ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О воздушном питании зеленых растений из "Агрохимия" В среднем сухое вещество растений содержит около 45% углерода и 42% кислорода. Источником углерода и кислорода для синтеза органических веществ растения является воздушное питание. Углекислый газ проникает вместе с воздухом в листья через устьица , густо усеивающие листовую пластинку (рис. 3). Одновременно через устьице идет испарение воды. Суммарная поверхность листьев превосходит (в 20—70 и больше раз) площадь почвы, занимаемую растением, что создает хорошие условия для поглощения СОг и энергии солнечных лучей зелеными листьями. Этим цветом они обязаны хлорофиллу, космическую роль которого убедительно раскрыл К. А. Тимирязев, ибо без хлорофилла растения не могли бы улавливать энергию солнечных лучей, а следовательно, и запасать ее в форме потенциальной энергии урожая. [c.42] Содержание хлорофилла в свежих листьях незначительно 1—3 г на 1 кг, или около 1 мг на 25 см листовой пластинки. Но дисперсность этого пигмента столь велика, что общая поверхность ее зернышек примерно в 200 раз превышает суммарную поверхность листа. Работа, выполняемая хлорофиллом, отличается высокой интенсивностью. В продолжение одного часа на свету каждый миллиграмм хлорофилла способствует ассимиляции листом в 5 раз большего количества углекислоты. За световой летний день лист накапливает до 25% новых органических веществ 5—10% их расходуется на дыхание. Все же растение окисляет в процессе дыхания от 15—20 до 30—50% ежедневно образуемых углеводов. [c.42] Из сказанного ясно, что воздушное питание растения тесно связано с зольным и азотным, которое осуш ествляется через корни. [c.43] Главное в фотосинтезе — превращение энергии солнечных лучей в химическую энергию и синтез новых органических соединений за счет энергии фотохимических реакций. Фотохимическая реакция способствует образованию богатой энергией аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая участвует во многих превращениях веществ в организме, связанных с затратой энергии. [c.43] Долгое время полагали, что солнечная энергия затрачивается в процессе фотосинтеза на распад СОг с выделением кислорода в атмосферу и соединением углерода с водой. Начальным продуктом фотосинтеза считался формальдегид, хотя он в растениях никогда не был обнаружен. Объясняли это быстрым превращением его в глюкозу 6СНОН- СеН1гОв. Однако в опытах, где применяли радиоактивный углерод, формальдегида в листьях не было обнаружено даже через 30 секунд после начала фотосинтеза. Стало очевидным, что они не образуется. Выяснилось, что не происходит и разложения углекислого газа. [c.43] Виноградов (1941) при помощи изотопного метода установил, что кислород, выделяемый растениями при фотосинтезе,— это кислород не углекислоты, а воды. Следовательно, в процессе фотосинтеза растение разлагает воду, а не СОг. [c.43] В дальнейшем были выявлены две фазы этого процесса фотосинтеза первая из них идет на свету и сводится к разложению воды, выделению кислорода и возникновению с участием водорода восстановленных соединений, вторая (темновая) включает ассимиляцию углекислоты и образование различных органических соединений. [c.43] Коэффициент использования растениями падающей на них солнечной энергии вевысок около 1,98% у кормовых корнеплодов, 2,18 у кормовых трав, 2,38 у картофеля, 2,42—2,74 у зерновых хлебов, 3,61 у льна-долгунца и 4,79% у люпина (все цифры для нечерноземной зоны). Значительно повысить коэффициент использования растениями энергии солнечных лучей можно возделыванием высокоурожайных культур и введением повторных (пожнивных) посевов. [c.43] Ежегодно на всей поверхности земного шара (150 млн. км суши и 360 млн. км океанов и морей) растения синтезируют около 400 млрд. т органических веществ. Если бы не было нополпения углекислого газа в атмосфере, то примерно за четыре года он бы полностью связался зелеными растениями. При гниении и горении часть СОг, поглощенного растениями, возвращается обратно в атмосферу. Регулирует концентрацию углекислого газа в воздухе мировой океан, содержащий на два порядка цифр больше СОг, чем атмосфера (рис. 5). Растворимость углекислоты в воде зависит ,0т температуры и давления. Летом, когда температура воды повышается, растворимость СОг падает и часть ее улетучивается в воздух. Напротив, зимой при понижении температуры воды некоторое количество углекислого газа снова перемещается в водные бассейны. Но для растений как раз и важно повышение содержания СОг в воздухе в период вегетации. [c.43] При содержании в воздухе углекислого газа менее 0,01% в растениях прекращается фотосинтез. Сельскохозяйственные культуры, стремясь преодолеть недостаток углекислоты в атмосфере, развивают листовую поверхность. В опытах с искусственным увеличением количества углекислого газа в теплицах и в полевых условиях наблюдалось заметное повышение урожая. [c.44] Корни растения поглощают только 1—5% необходимой им СОг, остальное же количество ее усваивается листьями. Углекислота, поступившая через корни, частично фиксируется при карбоксилировании с образованием органических кислот — яблочной, щавелевой, янтарной и фумаровой (больше всего — двух первых), а частично продвигается в неизмененном состоянии до листьев. Разумеется, фиксация СОг, отмечавшаяся в тканях корнеплодов, клубней и корней, может идти лишь при использовании энергии других процессов. А это означает, что от такого усвоения углекислоты потенциальная энергия, накопленная урожаем, не возрастает. [c.44] Вернуться к основной статье