Опыт по опровержению теории питания растений

[Владимир Демидкин]

Буду признателен за ознакомление с Вашей научной работой, если такая случится.

Спасибо конечно за добрые пожелания от научной общественности форума.Но можно ли поподробнее о практическом применении на дачном участке столь эпохального открытия.

[Сергей П.]

Здравствуйте, Клара. Мой опыт описан с примерно с 54 страницы. Лучше ориентироваться на дату. Мое первое сообщение от 01 ноября 2015 года.

Сергей,не надо сбивать с толку новичков.Эту тему начал Дмитрий со своим аквариумом и основные обсуждения кружились вокруг этого.Читать надо первые страниц 40(может быть и меньше) дальше просто переливание из пустого в порожнее.И читать надо именно с начала,а то никакого удовольствия.

Уважаемый господин Демидкин! В данной теме описаны как минимум два опыта и достаточно подробно! Не говоря про опыты С.Г.Покровского и некоторые другие. Клара явно научный работник и сама в состоянии разобраться к чему относится мой комментарий. Что и как и где и когда кружилось - это Вам конечно же виднее. Знаете, есть такой бородатый анекдот: пьяный гаишник подходит к машине и говорит: "почему двое за рулем?", а он ему в ответ: "а вы зачем машину окружили?".)))

Владимир, подумайте - что о нас подумают после таких комментариев? Вы просто какой-то диктатор..... Пусть делает то, пусть делает се... Давайте уже человек сам разберется что ему нужно делать и что читать и с какого места. Вы так всех новичков распугаете. Просил же человек дать инфу по существу... Ослабьте захват, Владимир... и сразу всем станет лучче.))) А то просто ужос!

[Владимир Александрович]

Вынос СО2 корневой системой также не предполагает обязательное использование транспирации, так как существуют другие механизмы переноса молекул газов. В опыте Дмитрия, к примеру, существует механизм переноса не только молекул углекислого газа из корня в листья, но и молекул кислорода от листьев в корень и почву изолированного горшка, что вполне вписывается в адаптогенные возможности растений.

Вот такое смелое заявление Валерий Каревский делал в ноябре месяце.С тех пор никто так и не обьяснил "другие механизмы переноса молекул газов".Может они перемещаются в специальных капсулах? Или есть лифт для подьема и опускания? Если допустить,что внутри растения существует перемещение углекислого газа,а оно существует,возникают два простых вопроса:1.Какова концентрация СО2 в пасоке растения?
2.Весь ли обьем СО2,который находится в пасоке растения,усваивается (ассимилируется)растением?
Ответы на эти два вопроса хотелось бы услышать от теоретиков корневого усвоения-В.Каревского и Дмитрия Артемьева.Так как единственный,кто привел нужные данные-это Кузьмич.Он писал,что содержание СО2 в пасоке,согласно А.Л.Курсанова-6%.Нет основания не верить данной цифре.В каком растении-я забыл.Итак,ваш ответ.
И пока знатоки размышляют над ответом-музыкальная пауза.Мне в руки попалась одна научная работа американской тетеньки на аналогичную тему.И она привела вот такую условную схему из жизни древесных растений.
Кстати,Сергей Понявин очень просил-

Буду признателен за ознакомление с Вашей научной работой, если такая случится.

Прошу извинить меня,но работа написана на английском языке.Описание внизу картинки переводится как "Рисунок 6.1.Концептуальное изображение факторов, влияющих на физиологические процессы и потоки СО2 в древесных тканях корней, стволов и ветвей деревьев.Зеленая область представляет древесные ткани стволов или ветвей; серая область представляет почву. Увеличение доли модификатора может иметь положительный эффект (+ ) или отрицательный эффект (-) на физиологический процесс или поток СО2."
Так как скан этого рисунка получился черно-белым,то рассказываю,что зеленая область-это верхняя половина рисунка,коричневая область-нижняя правая часть,серая область-нижняя левая часть,под ней надпись Soil(почва).Толстые стрелки-это направление перемещения потоков СО2,слово "efflux" переводится как "истечение","утечка"."Respiration"-как "дыхание".Весьма любопытная схема.

