Сировина для фотосинтезу

До XVII століття вважали, що рослини беруть поживні речовини з грунту, засвоюючи їх подібно до того, як тварина засвоює свою їжу. Вперше в цьому засумнівався Ван-Гельмонт. Йому здалося малоймовірним, щоб рослина росло лише за рахунок використання речовин, що містяться в грунті. Щоб перевірити своє припущення, він поставив наступний досвід: насипав в бочку 80 кг ретельно висушеної грунту і посадив туди вербову гілку вагою 2,25 кг. Рослина поливали дощовою водою, а грунт була захищена як від попадання пилу, так і від вивітрювання. Через 5 років вчений викопав рослина, повністю очистив його від ґрунту і знайшов, що воно важить вже 66 кг. Ретельно висушена грунт важила всього на 56 г менше, ніж раніше.

Цей досвід переконливо показав, що рослина не могло рости лише за рахунок грунту. Ван-Гельмонт припустив, що приріст забезпечувала вода. Тепер ми знаємо, що лише одну п’ятнадцяту частину цього приросту можна віднести за рахунок води. Решта припадає на частку вуглекислого газу, що надходить з повітря.

Нерідко вуглекислий газ вважають шкідливим, оскільки він виводиться з організму людини як кінцевий продукт обміну речовин; проте зеленим рослинам він абсолютно необхідний. У нашій атмосфері міститься близько 0,03% вуглекислого газу. Якщо його вміст в повітрі підвищити, то рослини будуть функціонувати більш продуктивно. Саме це часто і роблять в теплицях. Найбільше зростання рослин спостерігається в умовах, коли вміст вуглекислого газу в повітрі становить близько 1%. Мабуть, це максимальна кількість вуглекислого газу, яке може бути використано рослинами; подальше підвищення вмісту СО2 в повітрі не викликає збільшення приросту маси рослин.

Величезна кількість вуглекислого газу викидається в атмосферу в ході вулканічної діяльності, і, по-видимому, в минулому зміст цього газу в повітрі було значно вище, ніж в наші дні. Можливо, частково, тому в ті часи на Землі росли гігантські папоротеподібні рослини. На місці колишніх папоротевих лісів ми знаходимо тепер величезні поклади кам’яного вугілля.

Уже давно відомо, що для фотосинтезу необхідна вода, але лише зовсім недавно за допомогою ізотопних методів вдалося встановити, що при побудові молекул глюкози рослина використовує з води тільки водень, а джерелом кисню служить вуглекислий газ. Якщо в молекулах води, використовуваної для поливання рослини, міститься важкий ізотоп кисню (О18), то цей ізотоп можна виявити тільки в кисні, що виділяється в повітря листям. Але якщо важкий кисень входить до складу молекул вуглекислого газу, то він включається в синтезовані рослинами вуглеводи. Однак присутності води і вуглекислого газу ще недостатньо для протікання фотосинтезу; необхідний поглинач світла – хлорофіл, вірніше хлоропласти, в яких хлорофіл з’єднаний з білками і іншими речовинами. Для створення хлоропластів рослині потрібні деякі елементи, а саме: азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірка, залізо, марганець і в меншій кількості ряд інших; вони-то і склали 56 м на які зменшилася вага грунту в досвіді Ван-Гельмонта. Магній і азот безпосередньо використовуються в біосинтезі хлорофілу.

Тому рослини, які ростуть на грунтах, в яких немає хоча б одного з цих елементів, розвиваються погано; їх листя мають бліду жовто-зелене забарвлення. У таких випадках варто тільки внести добрива, що містять магній і азот, як вже на наступний день рослина стає яскраво-зеленим. Це означає, що вміст хлорофілу в листі підвищилося до нормального рівня. У такій же мірі рослині необхідні для утворення хлорофілу калій, залізо і марганець, хоча ці елементи не входять безпосередньо до складу його молекули. Як ми побачимо далі, виключно важливу роль в уловлюванні світлової енергії відіграє фосфор.

...
ПОДІЛИТИСЯ: