В процессе дыхания масса растения: Дыхание у растений — урок. Биология, 6 класс.

Как ускорить привяливание зеленой массы в поле

сенаж люцерны,

зеленая масса

Как ускорить привяливание зеленой массы в поле

Четверг, 7 мая 2020

12:50

С какой скоростью привяливается сенаж? В этом году на одном из хозяйств на заготовке ржи свежескошенная масса имела влажность 84% и за 24 часа снизилась до 83%. За сутки удалось снизить влажность на 1%! Это «победа»! С такой скоростью масса должна сохнуть в поле к оптимальным 65% целых 19 дней. Что было сделано не так (кроме очевидного «погода не способствовала»)? Как мы можем повлиять на скорость просушки и досушить до оптимальной влажности за 1-2 суток? Или все в руках «небесной канцелярии»?

Владимир Мирненко, ООО «Пьотингер Украина»

При урожайности 40 т/га свежескошенной массы мы можем получить 15−17 т/га травяного силоса (сенажа) с влажностью 60−65%. Для этого нужно выпарить 23-25 т воды с каждого гектара. И это большой объем воды! После скашивания растения продолжают дышать. В процессе дыхания потребляются сахара, выделяется кислород и вода. Каждый дополнительный час, который корм провел в поле, уменьшает его энергетическую ценность и усложняет силосование. Есть немало факторов влияния на скорость просушки. Мы определяем высоту скашивания, интенсивность плющения, равномерность распределения массы по полю и оптимальные границы влажности для валкообразования. Также мы можем следить за погодой и определять оптимальные сроки для заготовки.

Скашивайте на необходимой высоте

Высокая стерня создает воздушную подушку, которая продувается, благодаря чему зеленая масса просушивается снизу. Для люцерны, других бобовых трав и травосмесей с бобовыми травами — 8−12 см.

Применяйте косилки с лыжами высокого среза. Почки, которые могут стать дополнительными стеблями на люцерне размещаются на высоте до 12 см (15 см). Скашивая ниже, мы сознательно идем на уменьшение коэффициента ветвления и сжижения посевов бобовых трав.

Озимые злаки (рожь, тритикале, пшеница) обычно имеют невыровненный микрорельеф и неплотную дернину (много открытого грунта). Высота скашивания — 12−15 см. Применяйте косилки с лыжами высокого среза.

Многолетние скашиваемые злаковые травы (ежа сборная, овсяница луговая, тимофеевка луговая) сохраняют большую часть энергии отрастания в нижних частях стебля. Рекомендуемая высота скашивания — 7−8 см. Могут применяться лыжи как низкого, так и высокого среза. При скашивании ниже 7 см, фору в развитии имеют растения, которые хранят резервы отрастания ниже: в корнях (одуванчик, щавель), у ризомах (пирийник) или столонах (мятлик обыкновенный). В результате исследования максимальный урожай за сезон ежа, овсяница и тимофеевка дали при скашивании на высоту 8 см.

Многолетние выпасные злаковые травы (немецкий райграс, мятлик обыкновенный) имеют плотную дернину, что уменьшает доступ к почве и содержание золы в корме. Оптимальная высота скашивания — 5−7 см. Могут применяться лыжи как низкого, так и высокого среза.

Выберите и настройте плющилку

Плющилка ускоряет и уравновешивает скорость просыхания стеблей и листьев.

Лучшим вариантом для бобовых трав будет вальцевая плющилка. Точки взлома уравновешивают время просыхания стеблей и листьев. Отрегулируйте зазор между вальцами трубками с пищевой фольги. Цель — одна точка взлома на 12−15 см растения. Битерная плющилка при правильной настройке обеспечивает ту же скорость просыхания, но оббивает больше листочков.

Лучшим вариантом для злаковых трав будет битерная плющилка. Битеры, прочесывая массу, снимают восковой налет, что значительно ускоряет просыханиея. Отрегулируйте интенсивность прокатки положением отражающей пластины. Чем меньше масса, тем меньше нужен зазор для качественной прокатки. Вальцевая плющилка на бобовых травах также снимает восковой налет, хотя и делает это менее интенсивно, чем битерная.

Распределите массу максимально равномерно по полю

Равномерное распределение увеличивает доступ к солнцу.

Идеальный вариант: применение ворошилки. Формируйте валок за косилкой максимально широкий, но не шире колеи трактора с косилкой и трактора с ворошилкой. Тракторы, в любом случае, не должны ехать по влажной непривяленной массе. Влажная масса берет на себя гораздо больше грязи при контакте с почвой и хуже поднимается следующими операциями.

