Опыт по опровержению теории питания растений

[Сергей П.]

С важностью кислорода не могу не согласиться. Только, может быть, не противопоставлять кислород N, P, K?

С учетом существующего шаблона противопоставлять приходится. Конечно, это превентивная мера. Углерод, PNK и прочее усваивается только при нормальной работе корней. Сначала кислород, потом все остальное. Тезис защитников глубокой пахоты именно в этом: углерода в воздухе в избытке, значит все ОК! Паши и насыщай землю кислородом и удобрениями. Вот тут то и происходит подмена. Подлая и коварная. Постулат воздушного углеродного питания это ширма, маскировка за которой прячется главный элемент питания. Сначала кислород, а потом углерод. Водород по умолчанию из воды, а потом уже все остальное. Пахота (глубокая и бездумная) отсекает воду, земляное тесто - кислород, а плужная подошва не дает разрастись корням и запасти то, что синтезируют листья на свету. Все очень тонко и хитро. На глубоко паханной почве развивается водяная и ветровая эрозия. Но, что хуже всего, образуется корка, которая не пропускает кислород и препятствует отводу от корней вредных газов. Ни для кого не секрет, что корни выделяют много разных веществ и в большом количестве. Для гидропоники это представляет большую проблему. Так же и в почве: если нет отвода газов, корни угнетаются, рост приостанавливается, уходит время и влага.

[Филиппов Олег]

А откуда данные о Рубиско в корнях?

Клара,Рубиско в корнях нет.Написано же, в корневой зоне полно цианобактерий ...а у них механизм Рубиско ...

[Валерий Каревский]

У высших водорослей нет корней, иногда есть органы закрепления за грунт. Есть подобие листьев без устьиц, всей поверхностью которых они усваивают из воды минеральные соли, углекислый газ и кислород.
У первых сосудистых сухопутных растений, произраставших вблизи воды, или в воде в полузатопленном состоянии не было настоящих корней, а «листья», вследствие их постоянного увлажнения осадками и полузатопления, снабжали растения питательными соединениями, СО2, О2 через эпидермис и клеточные оболочки. Содержание углекислого газа и кислорода во влажной атмосфере было вполне достаточным для безустьичного снабжения таких растительных организмов.
Периодическое иссушение климата, уменьшение содержания СО2 и увеличение О2 в атмосфере приводило к исчезновению первичных «листьев», радиализации ранее плоских стволов и веток, и появлению на них устьичного аппарата, регулирующего водный и газовый обмен растений. Вместо ризоидов, в смеси минеральных частиц и отмершей растительной органики, у некоторых растений появились настоящие корни, специализирующиеся на поставке минерального питания, а также СО2 и О2.
Поскольку продолжалось дальнейшее уменьшение содержания СО2 и увеличение О2 в атмосфере, у растений появилось подобие настоящих листьев, в том числе у возникших позже папоротниковидных, хвощевидных и плауновидных. Расцвет травянистых и древовидных форм этих растений пришёлся на каменноугольный период, от которого на Земле остались значительные месторождения каменного угля. И до сих пор эти растительные формы частично сохранились в природе, хотя и значительно уменьшились в размерах.
Папоротниковидные предпочитают расти там, где тепло и сыро: в лесах в нижнем и верхнем ярусах, как эпифиты – на ветвях и стволах деревьев, в расщелинах скал, на стенах домов, на болотах, в тёплых стоячих водах, у дорог, на с/х землях (как сорняки).
Хвощевидные близки к папоротниковидным и растут чаще всего на болотах, сырых лесных почвах, а также на кислых культурных с/х землях. Их листья почти не содержат хлорофилла, и фотосинтез происходит, в основном, в стеблях, снабжённых устьицами для газообмена. Корневая система состоит из корневища с придаточными корнями и клубнями с запасными органическими соединениями.
У плауновидных листовидные органы являются выростами внешних тканей стебля, которые не имеют своей проводящей системы, соединённой с сосудистой тканью стеблей. Устьица располагаются не только на листьях, но и на стеблях. Произрастают как на почвах, так и в эпифитной форме на ветвях деревьев. Нахождение этих растений в болотистой почве и воде обусловило наличие в их стволах воздухоносных полостей для снабжения корней кислородом.
Появление голосеменных и цветочных растений, базовой формой которых являлись выше перечисленные растения, обуславливают наличие у них сейчас некоторых специфических физиологических особенностей этих предковых форм. Продолжение следует.

[biocenosis]

А откуда данные о Рубиско в корнях?

Хотел бы задать встречный вопрос.
Когда режу корень винограда, то он на срезе практический белый, хлорофилла и хлоропластов в его тканях визуально не обнаруживается.
Когда режу черенок винограда перед укоренением, то на срезе видно зеленое кольцо.
Что это за зеленая ткань внутри одревесневшего черенка винограда, содержатся ли в ней хлоропласты и способна ли она к фотосинтезу?