[Сергей П.]

Описание внизу картинки переводится как "Рисунок 6.1.Концептуальное изображение факторов, влияющих на физиологические процессы и потоки СО2 в древесных тканях корней, .......может иметь положительный эффект (+ ) или отрицательный эффект (-) на физиологический процесс или поток СО2."

Спасибо. Но, это только схема. Мы, кажется, уже разобрались: не существует только корневого и только воздушного углеродного питания. Вопрос в лучших условиях, что бы и то и то работало на полную мощность. Отток ассимилянтов -куда? Если есть куда, то не 2% КПД фотосинтеза как в Подмосковье, а 4-5% и даже 10% как в идеальных условиях светокультуры.

[Сергей П.]

Поясните, пожалуйста, что Вы все-таки в итоге называете корневым углеродным питанием.
Фиксацию СО2 в корнях и транспорт ассимилятов по растению или поглощение СО2/НСО3- корнем и транспорт в надземные органы этих ионов и фиксацию уже там?

Здравствуйте, Клара. Давайте попробуем сделать это на примере с тыквой, которую я поместил в герметичную камеру. Корень тыквы был изолирован, а в камере был установлен насос и картридж с едким натром и перлитом. Так же, баночка с солью и баночка с едким натром и перлитом. Это было сделано для удаления паров воды и углекислого газа из атмосферы камеры. Объем камеры 15 литров. Темпы прироста зеленой массы тыквы не изменились после закрытия камеры (фото в сообщении от 3 ноября). Таким образом весь углерод тыква получала через корни. Как и С.Г.Покровский, я называю корневым углеродным питанием способность растения "обходиться" для нормального развития без атмосферного углерода. Это его термин. Он ввел в игру его в статье "Корневое углеродное питание растений - как возможный источник ошибок радиоуглеродного датирования" в 2006 году (Актуальные проблемы науки, №6, 2006) Ссылка.

С.Г.Покровский обратил внимание на то, что контрольные растения развивались хуже, чем те, что были лишены атмосферного углерода (кое что здесь: Ссылка ; нужная ссылка есть в сообщении от 13 ноября, но она не открывается). Так же и академик Б.С.Мошков в условиях полной светокультуры был весьма удивлен тем, что прямое добавление углекислоты в воздух лаборатории не дало ни каких результатов (Выращивание растений при искусственном освещении, Б. С. Мошков; Ссылка). Полевые опыты Стефана Лонга против ожиданий дали обескураживающие результаты Ссылка. Что объединят все эти три опыта? Первое и главное: сухость воздуха. В лаборатории С.Г.Покровского, Б.С.Мошкова и на участке С.Лонга в поле влажность была ниже, чем в опыте Буссенго с лозой и подобных опытах в закрытых камерах.

Если бы Буссенго сделал так же с веткой лозы как это сделал С.Г.Покровский (поставил бы фильтр с едким натром в шар с веткой лозы), то сейчас как таковой теории воздушного углеродного питания просто не было бы. Но мы пошли дальше: в естественных условиях растения поучают углерод не только через корни, но и при определенных условиях и через листья. Какие же это условия? Великий русский огородник Ефим Андреевич Грачев был абсолютным Европейским чемпионом. Достиг он этих результатов благодаря методу паро-воздушных углеродных подкормок. Четыре сотки огораживались плетнями, а по центру участка наливалась в линзу (ямку) навозная жижа, которая давала и влагу и углекислоту в воздух участка. Только этим можно объяснить чудовищный рост растений Е.А.Грачева. Кроме того, он был из Ростовских огородиков, где в качестве удобрения (как мощного фактора корневого углеродного питания) использовали сапропель, который по своим свойствам и составу приближается к биогумусу.