При низкой урожайности (менее 19 т/га свежескошенной массы, или менее 7 т/га сенажа) и хорошей погоде от применения ворошилки можно отказаться. При неблагоприятной погоде и потребности в более быстром привяливании ворошение следует применять и к урожайности выше 4 т/га сенажа.

Без ворошилки и с прицепной (или навесной) косилкой: формируйте валки не шире колеи трактора с косилкой. Не топтать валки!

Без ворошилки и с комбинацией косилок («бабочка»): валки на боковых балках установите на максимально возможную ширину. На передней косилке — на ширину колеи трактора.

Валкуйте при оптимальной влажности

Сенаж и травяной силос не должны досыихать в валках.

Сенаж и травяной силос валкуйте при оптимальной влажности непосредственно перед подбором с производительностью не более, чем подбор. Разрыв между валкователями и подборщиком должен быть не более трех валков.

Люцерновое сено валкуйте при влажности 40−60%, чтобы уменьшить потери листочков.

Злаковое сено валкуйте при влажности 25%.

Настройте валкообразователь так, чтобы не испачкать корм. Проще это сделать на хорошо распределенной массе и высокой стерне.

Следите за прогнозом погоды. Планируйте

Несмотря на все технологические факторы влияния погода решает много. Если мы не можем заказать нужную погоду, то мы по крайней мере можем ее учесть. Не выходите в поле, если окно между дождями менее 4 дней. Как минимум понадобится день, чтобы поле просохло. Корм значительно испачкается при скашивании по влажному полю и не сохнет при интенсивном испарении с почвы. После дождей растения имеют большой процент влаги, и погода не очень способствует привяливанию. Планируйте на просыхание массы до 48 часов. Плюс время для подбора, перевозки и укрытия. Вот и получается, что окно без дождей — минимум на 4 дня.

Ориентируясь на погоду, следите не только за отсутствием осадков. Температура, ветер и атмосферная влага будут определять скорость просыхания. Если масса не просохнет до оптимальной влажности для подбора за 48 часов, то откос не стоит начинать.

Может консервант стать «волшебной таблеткой»?

Биологический консервант — это штаммы бактерий, выведенные в «тепличных» лабораторных условиях. При влажности массы выше 70% на сцену выходят «мощные ребята» — дикие клостридии и энтеробактерии. Когда вам кто-то предлагает бактериальный консервант при влажности выше 70%, но увеличить норму внесения, то это сравнимо с ситуацией, когда вам предлагают на «разборки» с профессиональными боксерами взять с собой кружок шахматистов, или целых два кружка.

При высокой влажности может помочь только химический консервант. Однако… Справится ли с внесением химии ваш аппликатор? Обычно норма внесения выше, и необходима стойкость к агрессивной среде. Нужен специальный аппликатор. Внесение химического консерванта значительно влияет на себестоимость корма (в пределах +20%). Корм с химическим консервантом коровы едят неохотно. Будьте готовы к снижению потребления. Если нет возможности привялить, химический консервант — это единственный выход, но со своими последствиями.

«Соломяж» или «гниляж»?

Иногда единственным выходом остается ждать хорошую погоду. Корм на более поздних фазах развития — это сложный в использовании, менее энергетически ценный, менее переваримый, но корм. Собранная в оптимальную фазу, но непривьяленная масса (или такая, которую полили дождями) — это в ближайшем времени гниль и компост. Старая трава может быть неплохим вариантом для молодняка от 12 месяцев (чтобы не жирели), бычка, группе низкопродуктивных коров и даже высокопроизводительным — 2−3 кг вместо 0,5−1 кг соломы. Вовремя забранная, но недосушена зеленая масса — исключительно удобрение.

Итак,

• подготовьте заранее технику и настройте ее для максимальной скорости привяливания;
• за неделю до оптимальной фазы начинайте следить за прогнозом погоды. У окна без дождей стоит выйти в поле не дождавшись оптимальной фазы;
• диверсифицируйте риски. Оптимальная фаза у ржи, кострици, тритикале и люцерны (первый укос) приходит примерно через 3−4 дня (именно в таком порядке). Имея различные травы, можно хотя бы некоторые из них собрать в хорошую погоду.

сенаж люцерны,

зеленая масса

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.
comments powered by Disqus

Биологические особенности роста и развития растений томата.

Важные факторы для выращивания томата в открытом и закрытом грунте.

Біологічні особливості росту та розвитку рослин томата.

Рослина томата в своєму онтогенезі проходять наступні фази: поява сходів, першого справжнього листка, ріст надземної маси і коренів, утворення бутонів, цвітіння, формування і достигання плодів.