Оффтопик: открыть

Дмитрия и всех участников дисскуссии поздравляю с Юбилеем темы!

[Филиппов Олег]

В настоящее время системы и комплексы СЖО, полностью удовлетворяющие указанным требованиям, отсутствуют. Для их создания необходимо проведение целенаправленных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Ну и зачем вы опять притягиваете за уши того автора страдающего ксенофобией, который пишет про «Степень замкнутости круговоротов веществ определяется совпадением потоков синтеза Р + и разложения Р-.»?
Он вообще тут не при делах, свои ложные выводы он делал в отношении планеты всей.

Евгений,судя по вашим вопросам,вы не понимаете о чем идет речь.И при чем здесь какая то ксенофобия.И МКС на наших полях не растут ....

[Клара1]

А откуда данные о Рубиско в корнях?

Клара,Рубиско в корнях нет.Написано же, в корневой зоне полно цианобактерий ...а у них механизм Рубиско ...

Несостыковка терминологий. Не поняла "корневую зону".

[Филиппов Олег]

ЕВГЕНИЙ,Давайте рассмотрим степень замкнутости круговорота веществ с позиции КСЕНОФОБИИ .....
Возьмем, к примеру, поле с выросшей пшеницей массой 100 тонн.
Взяли это поле и запахали трактором.
Из 100 тонн пшеницы разложилось 90 тонн и в виде СО2 улетучилось снова в атмосферу.
А 10 тонн пшеницы не разложилось и отложилось в виде гумуса в почве.
Считаем степень разомкнутости этого круговорота

К = Р+ - Р-/ Р+ = 100 - 90/1ОО = 0,1

Что это значит.У нас , в атмосфере, осталась разница между вернушимся СО2 и выделившимся О2 при синтезе органики в 10 тонн.
ВОТ ТАК,
Евгений, в природе регулируется состав атмосферы и концентрации всех веществ в почве.
А теперь,Евгений,подумайте, что вы делаете на своем поле с позиции природной регуляции ....

[Валерий Каревский]

Для того, чтобы был понятен механизм ксилемного перемещения питательного раствора в растениях без его разделения на составные части, первоначально рассмотрим статью инженера Косарева А.В., члена АН “Векторная энергетика” (общественная организация).

В статье исследованы процессы подъёма питательного раствора в ксилемном пучке на большую высоту, например, к вершине эвкалипта. Показано, что морфологические особенности ксилемы позволяют силам адгезии в содружестве с процессом транспирации воды с поверхности листьев, формировать объёмные потоки с мощностью, превосходящёй работу против сил гравитации.

Ключевые слова: ксилема, паренхима, трахеиды, транспирация, адгезия, капилляр, поверхностное натяжение, степень сухости, эвкалипт, секвойя, закон Пуазейля.

Для того чтобы доставить питательные растворы от корневых волосков до листьев на вершине дерева необходимо совершить значительную работу против сил гравитации. Высота, на которую поднимается объёмный поток, порой превышает сотню метров. Энергетически эти процессы обеспечивает транспирация, используя тепло окружающей среды. Здесь возникает вопрос о механизме перемещения объёмного потока по стволу или стеблю. Возможны два способа формирования объёмного потока: обеспечение перепада давлений методом разрежения (всаса) или методом нагнетания (напора). Однако оба способа имеют ограничения по высоте подъёма водного раствора. Всас не может одноактно обеспечить подъём на высоту более 10-и метров. При большей высоте происходит разрыв столба жидкости под действием сил тяжести и поток нарушается, так как атмосферное давление обеспечивает подъём только на высоту около 10-ти метров. Чтобы способом нагнетания поднять столб водного раствора на высоту более ста метров необходимо в корневой системе создать давление более 10-ти атмосфер. Это без учёта гидравлического сопротивления, с учётом же гидравлического сопротивления объёмного потока - до 40-ка атмосфер (по данным [7]). Таких давлений в растительном мире не наблюдалось. Обеспечить подъём на большую высоту обоими способами физически возможно только за счёт последовательного ступенчатого подъёма, обеспечивая на каждой ступени одинаковое (близкое к атмосферному) давление.
МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ВОСХОДЯЩЕГО ОБЪЁМНОГО ПОТОКА ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА В ПУЧКЕ КСИЛЕМЫ
Авторы [7] отмечают: “Любая теория, объясняющая транспорт воды по ксилеме, не может не учитывать следующие наблюдения:
1. Анатомические элементы ксилемы – тонкие мёртвые трубки, диаметр которых варьирует от 0,01 мм в “летней” древесине до 0,2 мм в “весенней” древесине.
2. Большие количества воды движутся по ксилеме с относительно высокой скоростью: у высоких деревьев она составляет до 8 м/час (2,2 мм/сек),…
3. Для подъёма воды по таким трубкам к вершине высокого дерева необходимо давление порядка 4000 кПа (40 атм., прим. авт.). Самые высокие деревья – секвойи в Калифорнии и эвкалипты в Австралии – достигают высоты более 100 м. Вода способна подниматься по тонким смачивающимся трубкам благодаря своему высокому поверхностному натяжению (это явление называется капиллярностью), однако только за счёт этих сил даже по самым тончайшим сосудам ксилемы вода не поднимается выше 3-х метров”.
Экспериментально установлено, что в растительном мире объёмный поток обеспечивается методом всаса. “Доказательством того, что жидкость внутри ксилемных сосудов сильно напряжена (растянута), служат суточные колебания диаметра древесных стволов, измеряемые инструментом под названием дендрограф. Минимальный диаметр отмечен днём, когда интенсивность транспирации наивысшая. Натяжение столба воды в ксилемном сосуде немного втягивает его стенки (из-за адгезии), и сочетание этих микроскопических сжатий даёт фиксируемую прибором общую “усадку” ствола.” [7].

