hektáron termesztenek idegen géneket tartalmazó GMO növényeket. Az a helyzet jelenleg, hogy a sok pejoratív attitűddel átitatódott hárombetűs rövidítést a GMO-t nem is nagyon használják már a közbeszédben, inkább a "genetically enhanced" vagyis "genetikailag javított" növényeknek nevezik a génmódosított növényeket. Ahol pedig ez sem lenne elég kifinomult, illve ahol a "genetically" szótól is szabadulni szeretnének, ott "biotech crop"-nak nevezik ezeket a növényeket.

Az ENSZ mezőgazdasági és élelmezésügyi szervezete, a FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) alapításakor azt a jelszót választotta, - és ez is került a logójára - hogy "FIAT PANIS", vagyis "legyen kenyér". A FAO-nál nagyon régóta foglalkoznak az élelmiszerellátás biztonságával és a biztonságos élelmiszer-előállítás megoldásaival. Valójában ez az 1945. október 16-án alapított szervezet fő feladata. Több jel is utal arra, hogy a FAO-nál sem nagyon képzelnek el más megoldást az emberek élelmiszer-ellátására, mint a biotechnológiai növények bevetése. A legmarkánsabb jel - ami még a sokat látott mezőgazdasági szakértőket is meglepte - az volt, hogy idén a mezőgazdaság világviszonylatban is legrangosabb díját, a mezőgazdasági Nobel-díjként is emlegetett "The World Food Prize" díjat a világ három vezető és meghatározó GMO szakembere kapta, akik közül kettő kétségtelenül a legnagyobb hatással volt a GMO növények előállítására és elterjesztésére.

Mary-Dell Chilton (középen) a Syngentánál dolgozik az Egyesült Államokban. 1981-ben csatlakozott a cég egyik elődvállalatához, a Ciba-Geigyhez, és azóta ő a Syngenta GMO anyagainak elsőszámú felelőse. A másik díjazott Robert T. Fraley (jobbra) a Monsanto szakmai alelnöke, aki 1981-óta dolgozik a cégnél, és elsődlegesen az ő érdeme, hogy 1996-ban elkészült a glyphosate-rezisztens szója, és azóta is a Monsanto utalja stabilan a növényi biotechnológia piacát. A The World Food Prize harmadik díjazottja a belga Marc Van Montagu (balra) kutatóként jeleskedett a növényi biotechnológia területén. Csak érdekességként említem, hogy 2012-ben egy izraeli mezőgazdász, Daniel Hillel kapta a díjat a víztakarékos öntözési technológia fejlesztéséért. Az idei díjazottak köre azért volt meglepő, mert - bár a díjazottak érdemeit senki nem vitatja - ez egy minden korábbinál markánsabb kiállás a GMO technológia mellett.

A biotechnológia útja

A már említett Gaia Vince ez év nyarán is megjelentetett egy ikonikus anyagot a BBC internetoldalán. Ebben felvázolja azt az utat, ami a biotechnológia számára kínálkozik a növények termőképességének a növelésére. Az elmélet lényege, hogy a növények fotoszintézise alapvetően három módon működik. A legtöbb növény fotoszintézisét C3-nak nevezik - magyarul szó szerint C3 ösvénynek - mert az első lépésben 3 CO2 -ből képződik egy 3 szénatomos szerves anyag. A növényfajok 3%-a, amely a Föld biomasszájának az 5%-át alkotja úgynevezett C4-es úton fotoszintetizál. Ez annyiban különbözik az előzőtől, hogy a széndioxidból először képződő anyag 4 szénatomos. Van még egy harmadik út is, ezt CAM-nak hívják, ezt a pozsgások használják - itt a crassulaceae sav az első képződmény.

A termesztett növények közül a kukorica, a cirok és a cukornád C4-es, a többi C3-as. Az alapvetően lényeges különbség a C3 és a C4 utak között, hogy a C4-es növények magasabb hőmérsékleten (30 °C körül) és szárazabb körülmények között is hatékonyabban fotoszintetizálnak, és egységnyi szerves anyag létrehozásához kevesebb nitrogénre és vízre van szükségük. A különbség olyan nagy, hogy amíg egy C3-as növény egy szén-dioxid megkötéséhez csaknem 800 vízmolekulát elpárologtat, addig egy C4-es kevesebb, mint 300-at.

A fenti összefüggésből kiindulva jött az ötlet, hogy ezzel a C3, C4 dologgal kellene kezdeni valamit, hiszen ha az emberiség fő táplálékát adó C3-as búzából és rizsből sikerülne biotechnológiai módszerekkel C4-es úton, vagyis hatékonyabban fotoszintetizáló növényt létrehozni, akkor az valószínűleg megoldaná az emberiség élelmiszer-ellátásának kérdését. A búza kicsit bonyolult genetikájú, a rizs viszont nagyon egyszerű.

A növényfejlesztés egyik legszebb eredménye az úgynevezett "arany rizs", amelybe olyan DNS darabokat vittek be, amelyek a karotinoid vegyületek bioszintézisét kódolják. Ettől a rizs nem fehér, hanem narancssárga és annyi benne a karotin, mint a legjobb sárgarépában. Ez a tipikusan biotech növény azt eredményezi, hogy az egyoldalúan rizsre alapozott táplálkozású területeken kiküszöböli az A-vitamin provitaminjaként funkcionáló karotin, vagyis A vitaminhiányt.

