Растения поглощают

☰

Все живые организмы дышат. В процессе дыхания осуществляется распад более сложных органических веществ на более простые и неорганические. Смысл дыхания в том, что в результате происходит выделение и запасание энергии, которая необходима для различных процессов жизнедеятельности.

Подавляющее число организмов для окисления органических веществ используют кислород, который берут из воздуха. Одним из конечных продуктов дыхания является углекислый газ, который должен выводиться из организма в окружающую среду.

Таким образом, растения, также как и животные, дышат. А для этого они поглощают из воздуха кислород и выделяют в воздух углекислый газ. Однако у растений, в отличие от животных, есть процесс фотосинтеза, при котором газообмен обратный: растение поглощает из воздуха углекислый газ, а выделяет в него кислород. Поэтому заметить, что растения все-таки дышат можно лишь в темное время суток, когда фотосинтеза нет, либо протекает его темновая стадия.

При активном процессе фотосинтеза выделяется куда больше кислорода, чем его поглощается для дыхания. Поэтому суммарно в светлое время суток растение выделяет кислород и поглощает углекислый газ. Хотя при этом поглощение кислорода и выделение углекислого газа также происходят, т. е. осуществляется процесс дыхания.

В темное время суток растения выделяют углекислый газ и поглощают кислород, т. е. газообмен осуществляется только для процесса дыхания.

У большинства сложно-устроенных животных для процесса дыхания существует специальная дыхательная система. Благодаря ей кровь насыщается кислородом и разносит его по клетками организма. Такие животные не дышат всей поверхностью тела, или такой способ является вспомогательным. Растения же поглощают кислород всей поверхностью тела, особенно листьями. У них нет специальной дыхательной системы, есть лишь межклетники облегчающие газообмен. Другими словами, клетки растений поглощают кислород прямо из воздуха.

Наши читатели не раз задавали нам вопрос: «Какое дерево больше всего выделяет кислорода?». Можно было бы с уверенностью ответить: «Это тополь», однако не все так просто. Кислородная продуктивность зависит не только и не столько от породы дерева. Необходимо также учитывать его возраст, размеры, место произрастания, сезонную активность. Но и это еще не все… Попробуем разобраться в деталях и начнем с истории вопроса.

Опыты Пристли

Еще много веков назад ученых заинтересовала проблема улучшения качества воздуха, его очистки. Уже давно было известно, что при дыхании воздух «ухудшается». Работал в данной области и английский священник, естествоиспытатель и химик Джозеф Пристли (1733–1804). Он сделал предположение, что растения могут улучшать состав воздуха. В 1771 году Пристли проделал простой, но очень информативный опыт. Он поместил под стеклянный герметичный колпак мышь. Через некоторое время зверек начал судорожно корчиться, широко открывать рот и вскоре умер.

Джозеф Пристли

Пристли пришел к выводу о том, что чистый воздух под колпаком кончился, а выдыхаемый мышью стал не пригоден для дыхания. Во втором эксперименте он поместил вместе с мышью под колпак мяту, растущую в горшочке. В соседстве с растением мышь свободно дышала герметично закрытая колпаком. Ученый продолжил свои опыты, меняя условия: ставил колпак с мышью и растением на окно, убирал в темный шкаф… И сделал абсолютно правильный вывод о том, что растения на свету «улучшают» воздух, «испорченный» дыханием и горением. Так Джозеф Пристли стал одним из первооткрывателей кислорода, углекислого газа и фотосинтеза.

Фотосинтез

В процессе фотосинтеза происходит разложение воды на кислород, который выделяется в атмосферу, и водород, идущий на восстановление углекислого газа, следствием чего является образование органических веществ. Учеными установлено, что при фотосинтезе образуются не только углеводы, но и белки. А углекислый газ попадает в растение не только из воздуха через устьица, но и в виде углекислоты поглощается корнями из почвы.