а) Особенности ксилемной адгезии
Если вода за счёт капиллярности не поднимается выше 3-х метров, то, что же поднимает её по сосудам ксилемы на высоту более 100 метров?
Рисунок 1 Рисунок 2
Рис. 1 Рис. 2
Примечание: рисунки не воспроизвелись.
На столб жидкости, находящийся в капилляре, действуют две внешние силы (сила гравитации и силы адгезии (силы сцепления между молекулами жидкости и стенки капилляра)), и внутренняя сила сцепления молекул жидкости между собой (силы когезии). Соотношение этих сил и определяет поведение и характеристики капиллярного столба. Выпишем аналитические зависимости, определяющие соотношение этих сил. Для того чтобы капиллярный столб жидкости достиг определённой высоты необходимо равенство сил тяжести и сил адгезии между жидкостью и капиллярной стенкой, соответствующих этой высоте.
; (1) ; (2) Примечание: формулы не воспроизвелись.
В (1) и (2): - вес столба жидкости, - масса столба жидкости, - ускорение свободного падения, - радиус капилляра, - высота столба жидкости, - плотность жидкости, - полная сила адгезии столба жидкости со стенкой капилляра, - площадь адгезии столба жидкости со стенкой капилляра, - удельная (на единицу площади) сила адгезии столба жидкости со стенкой капилляра.
Сравнивая (1) и (2) видим, что при постоянной высоте столба жидкости, с увеличением радиуса капилляра вес растёт в квадратичной зависимости, а силы адгезии в линейной. И, наоборот, с уменьшением радиуса вес столба уменьшается обратно пропорционально квадрату радиуса, а силы адгезии обратно пропорционально первой степени радиуса. Отсюда, чем меньше радиус капилляра, тем длиннее столб жидкости, удерживаемый силами адгезии. Выше мы отмечали, что по данным [7] высота столба жидкости в сосуде ксилемы диаметром 0,01 мм, достигает 3-х метров. Расчетная величина капиллярного поднятия воды для частиц почвы размером 0,001 мм, составляет порядка 75 метров. [6]. Автор [6] указывает размеры частиц почвы, но можно предположить, что размеры почвенных капилляров сопоставимы с ними по величине. Казалось бы, растению выгодно иметь как можно более тонкие сосуды ксилемы, что обеспечивает большую высоту подъёма воды. Однако здесь вступает в противоречие закон Пуазейля. Согласно этому закону объёмный расход жидкости в сосуде при заданном перепаде давлений уменьшается обратно пропорционально четвёртой степени радиуса (см. например, [1]). По данным [7] для подъёма воды к вершине больших деревьев по сосудам ксилемы диаметром 0.01 мм, требует для существующих объёмных расходов перепада давлений порядка 40 атмосфер. Даже незначительное уменьшение диаметра сосудов ксилемы потребует многократного увеличения и без того огромного перепада давлений. Так какой же выход нашла эволюция в процессе естественного отбора? Вернёмся к соотношениям (1) и (2). Для удержания в капилляре столба жидкости определённой высоты необходимо равенство веса столба и сил адгезии между столбом жидкости и стенкой капилляра: (3). Конечно, для строгих расчётов необходимо учитывать факт не параллельности сил в (3). Это приведёт к появлению определённого коэффициента. Но нам для уяснения механизма усиления сил адгезии будет достаточно и равенства (3). Распишем выражение (3). (4). Из (4) получаем:
(5) Примечание: формула не воспроизвелась.
Из (5) следует, что отношение массы (соответственно и веса) капиллярного столба жидкости к удерживающим его силам сцепления, которые пропорциональны площади адгезии, есть величина постоянная, т.к. расположенные в правой части равенства, удельная сила сцепления и ускорение свободного падения величины постоянные для конкретных условий. Чтобы поднять раствор на большую высоту (увеличить массу столба) необходимо увеличивать силы сцепления. Выше мы показали, что достижение этого эффекта только за счёт уменьшения диаметра капилляров ограничено законом Пуазейля. Но эволюция методом естественного отбора нашла способ удовлетворить требования закона Пуазейля и использовать соотношение (5). Не уменьшая диаметр капиллярных сосудов менее 0,01 мм., морфология ксилемного пучка позволяет в десятки раз увеличить силы адгезии. Для уяснения механизма этого усиления рассмотрим рисунки 1 и 2. На Рис.1 вертикально изображён ксилемный сосуд – 1, окружённый по всей высоте паренхимными клетками – 2. На Рис.2 (рисунок взят из [2], где обозначен под №3) изображено поперечное сечение ксилемного пучка. На Рис.2 цифрами 6, 7 и 8 изображены ксилемные сосуды, цифрой 5 обозначены клетки ксилемной паренхимы, окружающие сосуды. Ксилемные сосуды, состоящие из члеников у лиственных деревьев и из трахеид у более древних хвойных пород, имеют в своих стенках огромное количество пор. Через эти поры столб жидкости в сосуде смачивает клеточные стенки паренхимы, что многократно увеличивает площадь, а, следовательно, и силы адгезии. Необходимо отметить, что клеточные стенки состоят в основном из целлюлозных микрофибрил, обладающими огромной суммарной площадью, с которыми и связываются силами адгезии молекулы воды. Многочисленные водные нити, проходящие через поры от капиллярного столба жидкости, внутри себя связаны силами когезии, а со стенками клеток паренхимы связаны силами адгезии. В совокупности с большим количеством клеток паренхимы это создаёт огромные силы сцепления и согласно (5) позволяет удерживать в подвешенном состоянии большие массы воды, которые при малом диаметре сосудов, поднимаются на большую высоту. На Рис.1 жирными стрелками условно обозначены силы сцепления между водным столбом сосуда и клеточными стенками окружающей сосуд паренхимы.
Но силы адгезии не способны обеспечивать объёмный расход. Они лишь обеспечивают поднятие столба жидкости до равновесного состояния, определяемого соотношением (3) и удерживать его на соответствующей высоте. Продолжение следует.