Gaia Vince a bbc.com-on megjelent híres írásában név szerint említi Prof. Jane Langdale-t, aki az Oxford Egyetemen dolgozik növények fejlesztésén. Ő azt nyilatkozta, hogy még legalább tíz évbe telik, de úgy néz ki, hogy sikerülni fog olyan rizst előállítani, ami - ha nem is teljesen - de nagyrészt áttér a C4-es fotoszintézis útjára, ettől pedig hatékonyabb lesz, és többet terem. Prof. Langdale szerint, ha a rizs esetében sikerül ezt megoldani, akkor rövid időn belül a búzánál és az árpánál is sikerül majd, ami azt eredményezi, hogy ezekből a növényekből is több termésre lehet számítani egységnyi területről.

A talajjavítás útja

A talajokkal világszerte gond van. Nem kicsi, sokkal inkább nagy. Amikor 1972. december 7-én az Apollo 17 űrhajóról, mintegy 45 ezer kilométer távolságból lefényképezték a Földet, a három űrhajós - Eugene Cernan, Ronald Evans és Jack Schmitt - azt mondta, hogy a Föld olyan az űr végtelen feketeségében, mint egy törékeny, sérülékeny kis kék üveggolyó. El is nevezték a képet The Blue Marble-nak (két üveggolyó), ami azóta is az emberiség egyik legismertebb, és legtöbbet használt képe. A '80-as - '90-es években azt hitték, hogy a Föld valóban sérülékeny - akár csak az üveggolyó - és a sérülékenységét az adja, hogy a méretéhez képest rendkívül vékony, alig pár kilométer vastagságú a sűrű légköre. Ma már világosan látszik, hogy nem a vékony, és egyre romló összetételű légréteg jelenti a Föld, illetve a földi élet sérülékenységét, hanem sokkal inkább a termőföld mindössze néhány arasznyi vastagsága, amely ráadásul sokkal gyorsabban tűnik el és/vagy romlik, mint a légkör. Ijesztő belegondolni, hogy 2-3 cm vastagságú termőföldréteg kialakulásához megfelelő körülmények között is legalább 500 évre van szükség, amit viszont az ember nem megfelelő gazdálkodással akár 5 év alatt is tönkre tud tenni. A talajpusztulás jelenleg a legjobban gazdálkodó országokban is legalább tízszerese a talajépülésnek, de van olyan ország is, ahol ez az érték hetvenszeres. Az olajválság óta gyakorta hallani arról, hogy takarékoskodni kell az olajjal, mert el fog fogyni. A www.worldometers.info/hu adatai szerint a napi 80-100 millió hordós olajkitermelés mellett is még legalább 14.000 nap van hátra az olajkészletek végéig. A mértékadó talajtudósok szerint a jelenlegi gazdálkodási gyakorlat mellett a termőtalaj nem fog ennyi ideig kitartani. A humuszos, életteli, termékeny talaj elfogy,és nem marad utána más, mint finomra őrölt kőzet.

Az USDA, az Egyesült Államok mezőgazdasági minisztériuma meg is kongatta a vészharangot és egy négypontos ajánlást tett közzé a termelőknek. Ebben azt javasolják, hogy a gazdálkodók tartsák takarva a talajfelszínt, zöldtrágyanövénnyel vagy mulccsal, lehetőleg ne bolygassák a talajt vagy csak a minimális mértékben, kerüljék a monokultúrás termesztést és vegyenek vissza a műtrágyaadagokból.

Megfelelő termőrétegű és jó minőségű talaj Magyarország nyugati határának a közelében. A 2 méter mély mintagödörbe helyezett mérőrúdon megfelelő nagyítás esetén leolvasható az egyes rétegek vastagsága. A felső 50 centimétert a természet minimum 10.000 év alatt hozta létre. A gazdálkodó feladata, hogy ne csak használja és birtokolja, hanem legalább ebben az állapotban megőrizze azt a következő generációnak.

A világ élvonalát képviselő, hazai mezőgazdasági mikrobiológiai vállalat, amelynek termékei a világ legjelentősebb mezőgazdasággal rendelkező országaiban már szabadalmi védettséget élveznek (Egyesült Államok, Brazília, a legtöbb európai ország, számos Távol-keleti ország, Ausztrália stb.) azzal egészíti ki az USDA javaslatait, hogy a talaj szerkezet-, a humusztartalom és a talajélet javítása érdekében a következő elemet muszáj beépíteni a termesztéstechnológiába:

Növénymaradványt (gabona szalma, kukoricaszár stb.) nem szabad lehordani a termőföldről, kivéve az állattartás számára, de ebben az esetben gondoskodni kell az istállótrágya visszajuttatásáról. A betakarítás után a kicsire aprított szármaradványt le kell permetezni olyan természetes talajbaktérium sűrítménnyel, amelyben van olyan talajbaktérium törzs, amely megfelelő mennyiségben képes xilanáz enzim bioszintézisére. Ennek hatására ugyanis a hosszú szénláncú cellulóz, és az amúgy nagyon nehezen bomló lignocellulóz molekulák szerkezete megbomlik és a szármaradvány hónapok alatt humifikálódik. Nem nehezíti a művelést, nem segíti a kártevők és a kórokozók áttelelését, hanem a benne lévő tápanyagok a következő növénykultúra számára felvehetővé válnak, ami műtrágyamennyiség és költségmegtakarítást jelent. A legfontosabb hozadéka viszont ennek a technológiai elemnek, hogy a szén nem a légkörbe távozik, hanem szerves kötésben maradva visszakerül a talajba, és a bontó baktériumok mellett egy későbbi fázisban kijuttatott építő hatású talajbaktériumok néhány év alatt értékes humusszá alakítják.

Ennek a technológiának a következetes alkalmazásával nem csak lassítani lehet a talajpusztulást, hanem meg is lehet állítani, sőt az USDA fontos ajánlásainak az egyidejű betartásával néhány év alatt látható és mérhető talajszerkezet-javulást lehet elérni.