Перуница

» » Зелёная лаборатория. Чем питаются растения?

Растения » 

Зелёная лаборатория. Чем питаются растения?

Зелёная лаборатория. Чем питаются растения?


Ива физика Ван-Гельмонта

В Америке растут обширные леса секвойи. Секвойя — великан растительного мира. Под ее кроной могла бы свободно разместиться любая из кремлевских башен. Рассказывают, будто из балок и досок, напиленных из одной особенно крупной секвойи, был некогда построен целый корабль. Так велико это дерево!

А семена у него совсем крохотные — со спичечную головку. Чтоб вырасти в гиганта, секвойя должна взять огромное количество материалов со стороны. Откуда же она их берет?

Дерево не может сорваться с места и отправиться искать для себя пищу. Оно берет только ту пищу, что находится поблизости, или ту, что сама набежит на него.

А в лесу в тесной близости друг к другу растут еще тысячи таких же гигантов. И лес стоит на одном месте сотни лет. Какая же уйма пищи с одного и того же пространства требуется, чтобы прокормиться целому лесу секвойи! Да притом в течение сотен лет! Очевидно, запасы этой пищи вокруг должны быть совершенно неистощимы.

Какая же это пища? И как добывает ее растение?

В старые времена ученые считали, что растения берут пищу только из земли, и притом в совершенно готовом виде.

Но уже триста лет назад это учение было опрокинуто голландским физиком Ван-Гельмонтом.

Ван-Гельмонт посадил в большой горшок побег ивы. Землю, перед тем как насыпать в горшок, он высушил в печке и отвесил для опыта ровно 200 фунтов (80 килограммов). Иву тоже взвесил — в ней было 5 фунтов.

Чтобы в землю случайно не попали посторонние примеси, горшок был прикрыт крышкой. Земля поливалась только дождевой или перегнанной водой.

Ива хорошо разрослась. Через пять лет Ван-Гельмонт вытащил ее из горшка и взвесил — она прибыла в весе на 164 фунта. Сколько же ива «съела» земли? Чтобы узнать это, очевидно, надо было снова высушить землю и проверить ее вес. Когда Ван-Гельмонт проделал это, он был поражен: земли в горшке по прежнему было 200 фунтов, нехватало лишь 2 унций (около 60 граммов).

Значит, растение питалось не землей. Тогда чем же? Так как в горшок не попадало извне ничего, кроме воды, то Ван-Г ельмонт сделал вывод: пища растений — это вода. Но так ли это?

В 1753 г. женевский садовод Бонне заметил одно странное явление. В банке с водой у него лежал срезанный зеленый лист. Бонне переставил банку на солнце и вдруг увидел, что лист стал быстро покрываться блестящими пузырьками. Бонне перенес банку в темноту — пузырьков не стало. А на солнце опять появлялись пузырьки.

«Наверное, это воздух, — решил Бонне. — Но откуда на листе воздух? Из самого листа или из воды? Как бы это проверить?»

Он переложил лист в прокипяченную воду (в ней, как известно, нет воздуха). Пузырьков не стало. Бонне взял трубочку и подышал через нее в воду, чтоб напустить туда воздуху. И тотчас на листе бисером стали оседать пузырьки. Значит, воздух осаждается на лист из воды, и происходит это только на солнечном, свету. Этот факт заинтересовал ученых, но никто не мог объяснить его. 

Прошло двадцать лет. Опытами над растениями занялся великий английский химик Пристли. Он в то время изучал газ, который пузырями всплывает в чанах во время брожения пива. Он установил, что это тот же газ, что выделяется при дыхании и горении, — углекислота.

Пристли решил испытать действие газа на животных.

Оказалось, что углекислый газ непригоден для жизни: животные в нем быстро задыхались и погибали. Пристли перенес опыты на растения и обнаружил совершенно поразительный факт: растения делали этот газ безвредным, они превращали «мертвый» газ в обыкновенный воздух, снова годный дли дыхания.

Пристли поставил такой опыт.

Под большой стеклянный колпак он посадил мышь. Через некоторое время мышь своим дыханием испортила воздух и задохнулась. Тогда осторожно, чтоб не пропустить наружный воздух, Пристли просунул под колпак зеленую ветку мяты. Через восемь-девять дней ветка так очистила воздух, что другая мышь смогла там дышать и жить.