Наблюдать процесс выделения кислорода можно на очень простом опыте, который является одним из популярных в школьном курсе биологии. Водное растение элодея (фрагмент побега) помещается в сосуд с водой. Растение накрывают воронкой, на свободный конец которой надевают пробирку и ставят рядом с источником света. Через некоторое время в клетках элодеи образуется кислород, он скапливается в межклетниках. Сквозь срез стебля газ выделяется в виде непрерывного потока пузырьков и накапливается в пробирке. Доказать, что это кислород, не представляет особого труда. Достаточно опустить в пробирку тлеющую лучину. Данный опыт интересен и тем, что доказывает прямую зависимость интенсивности выделения кислорода от степени освещения. Удаляя и приближая источник света к растению можно наблюдать изменение скорости образования пузырьков кислорода.

У теневыносливых растений пик активности фотосинтеза наблюдается в полутени.

Зависимость от света

Скорость фотосинтеза прямо пропорциональна увеличению интенсивности света.

Это интересно Но при уровне освещения 10 000 люкс нарастание скорости фотосинтеза, а следовательно и выделения кислорода, прекращается. Дальнейшее увеличение интенсивности света уже не влияет на скорость фотосинтеза.

Следует заметить, что интенсивность фотосинтеза (и выделение кислорода) различна у разных видов растений:

• у теневыносливых растений пик активности фотосинтеза наблюдается в полутени;
• у светолюбивых интенсивность фотосинтеза высока только при полном солнечном освещении.

У деревьев также прослеживаются периодические изменения в интенсивности фотосинтеза. Угнетение процесса фотосинтеза происходит в полуденные часы, когда устьица на листьях закрываются с целью уменьшения испарения и потери растением влаги.

Опыты показали, что освещение растений постоянно в течение 24 часов не увеличивает процесс фотосинтеза. Депрессия фотосинтеза наступает в ночные часы, что коррелируется внутренними факторами. Интересен и тот факт, что зеленый лист может использовать в процессе фотосинтеза только 1 % падающей на него солнечной энергии.

Зависимость от температуры

Не только свет, но и температура окружающей среды влияет на процесс образования органических веществ и выделение кислорода. Максимальная интенсивность фотосинтеза у большинства растений умеренного пояса отмечается в диапазоне от +20 до +28 °С. При повышении температуры интенсивность фотосинтеза падает, а интенсивность дыхания, наоборот, возрастает.

Опыты показали, что освещение растений постоянно в течение 24 часов не увеличивает процесс фотосинтеза.

Зависимость от углекислого газа и загрязнений

Огромное влияние на процесс фотосинтеза оказывает содержание углекислого газа в воздухе. В среднем концентрация углекислого газа невелика и составляет 0,03 % объема воздуха. Повышение концентрации всего лишь на 0,01 % способствует повышению продуктивности фотосинтеза и урожайности растения вдвое. Незначительное понижение концентрации углекислого газа, наоборот, резко снижает продуктивность процесса фотосинтеза.

Как никакой другой фактор влияет на фотосинтез уровень загрязнения воздуха. При высокой загазованности (в крупном городе около автомагистралей) интенсивность фотосинтеза падает в 10 раз.

Собственное дыхание растений

Не следует забывать, что растение, как и любой другой живой организм, круглосуточно дышит, выделяя углекислый газ и поглощая произведенный кислород. Ведь дыхание — процесс, обратный фотосинтезу. Кроме того, ночью фотосинтез останавливается, но растение продолжает дышать. Поэтому количество выделенного деревом кислорода реально получается ниже, так как часть его оно использует для дыхания.

Устойчивый лесной биоценоз сколько выделяет кислорода, столько же его и потребляет. Дополнительный кислород производит только активно растущее дерево или молодняки. Старовозрастные деревья могут, наоборот, потреблять кислорода больше.

Фотосинтез в цифрах

Ежегодно растительность Земли связывает 170 млрд т углерода, и ежегодно в растениях синтезируется около 400 млрд т органических веществ.

Наиболее высокая производительность кислорода отмечена у дуба и лиственницы (6,7 т/га), у сосны и ели (4,8—5,9 т/га). Ежегодно 1 га средневозрастного (60-летнего) соснового леса поглощает 14,4 т углекислоты и выделяет 10,9 т кислорода. За тот же период 1 га 40-летней дубравы поглощает 18 т углекислоты и выделяет 13,9 т кислорода.