За сприятливих температурних умов і наявності вологи насіння томату проростають на 3-4-ту добу після висіву; при недоліку тепла, особливо при посіві у відкритий грунт, — через 2-3 тижні. У насіння після набухання спочатку з’являється корінець, потім починає зростати подсемядольное коліно, яка згинається у вигляді петельки, пробиває грунт і по мірі зростання виносить сім’ядолі на поверхню грунту. Потім сходи випрямляються і розкриваються сім’ядольні листя, подальше зростання рослини йде за рахунок точки росту стебла.

У томатного рослини при сприятливих умовах в перші 2-3 тижні після сходів переважає ріст кореневої системи, сім’ядольні листя збільшуватися повільно. При безрозсудному вирощуванні, а також при знижених температурах у розсадних спорудах цей період більш тривалий. Перший справжній листок утворюється через 6-10 діб. Підвищена температура у цій фазі прискорює поява справжніх листків і сприяє витягуванню подсім’ядольного коліна, що не бажано.

Наступні листя утворюються через 5-6 діб, а далі швидше — через кожні 3-5 діб. Під час появи 1-го і 2-го справжнього листка сіянці в закритому грунті пересаджують, що сприяє більш потужної кореневої системи розсади кращої якості. Після пересадки, коли рослини приживуться і почнуть інтенсивно зростати, з’являються нові листя і закладаються органи плодоношення (зачатки горбків). Бутони закладаються після утворення 3-4 справжніх листків. У місячному віці рослини томата мають 4-5 листків. Одночасно з ростом листя йде ріст стебел та коренів. Коли молоді рослини сформують досить розвинену кореневу систему, починається інтенсивний ріст надземної маси. Найбільш швидкий спостерігається зростання розсади перед висадкою у відкритий грунт. Після висадки розсади протягом 7-10 діб, а при поганій якості розсади — до 20 діб маса рослини не збільшується (часто навіть зменшується), відновлюючи порушений кореневу систему і перебудовуючи фізіологічну спрямованість процесів метаболізму стосовно до відкритого ґрунту. Чим вище якість розсади і краще збережена коренева система при висадці, тим коротший цей період. У подальшому темпи зростання томатного рослини залежать від сорту і технології вирощування.

Над 7-9 цим листом у ранньостиглих сортів і над 12-14-м — у пізньостиглих приблизно через 30-40 днів після сходів закладаються квіткові кисті. З цього часу процес утворення бутонів і вегетативний ріст ідуть паралельно, не припиняючись практично протягом усього вегетаційного періоду і плодоношення, фаза бутонізації триває близько 15-20 діб. Тривалість періоду від появи сходів до початку цвітіння коливається в великих межах: у ранньостиглих — 40-50 діб, середньостиглих — 51-70 доби, пізньостиглих — 71-90 доби. Темпи розвитку залежать від температури навколишнього середовища. Особливо це проявляється при вирощуванні томатів у відкритому грунті.

Томат — самозапильна рослина, в одному квітці якого є чоловічі і жіночі органи. Це обумовлено будовою його об’ємного квітки. Тичинки, зрощені бічними стінками пиляків (чоловічий орган), щільно оточують маточка (жіночий орган), що складається з зав’язі з семяпочкой і стовпчика з приймочкою. При дозріванні пилку тичинки розкриваються зсередини і пилок висипається на рильце маточки того ж квітки. Так відбувається самозапилення, яка зазвичай збігається з розкриттям бутона. Далі пилок через стовпчик проникає в зав’язь і семяпочку, де відбувається запліднення. Потім семяпочка розвивається в насіння, а зав’язь — у плід.

У південних районах при спекотної посушливої погоди у 2% рослин спостерігається природне перехресне запліднення (пилком з інших квіток). Пилок у цьому випадку переносять бджоли, джмелі, трипси, мурахи. Це спостерігається, коли тичинки з пильовиками розвиваються більш короткими і стовпчик з приймочкою виявляється вище їх. У зв’язку з цим у південних районах насінницькі посіви ізолюють сорт від сорту: на відкритій місцевості на 300 м і захищеною — на 100 м. В Поліссі і Лісостепу ця ізоляція може бути зменшена, відповідно, до 100-40 м. Самозапилення у томата сприяє та обставина, що сприйнятливе рильце знаходиться всередині конуса пиляків, а квітка займає висяче положення. Пилок томату діаметром 21-24 мкм. Злиття спермія з яйцеклітиною відбувається через 6-15 доби. Третя кисть цвіте приблизно через тиждень після другої, четверта — через тиждень після третьої і т. д. В кожній кисті першими розкриваються нижні 2 квітки, за ними попарно розкриваються сидять вище. Від початку до масового цвітіння кисті (75% розкрилися квіток) проходить від 2 до 6 діб.

Рильце квітки стає сприйнятливим до пилку майже одночасно з дозріванням пиляків (розтріскування останніх зазвичай відбувається на 24-48 годин пізніше) і здатне сприймати пилок 9-12 діб після фази пофарбованого бутона.