И вот Пристли делает из этого небольшого опыта важные научные выводы: между животным и растительным миром на земле существует глубокая химическая связь. Люди и животные непрерывно отравляют воздух своим дыханием, а леса, поля, луга и сады очищают его и вновь делают пригодным для дыхания.

В дальнейшем Пристли установил, что «чистый воздух», выделяемый растениями, это особый газ — кислород.

Впоследствии, однако, Пристли постигла горькая неудача. Когда он через несколько лет повторил свои опыт, ветка закапризничала — не стала исправлять воздух. Вновь и вновь он повторял опыты. Иногда они удавались, иногда нет. «Видимо, мне неизвестна вся истина. — думал Пристли.— Я упускаю из виду какое-то важное условие».

Посмотреть опыты знаменитого химика приехал в Англию голландский ученый Ингенгуз. Он узнал о неудачах Пристли и, возвратившись домой, стал усердно продолжать его опыты. У него было одно преимущество: когда-то он бывал в Женеве и слыхал об опытах Бонне. Теперь это пригодилось ему. Скоро он выяснил, почему капризничала ветка у Пристли. Очень просто: ветке нужен свет; в темноте или на слабом свету она бессильна. А Пристли, не зная этого, ставил свои опыты то в ярко освещенной, то в полутемной комнате, и оттого они то удавались, то нет.

Ингенгуз установил еще и другой важный факт: исправлять воздух способны только зеленые части растений. Не кора, не сердцевина, не корни, не ветви, а только зеленые листья и побеги. Зеленый лист — вот что поддерживает дыхание всего населения земли.


Куда исчезает углерод

Итак, растения на свету выделяют кислород. Они исправляют воздух, и это полезно людям и животным. А какую пользу получают от этого сами растения? Не может быть, чтобы природа устроила так только в угоду животному миру; какая-то «выгода» должна быть в первую очередь для самих растений.

Чем питается растение? С давних времен ученые ставили различные опыты, чтобы найти ответ на этот вопрос.
Чем питается растение? С давних времен ученые ставили различные опыты, чтобы найти ответ на этот вопрос

Этим вопросом в 1782 г. занялся женевский ученый Сенебье, который потратил на решение его целых семнадцать лет.

Сенебье первым делом решил выяснить, откуда растение берет кислород. Оказалось, из углекислоты.

Но в состав углекислоты, как тогда впервые было установлено химиками, входят два вещества — углерод и кислород. Кислород, выделяемый зелеными листьями из углекислоты, тотчас же уходит в атмосферу. А углерод? Что происходит с ним?

Сенебье необычайно взволновался, когда догадался, в чем дело. Да ведь углерод остается в листе! Лист съедает его.

Было отчего волноваться: весь вопрос о питании растений вдруг предстал в совершенно новом свете. Углерод — это сажа, уголь. Если сжигать дрова при слабом доступе воздуха, они превращаются в уголь. Растение почти наполовину состоит из углерода. Откуда же он попадает туда? Раньше думали, что углерод берется из почвы. Но попробуйте удобрить грядку сажей или толченым углем и посадите, скажем, репу. Посмотрите: возьмет ли ваша репа за все лето из земли хотя бы 1 грамм, сажи или угля? Нет, не возьмет. А между тем репа вырастет, значит откуда-то она все же наберет углерода. Откуда же?

Из углекислоты, разлагаемой зеленым листом. А так как углекислота — составная часть воздуха, то выходит, что растения питаются воздухом!

Такой необычайный вывод сделал Сенебье.

Какой шум поднялся среди ученых! Какие споры! Невозможно, говорило большинство, чтобы воздух был пищей.

Чтобы прекратить споры, ученик Сенебье Теодор Соссюр выступил в 1804 г. с очень наглядным опытом. Под большой стеклянный сосуд он поместил ветку барвинка и к воздуху в сосуде примешал строго определенное количество углекислоты. Сосуд выставил на свет. Через несколько дней углекислоты в сосуде убавилось, зато прибавилось углерода в ветке. Соссюр это точно установил с помощью весов.

