Углерод – да. Но откуда?
Откуда растения получают больше углерода: из воздуха или из почвы? Мы долго спорили и размышляли об этом. Я привлек даже видных ученых, изучил классику фотосинтеза. И представьте, вопрос остался открытым. Вот вкратце наши рассуждения.
Прежде всего: откуда берется углекислый газ воздуха?
Энергия биомассы земных растений почти на два порядка больше, чем дают сейчас все виды топлива. Людей еще и в помине не было, а 0,03 % СО 2 в воздухе уже были. Выходит, вовсе не наши костры, не машины и ТЭЦ поставляют углекислый газ в атмосферу. Такую прорву СО 2 способны «выдохнуть» только те, кто съел, окислил всю растительную биомассу – обитатели почв и океанов.
Очевидно: вернуть растениям их углерод может только постоянный распад, окисление дерна или подстилки. Итак, источник СО 2 – почва. Главный резервуар, хранитель СО 2 – почвенная мульча. Будь вы на месте растений, где бы вы стали добывать СО 2 : там, где его почти нет, или там, где он сконцентрирован?
Идем далее, и находим небессмысленную аналогию. Азот – химический сосед, почти что родич углерода. В воздухе его – не доли процента, а целых три четверти. Казалось бы – бери, поглощай листьями! Но поглощается он только в виде растворов – аммония, нитратов и простой азотистой органики. Весьма логично предположить: углерод также усваивается в виде растворов. И действительно, почва просто пропитана его растворами! Это сам растворенный СО 2 , угольная кислота, карбонаты, простые сахара и всевозможные кислоты. И корни, разумеется, поглощают СО 2 и угольную кислоту – этот факт отражен еще в энциклопедии 60-х. Вопрос вот в чем: основной ли это способ добычи углерода?
По Тимирязеву, огромная площадь листьев нужна только и именно для поглощения углекислого газа из воздуха. Но ведь листовое испарение выкачивает почвенный раствор, добывая таким образом минералы. Значит, площадь листьев добывает из почвы и углекислые растворы. Чем больше испарил и прокачал, тем больше СО 2 добыл. Никакого конфликта! Наоборот. Охлаждение листьев, добыча минералов, воды и углерода одновременно, сразу, одним усилием, с минимальными затратами – вот рациональность, свойственная природе! Именно так растения и должны жить.
Хорошо. Но остается вопрос: сколько в почвенной воде СО 2 ? Хватит ли его для фотосинтеза? А гидропоника – откуда там углекислый газ в растворе? Там же нет органики. А ведь растения растут!
Растут, и будут расти, потому что не существует прохладной воды, не насыщенной газами. Дождевые капли, еще не долетев до земли, превращаются в слабые растворы. Выпаренная дистиллировка[26], оставленная открыто, уже через пару часов – раствор. А растворимость СО 2 в 70 раз больше азотной, и в 150 – кислородной. На два порядка! Угадайте, каким газом насыщена вода больше всего?
Есть и еще аргументы в пользу углеродно-почвенной гипотезы.
Известно: добавка углекислого газа в воздух теплиц увеличивает урожаи. Об этом защищена масса диссертаций. И вот что они сообщают. Рост содержания СО 2 вчетверо, до 0,12 %, усиливает фотосинтез вдвое и прибавляет четверть урожая. Подъем до 0,3 % – в десять раз – позволяет собрать полтора урожая. Дальнейшее насыщение воздуха СО 2 до 1 % урожай не увеличивает. А выше 1,5–2 % урожай начинает резко падать: фотосинтез прекращается.
Почему? Потому что после критического уровня (1,5 %) доля СО 2 в воздухе уже такова, что вообще не дает ему выходить из цитоплазмы клеток. Корни качают углекислоту, а излишки девать некуда. Угроза отравления! И растение блокирует всасывание и прокачку растворов – замирает, пережидая стресс.
И вот гипотеза. Возможно, в богатых и живых почвах, при избытке почвенного СО 2 , растения получают основную часть углерода из почвенного раствора. И только на «культурных» почвах, когда почвенный раствор вместо углерода перенасыщен солями, они включают запасной, «пожарный» механизм – поглощение СО 2 из воздуха. Видимо, это и наблюдал Тимирязев. Но господи, как же мало углекислого газа должно быть в этих несчастных листьях, чтобы начать всасывать его воздушный мизер! Отсюда главное правило природного земледелия:
Органика распадается все лето, и именно под растениями, а не в компостной куче!
Но эта гипотеза имеет столь же сильные контраргументы.
Доказано: диффузия, т. е. взаимопроникновение у газов в 10 000 раз быстрее, чем у жидкостей. Так что устьица – вполне себе эффективные дырочки.
Классик физиологии растений А. Л. Курсанов с помощью меченых атомов доказал: да, поглощенный корнями углерод очень скоро оказывается в сахарах листьев. Но его количество – в среднем 5 % от всего поглощенного.