Клара, существует довольно много исследований концентрации СО2 в посевах (например, исследования Монтиса и Карпушкина; есть в теме). Всегда и везде уровень СО2 в воздухе падает там, где повышенная влажность. Все эти факты позволяют утверждать, что наряду с корневым углеродным питанием (основным) в условиях повышенной влажности воздуха возникает листовое углеродное питание. Таким образом, сочетание паро-воздушного углеродного питания и корневого углеродного (основного) дает новые возможности для продуктивного выращивания растений не только в теплицах, но и на участках защищенных от ветра. Сочетание воздушного и корневого углеродного питания является наиболее эффективным. Таким образом мы ввели в игру новое понятие: паро-воздушное и воздушно-корневое углеродное питание растений.

Клара, Ваш вопрос мне понятен. Корни фиксирую не только СО2, но и карбонаты и другие вещества. Корни одновременно и выделяют и фиксируют СО2 и другие формы углерода (проф.А.В.Петербургский). Кроме того, существует обмен ксилема-флоэма и синтез корнями важнейших аминокислот. Процессы, которые происходят в живом организме растений сложны и многим кажутся противоречивыми. От сюда много различных теорий и спекуляций. Все это понятно и вполне предсказуемо. Но, что касается Вашего вопроса, углеродное питание не подразумевает только питание СО2. Это утверждение само по себе уже спекуляция и сложившийся шаблон мышления. Я понимаю, что это довольно новое и смелое утверждение. Я понимаю, что нужно время на то, что бы это все как следует было осмысленно и принято. Но, как говорится, молодое вино должно перебродить и выстояться. Главное, что бы был взят хороший сорт винограда, хорошая закваска, а все остальное решает мастерство и терпение виноградаря.

Оффтопик: открыть

Мы с Вами находимся на виноградном форуме. Считаю это глубоко символичным: великие идеи рождаются там, где солнечный луч превращается в прекрасный напиток. Но, для этого нужно время и терпение.

[Филиппов Олег]

Клара, существует довольно много исследований концентрации СО2 в посевах (например, исследования Монтиса и Карпушкина; есть в теме). Всегда и везде уровень СО2 в воздухе падает там, где повышенная влажность. Все эти факты позволяют утверждать, что наряду с корневым углеродным питанием (основным) в условиях повышенной влажности воздуха возникает листовое углеродное питание. Таким образом, сочетание паро-воздушного углеродного питания и корневого углеродного (основного) дает новые возможности для продуктивного выращивания растений не только в теплицах, но и на участках защищенных от ветра. Сочетание воздушного и корневого углеродного питания является наиболее эффективным. Таким образом мы ввели в игру новое понятие: паро-воздушное и воздушно-корневое углеродное питание растений.

Сергей,я уже писал вам об ученом Г.М.Лисовском, занимавшегося фотосинтезом растений для космических систем.Урожайность пшеницы в опытах Лисовского достигала, если пересчитать ее привычно на гектар -- 700 центнеров за год. Этот результат, полученный еще в 70-е годы, остается рекордом продуктивности.Там не было корневого питания и сапропеля ..... тем не менее все это достигалось высокими концентрациями СО2 в воздухе.Давайте спускаться на землю.Насыщенность фотосинтеза возможна только при высоких концентрациях СО2,а как вы это создатите....это уже другая история ...

[dmitr]

Если допустить,что внутри растения существует перемещение углекислого газа,а оно существует,возникают два простых вопроса:1.Какова концентрация СО2 в пасоке растения?
2.Весь ли обьем СО2,который находится в пасоке растения,усваивается (ассимилируется)растением?

Вообще Владимир ты неправ Валерий отвечал на этот вопрос . В части того существует ли тот самый лифт .Просто ты пропустил его высказывание .
Отвечаю по твоему вопросу. Концентрация СО2 в пасоке растений не может быть величиной постоянной. Думаю она будет коррелировать с концентрацией СО2 в почвенной атмосфере. Другим важным фактором будет время суток и соответствующая физиологическая стадия дыхания или фотосинтеза.
Поэтому вопрос представляется мягко говоря не совсем корректным.
Тем не менее , как я понимаю ты мастеришь какую то антиаргументацию корневой теории . Это интересно.
Поэтому, ради того , чтобы послушать твою новую идею , я готов принять предложенную тобой концентрацию 6 %. предположим , что так.
Также предположим , что усваивается весь СО2.
Что далее ? Твой выход .