Однако и после этого противники Сенебье не унялись. «В вашем сосуде, — говорили они Соссюру, — углекислоты было много, а в атмосфере ее очень мало: всего около 0,03%, то есть 1 литр на 3 тыс. литров воздуха. Растение не может расти за счет столь разреженной пищи».

Но и этот довод был разбит. В 1840 г. француз Буссенго блестящим и сложным опытом доказал, что весь углерод в растении накапливается исключительно из воздуха.

Атмосферная углекислота действительно очень разреженная пища. Но вот представьте себе большой дуб. Поверхность всех его листьев составляет 2500 кв. метров — четверть гектара. И всей этой огромной поверхностью дуб с утра до вечера беспрерывно поглощает свою невидимую пищу — углекислоту. Как бы мало ни было ее в атмосфере, дуб свое возьмет.

Зеленые листья — это огромный, широко раскрытый и жадный «рот» растения.


Великий круговорот

Поверхность земного шара покрыта бесчисленными растениями степей, лугов, болот, тундр, пашен, лесов, огородов, садов. В морях и океанах произрастают водоросли и планктон, микроскопические растительные организмы. Весь этот необъятный растительный мир съедает многие миллиарды кубометров углекислоты. И все же углекислоты в воздухе не убывает.

В природе непрерывно совершается великий круговорот углерода и кислорода. Везде, где дышат живые организмы, везде, где происходит гниение и горение, кислород соединяется с углеродом и образуется углекислота. Но, с другой стороны, при питании растений идет обратный процесс: углекислота разлагается на углерод и кислород. При этом кислород возвращается в атмосферу, а углерод входит составной частью в растения. От растений этот углерод попадает и в тело животных — в виде растительной пищи. А при дыхании, горении и гниении этот углерод снова вступает в соединение с кислородом и образует углекислоту, которая опять разлагается зелеными листьями растений. И так - без конца. 

Каждый из нас — участник этого великого круговорота. Ежедневно с пищей я принимаю углерод, заключенный в хлебе, овощах, мясе. Углерод в моем теле вступает в соединение с кислородом, который я вдыхаю, и это дает мне тепло и жизнь. А образовавшуюся углекислоту я выдыхаю, и она уходит в огород или в сад и питает там репу, капусту, картофель, яблоки.

Ежедневно я выдыхаю 300 литров углекислоты, в ней содержится 150 граммов углерода. За шестьдесят лет жизни это составит больше 3 тонн угля. За счет моего дыхания может вырасти двадцать-тридцать больших берез. А Магнитогорский завод-гигант один способен прокормить леса, поля, луга, сады и огороды целого района.


Кормилец всей земли

В живом организме черного угля или сажи не увидишь. Как ни терзай живое растение, как ни мни его, все равно не найдешь даже микроскопический крупинки угля — ни в корнях, ни в стволе, ни в листьях. Но мы ведь теперь точно знаем, что углерод там должен быть. Он взят растением из углекислоты. Почему же мы его там не находим? Потому что, едва попав в лист, углерод сразу же изменил свой вид. В первое же мгновение с ним начались замечательные превращения.

Зеленый лист — сложнейшая химическая лаборатория. Внутреннее устройство его необычайно тонко. Здесь вы видите поперечный разрез листа подсолнечника.
Зеленый лист — сложнейшая химическая лаборатория. Внутреннее устройство его необычайно тонко. Здесь вы видите поперечный разрез листа подсолнечника

Прежде всего углерод в листе вступает в соединение с водой. Из углерода и воды образуются разные виды сахара, а из сахара — крахмал. Сахар и крахмал — главное питание растений и в то же время главный строительный материал для ствола, корней, ветвей, листьев и плодов.

С водой из почвы поднимаются в лист растворенные соли азота, серы, фосфора, кальция, железа и многих других элементов. Углерод и с ними вступает в соединения, очень сложные и многообразные. Образуются белки, жиры и сотни других веществ. В листе безостановочно идет сложнейшая химическая работа. Одни вещества создаются, другие разрушаются, и из их остатков строятся новые вещества.

Так из мертвых веществ природы — газов, воды и солей — растение строит живой организм, который дышит, растет и размножается. И главный «заправила» во всем этом — углерод, добытый растением из углекислоты, которая мертвит все живое.