Незважаючи на те, що томат самозапилюється, далеко не кожна квітка дає зав’язь, з якої згодом утворився б плід. Це залежить від умов, в яких проходять фази цвітіння і плодоутворення. За несприятливих умов (посухи, різкому зниженні температури) часто спостерігається масове опадання бутонів і квіток. Крім того, випадки масового опадання квіток можна спостерігати в теплицях при осінньо-зимовому обороті, тобто в умовах скороченого дня.

Всі види томату (культурний, полукультурный і дикоростущий) і сорту схрещуються один з одним дуже легко. З моменту запліднення починається ріст плода, а по досягненні властивого сорту розміру — дозрівання. Від початку цвітіння до дозрівання перших плодів ранньостиглих сортів проходить 35-45 діб. Для томата середньостиглих (46-65 доби) і пізньостиглих сортів даний період збільшується до 66-85 доби. Скоростиглість томату визначається не тільки по початку дозрівання плодів, але і за частку врожаю за першу декаду плодоношення і за відсотком зрілих плодів від усього врожаю.

У процесі дозрівання плодів у шкірочки з’являється білуватий відтінок, м’якоть стає світло-зеленою з блідо-рожевим відтінком, оболонка насіння твердне (молочна стиглість). Потім почервоніння поширюється на шкірку і м’якоть плоду, викликаючи зміни зовнішнього фарбування в бурий колір (буре, або бланжевая, стиглість), а потім в рожевий і червоний (рожева і повна, або біологічна, червона, стиглість). Насіннєві камери плода при цьому наповнюються клітинним соком, в якому занурені насіння, плід стає соковитим і м’яким.

Тривалість вегетаційного періоду сортів томата може значно змінюватися від погодних умов грунтово-кліматичної зони, способів і технологій вирощування. Ця різниця може досягати 20-30 діб. Вегитационный період (від появи до дозрівання плодів) у різних сортів становить: у ультраскоростиглих — 85-90 діб, у ранньостиглих — 91-105, у середньостиглих — 106-110, у середньопізніх — 116-120, у позденспелых — більше 120 діб. При вирощуванні одного і того ж сорту на півдні і на півночі вегетаційний період у першому випадку коротше з-за кращої теплообеспеченности.

Вимоги до факторів навколишнього середовища.

Температура. Одним з найважливіших факторів впливу на рослину — температура навколишнього середовища. Від неї, в свою чергу, залежить температура різних органів рослини і, у зв’язку з цим, інтенсивність, всіх фізіологічних процесів в ньому, його ріст і розвиток. За вимогливістю до цього фактору томат відносять до групи теплотребовательных рослин. Вимогливість ця змінюється в різні фази росту і розвитку та в залежності від сорту. Великий вплив на вимогливість рослин до температури надають інтенсивність світла, вологість та інші фактори.

Оптимальною для проростання насіння та виходу сім’ядольних листків на поверхню ґрунту температурою, при якій тривалість фаз найменша, є 20…25С. Мінімумом ж температури для проростання насіння томату вважають від 8 до 18С, а для появи сходів — від 9 до 16С. При температурі 12…15 С сходи з’являються через 15-17 діб, при 18…19С — через 8-9 доби і при 22-24С — через 4-6 діб. Протягом 2-3 тижнів після появи сходів на розвиток рослин позитивно впливає зниження температури, особливо вночі. Оптимальною вважається температура вночі 10…12С, вдень: у похмуру погоду — 12…14С і в сонячну — 14…16С, а далі, до висаджування розсади, — відповідно, 14…16, 16…18, і 20…22С. При такому температурному режимі спостерігається найменший витрата енергії і виростає високоякісна розсада.

Рослини томата дуже чутливі до заморозків. Невеликі заморозки (-0,5…-1С) і навіть короткострокові позитивні температури (1…3) викликають загибель томату, і тільки деякі холодостійкі сорти витримують короткочасні заморозки до -3…14С в безвітряну погоду.

Після висадки розсади до початку плодоношення оптимальною вважається температура вночі 16…18 ГРАДУСІВ, вдень: у похмуру погоду — 18…20С, в сонячну — 22…24С, а в період плодоношення — відповідно, 18…20, 20…22 і 24…26С. При температурі нижче 12…15С томат не зупиняється в рості, але його цвітіння затримується, а нижче 10С — припиняється і зростання. Високі температури теж негативно позначаються на рослинах. При температурі вище 30С рослини не плодоносять, так як пилок у багатьох сортів втрачає життєздатність і не проростає; якщо температура перевищує 35С, рослини припиняють зростання, а при 40С — гинуть. Шкідливе дію високих температур посилюється в умовах нестачі вологи в ґрунті. Оптимальною температурою для проростання пилку є 22…26С, а для розвитку плодів — 20…24С. При температурі нижче 10С пилок не дозріває і не запліднюється, зав’язь опадає або дає пізні плоди.