Прошу извинить меня,но работа написана на английском языке.Описание внизу картинки переводится как "Рисунок 6.1.Концептуальное изображение факторов, влияющих на физиологические процессы и потоки СО2 в древесных тканях корней, стволов и ветвей деревьев.

Писал уже я что плохо воспринимаю на английском . Много там слов кроме тех что ты перевёл . Что теперь все подряд в гугл загонять?

Поясните, пожалуйста, что Вы все-таки в итоге называете корневым углеродным питанием.
Фиксацию СО2 в корнях и транспорт ассимилятов по растению или поглощение СО2/НСО3- корнем и транспорт в надземные органы этих ионов и фиксацию уже там?

Лично я понимаю второе (поглощение и транспорт в наземные органы).

[biocenosis]

В корнях, как и во всех других растительных тканях, идут процессы окисления, образуется СO2.
В среднем 30% почвенного СО2 выделяется корнями. Углекислый газ выделяется из корней за счет диффузии.
Это может означать, что его концентрация в тканях корня выше (не меньше), чем в почве. Часть этого СО2 должна растворяться в ксилеме.
Во время движения по сосудам ксилемы СО2 может за счет диффузии поступать в ткани растения и выделяться в атмосферу, возможен и обратный процесс - поступление СО2 из тканей стебля и листьев в пасоку. Т.е. имеется равновесие между концентрацией СО2 в пасоке и тканях растения.
Представляет интерес два вопроса: 1) Какова концентрация СО2 в пасоке сосудов ксилемы? 2) Какой процент СО2 из ксилемы усваивается при фотосинтезе?

[dmitr]

Углекислый газ выделяется из корней за счет диффузии.
Это может означать, что его концентрация в тканях корня выше (не меньше), чем в почве. Часть этого СО2 должна растворяться в ксилеме.

Сказанное верно . если мы не принимаем в качестве факта корневое усвоение СО2. То есть при воздушном питании , как основной теории питания СО2.
Если же мы говорим о корневом усвоении СО2 , то концентрация СО2 в тканях корня не может быть всегда выше чем в почве.
То есть такой баланс бывает только в темновую фазу , когда СО2 интенсивно выделяется корневой и листьями. В световую же фазу всё должно быть с точностью до наоборот. А именно концентрация в корневой СО2 меньше чем в почвенной атмосфере , что создаёт предпосылки для диффузии СО2 внутрь корня и далее .
В этом случае почвенный воздух выполняет роль буфера для обмена СО2. Причём днём движение СО2 внутрь растения а ночью противоположное.
При таком раскладе степень концентрации СО2 в любых тканях растения , в том числе и ксилеме величина переменная и зависящая от вышеуказанных мною факторов.

[Владимир Александрович]

1.Поэтому, ради того , чтобы послушать твою новую идею , я готов принять предложенную тобой концентрацию 6 %. предположим , что так. 2.Также предположим , что усваивается весь СО2.

1.Это не моя концентрация,это данные Курсанова,которые привел Кузьмич В.
2.Я тоже так предполагал,что весь СО2,попавший внутрь растения,будет усвоен.На деле оказалось,это далеко не так.На схеме Э.Мак-Гир,а она является автором научной работы,показана толстая стрелка потока СО2 наружу,в атмосферу.Надпись "Efflux of CO2 from stem to atmosphere" переводится как "истечение,поток СО2 из ствола в атмосферу".
Насчет стенания про английский язык-не надо плакаться.К сожалению,самая лучшая научная литература по физиологии растений издана на английском и самые качественные опыты были проведены отнюдь не русскими учеными.Поэтому бери Гугл-переводчик и переводи.Кстати,я перевел половину ее работы,а в ней 120 страниц.И не плакал при этом.

То есть такой баланс бывает только в темновую фазу , когда СО2 интенсивно выделяется корневой и листьями. В световую же фазу всё должно быть с точностью до наоборот.