Наука теперь с точностью установила, чем питается растение. Прав Сенебье: основная пища растений — воздух. Но прав был и Ван-Гельмонт: растения питаются и водой. Но правы были и древние ученые: растениям нужна и земля, те минеральные соли, которые в ней есть. Правда, солей требуется горстка: ива Ван-Гельмонта за пять лет съела только 60 граммов солей, но без них она погибла бы.

И вот вспомним теперь об американских лесах секвойи. Они могут спокойно расти на том же месте еще сотни лет — пищи хватит. Воздуха вокруг сколько угодно, воду дают дожди, а солей потребляется так мало, что их запаса в земле хватит надолго. Кроме того, запас солей в земле все время восстанавливается за счет гниения и распада отживших деревьев, листьев, трав и погибших животных, в которых накопилось много солей (зола).

Растения кормят не только сами себя, но и все животное население земного шара. Ни человек, ни зверь, ни птица, ни рыба — никто не может самостоятельно создать крахмал или белок из мертвых веществ природы. Все животные кормятся пищей, которую создают зеленые листья растений. Даже хищники, питающиеся только мясом, и те, в конечном счете, зависят от растений, потому что их жертвы питаются растениями.

Зеленый лист — кормилец всей земли.


Лучи в плену

У всех веществ, которые производит растение, есть одно общее свойство — они горючи. Белки, жиры, крахмал, сахар могут гореть, они способны давать тепло и свет. Это свойство покажется странным, если вспомнить, чем питается растение. Растение строит себя из воды, воздуха и минеральных солей почвы. Эти тела не горючи. Сколько ни чиркай спичек, воздуха не зажжешь, земли тоже, а воду и подавно. Но стоит поднести спичку к соломе или к сухим дровам, как они запылают горячим, ярким пламенем. Выходит, что растение способно превращать негорючие вещества природы в горючие.

Еще Сенебье глубоко задумался над этим фактом. И он пришел к выводу: эта горючесть — от солнца. Листья поглощают свою невидимую пищу только днем, пока светит солнце, следовательно листья работают силой солнечного луча.

150 млн. километров несется солнечный луч в пространстве, прежде чем коснется земли, но, как только коснется ее, с ним начинается длинная цепь превращений.

Вот солнечный луч пал на камень. Его энергия превратится в тепло — камень нагреется. Но камень неспособен удержать тепло, оно постепенно рассеется в пространстве.

Но вот солнечный луч коснулся зеленого листа. Лист не рассеет драгоценную энергию солнца — он поглотит ее и сохранит.


С помощью солнечного луча лист разлагает углекислоту на углерод и кислород. Проделав эту работу, энергия луча не исчезает бесследно, она скрывается в углероде, из которого строится тело растения. До поры до времени углерод держит солнечный луч в плену. Но как только углерод начнет соединяться с кислородом — при горении, при дыхании, — солнечный луч вырвется из плена и начнет новую работу и новую цепь превращений.

Растения удерживают и накопляют на земле огромное количество солнечной энергии. Накопленной растениями энергией пользуются животные и человечество. Когда мы едим хлеб, то поглощаем и солнце. В нашем теле солнечный луч оживает: он согревает нас, движет нашими мускулами. Мы рубим в лесу дрова и везем их домой. Но мы везем не просто дрова — везем и спрятавшееся в них солнце. И когда затопим печь, солнце вырвется веселым огнем, осветит и согреет нашу комнату.

Неисчислимые запасы солнечной энергии хранятся в каменном угле, торфе, нефти. Эти запасы созданы еще миллионы лет назад первобытным растительным миром земли. Наши фабрики, электростанции, паровозы приводятся в действие лучами солнца, которые упали на землю еще в незапамятные времена.

Растения — это бесчисленные кладовые даровой энергии, притекающей от далекого небесного светила. Зеленый лист — это, по словам великого русского ученого Тимирязева, «посредник между небом и землей».

К. Кочетков
Знание сила 1940 № 5

https://www.perunica.ru/rastenia/9861-zelenaja-laboratorija-chem-pitajutsja-rastenija.html  



+8


Категория: Растения

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.