Слід зазначити, що стосовно томатного рослини до температури спостерігаються великі сортові відмінності. Сорти селекції північних країн більш холодостійкі і менш жаростійкі порівняно з південними. Ранньостиглі сорти більш холодостійке, ніж пізньостиглі.

За вегетаційні період і період плодоношення томату сума середніх добових температур повітря вище 15С повинна становити не менше 1100…1200С. Висока пластичність томатного рослини та вплив екологічних факторів на різних вікових етапах обумовлює великі інтервали оптимальних, мінімальних і максимальних температур у житті рослини, що необхідно враховувати при вирощуванні.

Вологість. Томат — відносно посухостійка рослина. Він менш вимогливий до вологості грунту і повітря порівняно з капустою білоголовою і огірком; надлишку вологи в грунті не переносить. Тому ділянки під нього необхідно вибирати з низьким рівнем ґрунтових вод. Безрассадный томат розвиває потужну кореневу систему і тому його вважають посухостійким рослиною. Проте при достатній вологості грунту томат, особливо розсадний, витрачає багато вологи, підвищуючи при цьому урожай. Крім того, при розсадному способі вирощування вирощування томатні рослини відчувають дефіцит вологи, оскільки коренева система у цьому випадку розвивається у верхніх, більш теплих і сухих, шарах грунту. Недолік вологи в грунті, особливо у фазі утворення бутонів, зупиняє ріст, викликає опадання бутонів і квіток і знижує продуктивність рослин. Небажані коливання вмісту води в ґрунті, які призводять до розтріскування плодів.

Застосування зрошення — важливий резерв підвищення врожаю томата, особливо в південних і особливо в дощових районах. Внаслідок цього його поливають регулярно, не допускаючи пересихання грунту, особливо в період формування плодів і їх дозрівання. У похмуру погоду поливи обмежують. По фазах онтогенезу вимогливість томата до вологи не однакова. На початку вегетації від сходів до плодоношення, вологість грунту не повинна опускатися нижче 70% найменшої вологоємкості (НВ). Більш висока вологість у цей період сприяє надмірного розвитку вегетативної маси і зниження стійкості рослин до несприятливих умов, а ранньостиглих сортів призводить до затягування дозрівання плодів. У період плодоношення вологість грунту повинна підтримуватися на рівні 80% НВ. Більш низька вологість ґрунту в цей період призводить до масового осипання зав’язі. Для формування 1 кг плодів рослина витрачає до 120 літрів води. Транспіраційний коефіцієнт томату (по Л. Челетеи) дорівнює 330, а середньодобовий витрата вологи досягає 60м3/га.

Вимогливість рослин до вологості повітря помірна. Відносна вологість повітря вище 45-55% несприятлива для томата. Якщо вона вище, рослини уражуються грибними і бактеріальними хворобами, а якщо занадто низька — пильовики засихають і запліднення не відбувається.

Світло. Томат дуже вимогливий до умов сонячного освітлення, особливо в ранні фази росту і розвитку рослин (3 справжніх листків, цвітіння). При нестачі світла в період вирощування розсади утворюються тонкий стебло і дрібні світло-зелене листя, у фазі цвітіння спостерігається опадання квіток.

Більшість сортів північного походження є нейтральними до довжини дня або длиннодневными, а південного — короткодневными. Розсаду вирощують при 12-14 годинному світловому дні, при високій інтенсивності світла. Найбільш інтенсивний приріст сухої речовини дорослих рослин відбувається при 16-18 годинному дні. При нестачі світла, особливо в затінених місцях, рослини витягуються, дають дрібні плоди і пізно дозрівають. Збільшення тривалості освітлення протягом доби і інтенсивності світла прискорює ріст і розвиток томату. Однак при безперервному 24-годинному освітленні спостерігається пожовтіння і опадання листя. Тому при электроподсвечивании розсади для рослин створюють темряву по 6-8 годин на добу. Чим яскравіше світло, тим вище повинна бути і температура повітря (20. ..25С вдень). Мінімальна для переходу томата до цвітіння освещеность становить 4-5 тис. лк, а для безперервного розвитку і плодоношення — не менше 10 тис. лк.