Вот этот постулат крайне неверный.Как известно,"дыхание"растений состоит из двух составляющих-"темновое дыхание"(или цикл Кребса) и фотодыхание(стимулированное светом).Цикл Кребса идет в клетках растения параллельно фотосинтезу и все 24 часа в сутки.А фотодыхание только в светлое время суток.Следовательно,интенсивность "дыхания" ночью уменьшается.Днем возрастает.
Теперь начинаю выкладывать перевод работы Э.Мак-Гир.Второй вариант перевода-Э.Мак-Гвайр,но это не принципиально.Принципиальным являются ее данные и ее выводы.Так как переведенных страниц немало,придется выкладывать постепенно.Итак,
Диоксид углерода в ксилеме деревьев:источники и судьба.Мэри Энн Мак-Гир.
(Под руководством Роберта О. Тескей)
Диссертация представлена Высший факультет Университета Джорджии в частичное выполнение требований на соискание ученой степени ДОКТОР ФИЛОСОФИИ АФИНЫ,Джорджия 2009 г.
Реферат.
Исследовали значение диоксида углерода в ксилеме деревьев. Была разработана методика для непрерывного измерения внутренней концентрации CO2([CO2]) в ксилеме деревьев.
Эксперименты, использующие этот метод, показали суточный шаблон в [CO2], что негативно коррелирует с потоком сока ксилемы, предполагая, что CO2 было перенесено в ксилеме и что предыдущие оценки стволового дыхания, основанные на измерении оттока СО2, были ошибочны благодаря искажающему влиянию хранения и транспортировки СО2 в древесине. Основываясь на этой идее, был разработан метод баланса масс, который составили для внутреннего, а также внешнего потока «дыхательной» СО2 для более точной оценки дыхания ствола дерева. Этот подход показал, что различные потоки CO2 доминировали в результате дыхания в зависимости от времени суток и в различных условиях окружающей среды, и что отток СО2 из стволов не был хорошим предиктором стволового дыхания. Для дальнейшего изучения влияния скорости сока и температуры на внутренние и внешние потоки дыхания CO2, был проведен эксперимент в лаборатории с отделением сегментов ветвей, что удалили искажающее влияние ранее сохраненного CO2 и контролируемой скорости и температуры сока. Когда скорость пасоки была высокой, концентрация [СО2] в ней уменьшилась, но отсюда большее количество «дыхательной» СО2 было перенесено и меньше вытекло в атмосферу. Респираторные скорости потоков были похожи, когда вычислялись на основе объема ветви, но имели положительную коррелляцию с диаметром, когда вычислялись на основе площади поверхности ветвей, предполагая, что клеточным источником «дыхательной» СО2 было преимущественно паренхима ксилемы, чем камбия и флоэмы. Температура имела типичный экспоненциальный эффект на дыхание ветви, но при более высокой температуре, большая доля «дыхательной» СО2 утекает в атмосферу. Эти измерения показали, однозначно, что не вся «дыхательная» СО2 уходит в атмосферу; часть осталась в стволе и транспортируется в потоке сока. Для количественного определения судьбы ксилемой-перенесенной CO2 был разработан эксперимент, чтобы имитировать транспорт СО2 из стеблей в ветви, позволяя отдельным ветвям платана впитать воду, обогащенную стабильным изотопом 13С. Последующий анализ тканей ветвей показал, что примерно две трети транспортируемого 13CO2 уходит в атмосферу и одна треть была освоена фотосинтезирующими клетками в древесной ткани, а в меньшей степени в листьях. В результате всех этих экспериментов мы предположили, что там было много факторов, которые повлияли на судьбу «дыхательной» CO2.Представлена концептуальная схема, которая иллюстрирует некоторые из этих факторов и их влияние на дыхание древесных тканей и судьбе «дыхательного» CO2.