[oleg.saratov]

хочу подытожить свою позицию: результаты моих экспериментов, и в том числе полевых (не удалось показать в данной теме) привели меня к удивительному открытию: наряду с основным (корневым) углеродным питанием существует воздушное углеродное питание, которое возможно только в условиях достаточного увлажнения воздуха. Оптимально 80-85%.

Поступление СО2 в лист зависит от размера устьиц.Движение (открытие,закрытие) устьиц бывают:
- фотоактивными, открывания на свету;
- гидроактивными, закрывания в полуденные часы при большой сухости почвы и воздуха;
- гидропассивными, закрывания при повышенной влажности воздуха (период продолжительных дождей).
Для каждого растения нужна своя влажность воздуха, та, к которой за миллионы лет адаптировались его предки.Для огурцов надо 80%, томатов 60%, а например кактусы, сколько ни увлажняйте воздух, всё равно устьица днём не откроются.

Хотелось бы результаты в цифрах: у каких растений, при какой влажности воздуха, сколько СО2 поступает в листья.Словами можно объяснить любое явление, подтвердить цифрами - нет.

И нет никакого скоростного спец.лифта для доставки СО2 от корня к листьям.Все растворённые вещества передвигаются в ксилемном (восходящий ток) и флоэмном (нисходящий ток) соке.
В зависимости от анатомического строения древесины скорость восходящего тока колеблется от 1-6 м/ч у хвойных и рассеянно-сосудистых древесных пород до 25-60 м/ч у кольцесосудистых.
Скорость флоэмного потока для большинства растений равна 80-130 см/ч.Из древесных растений получены скорости, для метасеквойи - 48-60 см/ч, некоторых ив - 23-33 см/ч и пихты одноцветной - всего 5-6 см/ч.

[Филиппов Олег]

В зависимости от анатомического строения древесины скорость восходящего тока колеблется от 1-6 м/ч у хвойных и рассеянно-сосудистых древесных пород до 25-60 м/ч у кольцесосудестых.
Скорость флоэмного потока для большинства растений равна 80-130 см/ч.Из древесных растений получены скорости, для метасеквойи - 48-60 см/ч, некоторых ив - 23-33 см/ч и пихты одноцветной - всего 5-6 см/ч.

Для хвойных деревьев

Диаметр сосудов D - 1/ 100 000 метра
Скорость передвижения воды вверх V - 10 см/час

Для лиственных деревьев

Диаметр сосудов D - 1/ 10 000 метра
Скорость передвижения воды вверх V - 10 м/ час