Повітряно-газовий склад грунту і повітря. Повітря необхідний томату з самого початку проростання насіння. При нестачі повітря насіння повільно проростають, коріння припиняють свій ріст, порушується нормальний процес харчування. Зайва загущенность рослин або надмірна з облистяність ускладнює активний обмін повітря, його вільну циркуляцію, що підвищує вологість повітря всередині посівів і сприяє появі шкідників і хвороб. Видалення листя у приземному ярусі рослин покращує умови повітрообміну, а також світловий, тепловий і водний режими.

Для нормальної життєдіяльності рослин їм необхідний кисень (атмосферне та ґрунтовий), що використовується для дихання. На інтенсивність дихання вміст в атмосфері великої кількості кисню негативного впливу не виявляє, але зниження його концентрації до 1-2% істотно знижує інтенсивність дихання, і на зміну аеробного дихання приходить різко відрізняється процес анаеробного. Основні елементи живлення максимально засвоюються при вмісті у ґрунтовому повітрі близько 10% кисню, однак максимальний зростання томатного рослини досягається при 21%.

Крім кисню, позитивний вплив на розвиток рослин надає діоксид вуглецю, поглощаемый зеленим листям для асиміляції вуглецю за допомогою енергії сонячного світла. Оптимальний вміст його, при якому підвищується синтез органічної речовини, залежить насамперед від освітленості, температури та вологості грунту. Томатні рослини добре розвиваються, коли вміст СО2 у повітрі зростає від 0,003 до 0,009-0,2%.

Можливості збільшення СО2 в повітрі в відкритому грунті поки обмежені, але використання органічних добрив, прийомів обробки грунту і забезпечення повітрообміну між ґрунтом і атмосферою, знищення бур’янів та інші елементи технології сприяють підтримці оптимального вмісту СО2 в посівах або насадженнях томату. У закритому грунті застосовують підживлення СО2. Постійний приплив повітря в ґрунт є обов’язковою умовою для нормального розвитку томатного рослини: звідси випливає необхідність більш частого розпушування ділянок, зайнятих томатом, особливо на важких ґрунтах.

Откуда деревья берут свою массу?

Трейси Д’Аугустино , Расширение Мичиганского государственного университета —
18 февраля 2015 г.

Копаем грязь о том, как растут деревья.

Вы когда-нибудь задумывались, откуда деревья берут свою массу? Один из наиболее распространенных ответов, как видно из видео, опубликованного в 2012 году, заключается в том, что масса (все больший размер) дерева исходит из почвы. Что имеет смысл, верно? В конце концов, нас учат, что для роста растениям нужна почва (усиленная «грязь»). Согласно расширению Мичиганского государственного университета, проблемы обычно возникают, когда просят объяснить, почему вокруг дерева нет большой дыры. Если дерево использует почву, то вокруг него должно быть меньше почвы. Но исследования не показывают практически никакой разницы между количеством почвы в горшке при посадке семени и количеством почвы в том же горшке, когда растение из этого семени собирают. Так откуда масса?

Масса дерева в основном состоит из углерода. Углерод поступает из углекислого газа, используемого во время фотосинтеза. Во время фотосинтеза растения преобразуют солнечную энергию в химическую энергию, которая улавливается связями молекул углерода, построенных из атмосферного углекислого газа и воды. Да, углерод из углекислого газа в воздухе, который мы выдыхаем, превращается в «пищевые» молекулы (называемые глюкозой), каждая из которых содержит 6 атомов углерода (а также 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода).

Однако есть и отрицательная сторона. Растения используют энергию в около молекул углерода, которые они производят для поддержания жизни и размножения. Этот процесс называется клеточным дыханием, которым занимаются все живые существа. Но все еще остаются молекулы углерода (глюкоза). Эти оставшиеся молекулы глюкозы используются для формирования сложных структур растений, таких как листья, стебли, ветви и корни, а также фрукты, семена, орехи или овощи. Каждый год деревья используют оставшиеся молекулы углерода, чтобы увеличивать свою массу (размер).

Вуаля! Большую часть массы деревьев составляет углерод. Все задействованные процессы довольно сложны, и мы можем поблагодарить нескольких лауреатов Нобелевской премии за проработку деталей.

Также важно отметить, что почва действует как якорь для растения через его корни, а также обеспечивает растение водой и небольшим количеством питательных веществ, в которых оно нуждается, но сама почва не используется.

Чтобы узнать больше о том, как молодежь 4-H может больше узнать об окружающей среде, посетите страницу науки и технологий .

Эта статья была опубликована Мичиганского государственного университета Extension . Для получения дополнительной информации посетите https://extension. msu.edu. Чтобы получить сводку информации, доставленную прямо в ваш почтовый ящик, посетите https://extension.msu.edu/newsletters. Чтобы связаться с экспертом в вашем регионе, посетите https://extension.msu.edu/experts или позвоните по телефону 888-MSUE4MI (888-678-3464).

Была ли эта статья полезной для вас?