ГЛАВА 1
ВВЕДЕНИЕ И ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
СО2 в стволах деревьев.
Концентрации диоксида углерода [CO2] в ксилеме деревьев впервые были измерены в начале 20-го века. Согласно Chase (1934), первые анализы двуокиси углерода и других газов в дереве были сделаны Bushong (1907), который определял, что [CO2] газа, извлеченного из отверстия, просверленного в тополе, было 7,2%. Макдугал и Воркинг (1933) выделяли газы из стволов зрелого Populus tremuloides Michx., П. Роуз macdougalii, Juglans майор (Торр.) Хеллер, Parkinsonia microphylla Серый, сосны лучистой Д. Дон, Quercus agrifolia Ни, ивы lasiolepis Benth. и Секвойя Endl.(Д. Дон) в Аризоне и Калифорнии с 1925 по 1931 Они обнаружили [CO2] в диапазоне от 1,4 до 26,3%. Чейз (1934) выделяли газы из Pinus L. Strobus, вяз американский L., Quercus сияние Michx., В. крупноплодный Michx.and тополь дельтовидный Bartr. экс Марш. деревья и обнаружили, что средняя [CO2] в диапазоне от 0,04 до 25,33% с определенным образом депрессии в зимние месяцы. В этих ранних анализах образцы были извлечены из стволов деревьев, собраны в стеклянные бутылки, перевозились из поля в лабораторию и анализировалиcь на [CO2], используя метод химического поглощения.
После этих первых исследований, измерения не появляются или не были зарегистрированы в течение трех десятилетий, пока Дженсен (1967), используя портативный анализатор газа поглощающего типа в поле, описал измерения [CO2], начиная с 13,5 до 16,5% в газе, добываемом из стволов Quercus красная L. Эклунд (1990; 1993) использовал газовый масс-спектрометр для измерения образцов извлеченных газов и нашел [CO2] в диапазоне от 2 до 10% в обыкновенная (L.) Карст, от 3 до 9% в дуб черешчатый L., и. от 2 до 4% в клён остролистный L. в период вегетации в Швеции.
Хари и др. (1991) использовали инфракрасный газоанализатор (IRGA) для измерения [CO2] газа, извлеченного из стволов сосны, и были обнаружены концентрации 3 до 20%. Леви и др. (1999) предположил, что дыхание клеток, поврежденных в процессе бурения, и утечки, вызванные отрицательным давлением во время извлечения, могут повлиять на измерение[CO2]. В попытке устранить эти проблемы, небольшие камеры для компенсации давления были запечатаны с наружной стороны стволов деревьев, в предположении, что газ из ксилемы мог бы диффундировать в камеры через кору. Образцы газа были извлечены из камер и [CO2] была определена с ИРГА. В этом исследовании [CO2] простиралась в диапазоне от 3,0 до 8,5% в Betula повислой, Musanga cecropioides R.Br.ex Teddlie и Distemonanthus benthamianus Baill.
СО2 находится в стволах деревьев не только в газовой фазе, но также растворяется в соке ксилемы. Hari др. (1991) отметили трудности измерения концентрации всех продуктов СО2 ([CO2 *]), растворенных в жидкой фазе ксилемы на месте и предложил, что он может быть оценен путем измерения [CO2] образца добываемого газа и применения закона Генри, предполагая, что концентрация CO2 в воздухе и внутренней пасоке, находятся в равновесии. Закон Генри гласит, что парциальное давление газа над раствором пропорционально концентрации этого газа в растворе (Штумм и Morgan, 1996):
Механические методы извлечения, необходимые в ранних исследованиях, ограничили частоту выборки. Когда сезонные различия в [CO2] ксилемы были представлены (Макдугал, 1927; Макдугал и Воркинг,1933; Chase, 1934; Эклунд, 1990, 1993), [CO2] снижалась в состоянии покоя и увеливалась в течение вегетационного сезона,предположили, что источником CO2 было дыхание живых клеток в стволе.Первые измерения суточного хода [CO2] ксилемы были сделаны Стрингер и Kimmerer (1993). Они обнаружили, что [CO2 *] в пасоке из вырезанных веток тополя дельтовидного была самой высокой в ночное время и низкой в полдень, начиная от 0,5 ммоль/L в 14-00 ч до 0,9 ммоль/L в 22-00 ч.
В главе 2 настоящей диссертации описывается новая техника, которая использует микроэлектроды для непосредственного измерения [CO2] в соке ксилемы в стволах деревьев на месте. Методика позволяет отслеживать в режиме реального времени суточные изменения [CO2].