Корни вовсе не просто передают углерод листьям! Прямо в корнях идет синтез сахаров и аминокислот. Корни – самодостаточный синтезирующий орган. В питательном растворе они прекрасно могут расти и множиться сами, вообще без вершков.
Корни сами выделяют огромное количество и сахаров, и СО 2 . Сахарами они кормят своих ризосферных бактерий. А углекислого газа выдыхают до 40 % от всего почвенного! Поглощать – и тут же выдыхать?
Наконец, при содержании СО 2 в почве более 1,5 % корни начинают задыхаться. Как оказалось, им намного важнее избыток кислорода. И это – своя тема, выросшая в целое направление: аэропонику.
Как бы там ни было, но принцип распада органической мульчи под растениями – верен, и именно его показывает нам природа.
Остался еще один важный штрих: вода.
Источник
Откуда растения получают углерод
В каждом кубометре воздуха атмосферы Земли содержится 0,117 г чистого углерода.
Состав атмосферы в процентах:
Азот 78,084%, Кислород 20,946%, Аргон 0,934%, Углекислый газ 0,03 — 0,04% (в среднем 3,5%)
Вес 1 м³ воздуха = 1225 г / м³
100% 1225 г
1% 12,25 г
0,1 % 1,225 г
0,01% 0,1225 г
0,01% = 0,1225 г, умножим на 3,5, получается 0,42875 г , т. е.
в каждом кубометре воздуха содержится 0,42875 г CO₂.
Каждый атом таблицы Менделеева можно выразить в атомных единицах массы (а.е.м.), ( Атомная единица массы определяется как 1 ⁄12 массы свободного покоящегося атома углерода 12 C , )
В каждом кубометре воздуха углекислого газа CO₂ содержится 0,42875 г, а чистого углерода в каждой его молекуле
только — 27,3%, остальное приходится на 2 атома кислорода.
Пропорция:
0,42875 — 100%
? — 27,3%
получается, что 27,3% это 0,117 г.
В каждом кубометре воздуха атмосферы Земли содержится 0,117 г чистого углерода.
На вопрос: — «откуда берётся углерод в ратительности?»
Мы, не задумываясь! ответим: — «со школы известно, что из углекислого газа CO₂ атмосферы!»
Но, так ли это?
Давайте проверим:
Ниже ГИФка с отрезанием куска дёрна, только в сплетении корней отсутствует почва, т. к. зелёная масса выращена гидропонным способом, корневая система которой находилась в питательном растворе минеральных солей.
Торговые сети предлагают удобрения для гидропонного выращивания, как в жидком, уже растворённом в воде виде, так и ввиде минеральных солей:
http://www.promgidroponica.ru/sites/default/files/udobrenia_poroshok.jpeg
Такие таблички с указанием хим. состава присутствуют на этикетках ёмкостей с жидким удобрением.
где заведомо нет в их химическом составе угдерода.
Посчитаем, например, какой объём воздуха необходим, чтобы в нём было достаточное количество углекислого газа для выращивания всего полукилограмма зелёной массы.
Справка: Химический состав растений (сухое вещество) — состоит из углерода (45%), кислорода (42%), водорода (6,5%) и азота (1,5%).
Остальные (5%) приходится на т. н. зольные элементы (зола).
Пусть, человек отрезал всего полкилограмма зелени (а отрезано явно больше 3 кг).
Пусть, воды в отрезанном куске не 70-80%, а все 90 %, т. е. 450 г.
В оставшихся 50 г сухого вещества 45 % — углерод, т. е. 22,5 г
Вспомним, что чистого углерода в 1 м³ 0,117 г.
Посчитаем сколько кубометров тепличного пространства потребуется для выращивания полкилограмма зелени, в составе которой появилось 22,5 г углерода:
22,5 : 0,117 = 192 м³
Переведём эти кубометры в ширину, высоту и длину теплицы.
Получается: 3м х 3м х 21м
Иными словами, для получения только 0,5 кг зелёной массы нужно извлечь абсолютно весь углекислый газ из теплицы размером 3х3х21 метр, а ведь этого не происходит: нет научно подтверждённых сообщений об изменении соотношений в концентрациях, составляющих газов в теплицах.
Так, откуда в растении появляется углерод?
Ничего иного не остаётся, как предположить, что растение трансформирует какие-то атомы из получаемых растворов минералов в атомы углерода.
Если посмотреть на формулы минералов, то все составляющие их элементы имеют большую массу, чем углерод кроме водорода, гелия, лития, берилия, бора, но и они используются как удобрения.
Пример:
Если углерод трансформируется из более массивного атома какого-то минерала, то появляется углерод, плюс осколок от этого элемента и неиспользуемая часть этого минерала. Эти осколки и остатки должны превратиться во что-то устойчивое — т. е. должно появиться новое минеральное соединение. Это и происходит и в агротехнике называется обогащением почвы выращиванием определённых культур.
Источник