Зеленые насаждения на площади 1 га поглощают за 1 ч столько углекислоты, сколько в течение этого времени выдыхают 200 человек. При образовании 1 т абсолютно сухой древесины независимо от древесной породы поглощается в среднем 1,83 т углекислоты и выделяется 1,32 т кислорода.

Для обеспечения поглощения нормы кислорода 1 человеком в год (400 кг) необходимо иметь площадь лесов на 1 человека 0,1—0,3 га. Одно крупное дерево выделяет столько кислорода, сколько нужно 1 человеку в сутки для дыхания.

Рекордсмен

Приблизительно можно считать, сколько в дереве сухого вещества по массе, столько же по массе это дерево за всю свою жизнь выделило в атмосферу кислорода.

Соответственно, чем дерево крупнее и быстрее растет – тем больше оно выделяет кислорода в атмосферу. Тополь, действительно, одно из самых быстрорастущих деревьев, потому и кислорода он выделяет больше других за время жизни. Взрослый тополь в возрасте 25–30 лет выделяет в 7 раз больше кислорода, чем такое же растение ели. Тополь также хорошо увлажняет воздух и устойчив к загрязнению воздуха.

Часть накопленного органического вещества используется в процессе дыхания самого дерева и разложения его отмерших частей.

Пылезащитные свойства

Говоря о роли деревьев в улучшении качеств воздуха, не следует забывать о пылезащитных свойствах. Нагляднее всего это продемонстрируют цифры. Шероховатые крупные листья вяза удерживают в 6 раз больше пыли, чем гладкие листья тополей. На высоте 1,5 м от земли задерживается в 8 раз больше пыли, чем на вершине кроны (на высоте около 12 м). В течение года 1 га елового леса задерживает 32 т пыли, а 1 га дубравы – 56 т.

Ионы и фитонциды

Кислород, образуемый в лесных насаждениях, насыщен ионами отрицательного заряда, в отличие от кислорода, выделяемого фитопланктоном океанов. Количество отрицательных ионов зависит от состава лесов: больше всего их образуется в лиственничных и сосновых лесах.

В настоящее время учеными установлена фитонцидная активность почти для всех видов деревьев и кустарников средней полосы России. Так, 1 га березового леса в сутки выделяет до 3 кг фитонцидов, а можжевелового – до 30 кг. При этом отмечается высокая противомикробная активность фитонцидов хвойных деревьев.

Казалось бы, странный вопрос – что делают деревья ночью. Просто стоят, как и днем, разве не так? А вот и нет. Ночью с деревьями происходит гораздо больше процессов, чем можно было бы подумать.

Логично думать, что растения растут медленными, устойчивыми темпами в течение круглых суток, но на самом деле процессы интенсивного роста у них запускаются поздно ночью, причем за несколько часов перед рассветом стебли растений растут быстрее всего.

Своими корнями растения впитывают воду, а затем, когда вода испаряется из листьев, она «тянет» другие молекулы воды за собой, чтобы заполнить пространство (явление, называемое «когезией»). Удлиненные тонкие капилляры деревьев, поглощающие воду, за день могут выходить из строя, если вода испаряется слишком быстро и в больших количествах, поэтому ночью деревья заняты восстановлением.

В 2016 году исследователи из Центра экологических исследований в Тихани, Венгрия, провели эксперимент: на две березы – одну в Австрии и одну в Финляндии – были направлены лазерные сканеры, чтобы измерить любые изменения их формы. Через два часа после захода солнца ветви берез стали опускаться, и к рассвету опустились на целых 10 см. Эффект опущенных ветвей вызван падением давления воды клетках растений. Некоторые растения даже сворачивают свои листья ночью и откачивают воду обратно в клетки у основания листа, а утром снова открывают. Таким образом деревья отдыхают – буквально спят, точно так же, как люди.