Наука и повседневное применение, версия 1.0

Перейти к содержимому

Как мы только что узнали из предыдущего раздела, клетки являются основными строительными блоками жизни. Клетки составляют ваши ткани, органы и, в конечном счете, вас как человека. И каждая из этих клеток нуждается в энергии для выполнения своих конкретных функций. Откуда берется эта энергия? Он поступает из макронутриентов, которые мы едим — углеводов, белков и жиров. Чтобы понять, как клетки тела используют эту энергию, вы должны иметь общее представление о фотосинтезе, клеточном дыхании и взаимосвязи между этими двумя процессами.

Фотосинтез

необходим для всей жизни на Земле; от него зависят и растения, и животные. Это единственный биологический процесс, который может улавливать энергию солнечного света и преобразовывать ее в химическое соединение (глюкозу), которое каждый организм использует для обеспечения своих повседневных функций. Фотосинтез также является источником кислорода, необходимого для многих живых организмов.

Важность фотосинтеза не только в том, что он может захватывать энергию солнечного света. Фотосинтез жизненно важен, потому что он обеспечивает способ улавливания энергии солнечного излучения («фото-» часть) и сохранения этой энергии в углерод-углеродных связях глюкозы (часть «-синтеза»). Глюкоза является основным источником энергии, которую животные и люди используют для синтеза . АТФ — это энергосодержащая молекула, обнаруженная в клетках всех животных и человека. Энергия из продуктов, которые мы едим, накапливается в АТФ и используется для подпитки клеток. ¹

Энергия, накопленная в молекулах углеводов в результате фотосинтеза, проходит через пищевую цепь. Рассмотрим хищника, например волка, охотящегося на оленя. Волк находится в конце энергетического пути, который шел от атомов, сталкивающихся на поверхности солнца, к видимому свету, к фотосинтезу, к растительности, к оленям и, наконец, к волку. Волк, питаясь оленями, получает часть энергии, полученной из фотосинтетической растительности, потребляемой оленем.

Наше питание также напрямую связано с фотосинтезом. Основные продуктовые магазины в Соединенных Штатах организованы в отделы, такие как молочные продукты, мясо, продукты, хлеб, крупы и так далее. Каждый отдел содержит сотни, если не тысячи, различных продуктов, которые покупатели могут покупать и потреблять. Хотя существует большое разнообразие, каждый элемент в конечном итоге может быть связан с фотосинтезом. Мясо и молочные продукты связаны, потому что животных кормили растительной пищей. Хлеб, крупы и макаронные изделия производятся в основном из крахмалистых зерен, которые являются семенами растений, зависящих от фотосинтеза. А десерты и напитки? Все эти продукты содержат сахар — сахароза — это растительный продукт, углеводная молекула, которая также является производным фотосинтеза. Многие предметы менее явно получены из растений: практически каждая специя и ароматизатор в отделе специй были произведены растением в виде листа, корня, коры, цветка, плода или стебля. (Заметным исключением является соль.) В конечном счете, фотосинтез связан с каждым приемом пищи и каждой пищей, которую человек потребляет.

Основные структуры и описание фотосинтеза

Фотосинтез обычно происходит в листьях растений. Это многоэтапный процесс, требующий солнечного света, двуокиси углерода (CO ₂ , обнаруженной в воздухе) и воды (H ₂ O, содержащейся в почве). После завершения процесса растение выделяет в воздух кислород (O ₂ , необходимый для многих живых организмов) и производит простую углеводную молекулу глюкозы, которая может использоваться растением в качестве источника энергии, превращаясь в крахмал и сохранены для более позднего источника энергии или преобразованы в другие органические молекулы, такие как жиры, белки и витамины. Эта глюкоза содержит энергию, необходимую всем живым организмам для выживания.

Рисунок 3.5. Изображение фотосинтеза у растений. Произведенные углеводы сохраняются или используются растением.

Основная формула для фотосинтеза заключается в следующем:

6CO ₂ + 6H ₂ O + Sun’s Energy = C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂ . Другое время 70056 6 + 6O ₂

. говоря это:

Крахмал представляет собой форму хранения глюкозы в растениях, хранящуюся в семенах, корнях и клубнях для последующего использования в качестве источника энергии для размножения растений. Когда семя закапывают глубоко в почву, этот крахмал может расщепляться на глюкозу, которая используется для получения энергии для прорастания семени. Когда семена прорастают, побеги поднимаются над землей и начинают формироваться листья, новое растение может затем фотосинтезировать глюкозу в качестве источника энергии. Когда мы едим пищу, содержащую крахмал, мы должны переварить этот крахмал до отдельных сахаров (глюкозы), чтобы глюкоза всосалась в клетки кишечника, откуда она попадет в кровоток и будет доставлена ​​ко всем клеткам организма для использования. как источник энергии. Основной процесс переваривания этих продуктов будет рассмотрен в следующем разделе.

Клеточное дыхание

Всем живым существам для выживания требуется энергия. Для людей и многих других организмов эта энергия вырабатывается сложным взаимодействием фотосинтеза и . Клеточное дыхание является ключевым путем в  (процессе преобразования пищи в энергию) всех аэробных организмов. относится к дыханию: поглощению кислорода и удалению углекислого газа. Но в конечном счете, причина, по которой нам нужно дышать, заключается в том, чтобы обеспечить кислород, необходимый для осуществления клеточного дыхания в наших клетках, и удалить углекислый газ, который производится в качестве побочного продукта.

В процессе клеточного дыхания энергия, хранящаяся в пище, которую мы едим, преобразуется в энергетическую валюту организма, АТФ, при этом небольшое ее количество теряется в виде тепла. При клеточном дыхании глюкоза расщепляется на углекислый газ и воду; при этом выделяется АТФ. Клеточное дыхание происходит частично в митохондриях клеток и представляет собой аэробный процесс, а это означает, что необходим кислород . Это ряд реакций, которые можно резюмировать следующим образом:

глюкоза + 6O ₂ → 6CO ₂ + 6H ₂ O + энергия (АТФ и тепло)

Другими словами:

Хотя глюкоза является исходным веществом, используемым в клеточном дыхании, мы не потребляем только глюкозу в качестве источника энергии. Вместо этого многие различные виды пищевых молекул расщепляются на более мелкие молекулы, метаболизируются, а затем вступают в путь клеточного дыхания. Например, сложные углеводы, такие как крахмал, легко превращаются в глюкозу. Жиры и белки также могут использоваться в клеточном дыхании, но их необходимо модифицировать, прежде чем они смогут участвовать в этом процессе.

Рисунок 3.6. Питательные вещества питают клеточное дыхание. Другие углеводы, такие как крахмал и сахара, перед входом в клеточное дыхание превращаются в глюкозу.

Фотосинтез-Цикл клеточного дыхания

Если сравнить суммарные реакции фотосинтеза и клеточного дыхания, то можно увидеть, что клеточное дыхание противоположно фотосинтезу. Поскольку каждый процесс начинается там, где заканчивается другой, они образуют цикл. То, что использует одна реакция, производит другая реакция, а то, что производит одна реакция, использует другая.

Рисунок 3.7. Взаимосвязь реакций фотосинтеза и клеточного дыхания.

Цикличность, происходящая между фотосинтезом и клеточным дыханием, жизненно важна для здоровья планеты Земля. Если бы не было возможности использовать углекислый газ, образующийся в результате клеточного дыхания, дышащие организмы (например, люди и животные) вскоре задохнулись бы. Кроме того, фотосинтезирующие организмы лежат в основе почти каждой пищевой цепи на планете, поэтому без этих организмов возник бы массовый голод. К счастью, на этой планете полно организмов, способных к фотосинтезу (например, деревья и трава на суше, водоросли и бактерии в океане). Без этой жизненно важной связи между фотосинтезом и клеточным дыханием жизнь, какой мы ее знаем, прекратила бы свое существование.

Рисунок 3.8. Цикл фотосинтеза-клеточного дыхания. Оба процесса тесно связаны.

Атрибуция:

• Университет Райса, «Обзор фотосинтеза» Мэри Энн Кларк, Мэтью Дуглас, Юнг Чой, Биология 2e, OpenStax находится под лицензией CC BY 4. 0
• «Метаболизм», Введение в биологию под лицензией CC BY-NC-SA 3.0

Каталожные номера:

• ¹ Аденозинтрифосфат. (nd) Британская энциклопедия. https://www.britannica.com/science/аденозин-трифосфат

Изображения:

• Зеленое лиственное растение в солнечном свете от Vlad Kutepov на Unsplash (информация о лицензии)
• Рисунок 3.5. «Изображение фотосинтеза в растениях» Нефронуса находится под лицензией CC BY-SA 4.0

.

• Рисунок 3.6. «Топливо питает клеточное дыхание» от Introduction to Biology под лицензией CC BY-NC-SA 3.0

.

• Рисунок 3.7. «Взаимосвязь между реакциями фотосинтеза и клеточным дыханием» Хизер Леонард лицензирована под лицензией CC BY-NC-SA 3.0 / производная от оригинальной работы
• Рисунок 3.8. «Цикл фотосинтеза-клеточного дыхания» от Introduction to Biology лицензирован CC BY-NC-SA 3.0

.

Лицензия

Питание: наука и повседневное применение, версия 1.