У растений нет центральной нервной системы, которая отвечает за то, что мы называем «сном», но у них есть циркадные ритмы, настроенные на 24-часовой цикл дня и ночи, даже если они постоянно находятся на свету. В течение дня ветви и листья тянутся вверх, силясь поймать как можно больше солнечного света. Но наполнение водой каждой клетки является энергоемким делом и не имеет смысла после захода солнца.

Деревья, как и все растения, живут благодаря процессам дыхания и фотосинтеза. При фотосинтезе происходит сложная химическая реакция между водой, углекислым газом и некоторыми минералами, в результате которой производятся сложные органические молекулы и выбрасывается остаток – кислород, который выделяется растениями в течение дня.

Мы используем кислород в качестве топлива для сжигания потребленной пищи – в частности, глюкозы – которую мы также получаем от растений, и это одна из причин, по которой они так важны для нас. Но глюкоза также является важным источником энергии для растений, и для ее сжигания им также необходим кислород. Следовательно, растения дышат примерно похожим с нами способом. Для дыхания не требуется свет, поэтому, когда дерево приостанавливает процесс фотосинтеза, оно продолжает «дышать» всю ночь, поглощая кислород и выделяя углекислый газ.

Конечно, деревья используют кислород не в таких количествах, в каких они его производят – растения обычно выделяют в четыре раза больше кислорода, чем им нужно для дыхания. По сути, получается, что деревья производят пищу в течение дня и потребляют ее ночью.

Некоторые растения ведут себя иначе, потому что неэффективное сочетание фотосинтеза и дыхания потенциально смертельно. Деревья в жарком климате должны сохранять воду, поэтому они не открывают свои устьица под полуденным солнцем. Чтобы избежать потери влаги, они открывают микроскопические поры только ночью и одновременно поглощают кислород и количество углекислого газа, необходимое, чтобы продержаться в течение дня.

В следующий раз, прогуливаясь в парке поздно вечером, прислушайтесь. Деревья вокруг вас расслабляются, опускают ветви, восстанавливаются, дышат. Не имеющие возможности сменить свою дислокацию, они стараются по максимуму использовать условия предоставленной им окружающей среды. Нам есть чему у них поучиться, не так ли?

Вероника Кузьмина

1) Растения дышат так же, как мы: во всех органах растений часть глюкозы, полученной при фотосинтезе, окисляется кислородом. При этом образуется энергия, необходимая для жизни, а так же углекислый газ.

2) Почему в спальню нельзя ставить много растений? Растения, стоящие в спальне, ночью не будут выделять кислород, потому что в темноте фотосинтез не происходит. Следовательно, ночью растения не питаются. А дышат растения все время – и днем, и ночью. При дыхании растения, как и мы, поглощают кислород и выделяют углекислый газ, поэтому спящему человеку будет душно.

3) Почему при избыточном поливе растение погибает? Если почву залить водой, то в ней не будет воздуха, корни растений не смогут дышать и погибнут (задохнутся).

Тесты

1. Сравните питание и дыхание растений с нашим
А) растения питаются и дышат так же, как мы
Б) растения питаются так же, как мы, а дышат по-другому
В) растения питаются по-другому, а дышат так же, как мы
Г) растения питаются и дышат по-другому

2. Где у растений происходит окисление глюкозы
А) в зеленых листьях на свету
Б) в корнях
В) во всех органах
Г) нигде, у растений не происходит окисление глюкозы

3. Где у растений происходит образование углекислого газа
А) в зеленых листьях на свету
Б) в корнях
В) во всех органах
Г) нигде, у растений не происходит образование углекислого газа

4. Когда происходит дыхание и фотосинтез растений
А) дыхание и фотосинтез происходят постоянно
Б) дыхание только днем, а фотосинтез постоянно
В) фотосинтез только днем, а дыхание постоянно
Г) фотосинтез только днем, а дыхание только ночью

5. Где происходит дыхание и фотосинтез растений
А) дыхание и фотосинтез происходят во всех органах растения
Б) дыхание и фотосинтез происходят только в листьях
В) фотосинтез только в листьях, а дыхание во всех органах
Г) фотосинтез только в листьях, а дыхание только в корнях

6. В листьях растений происходит
А) фотосинтез
Б) фотосинтез и дыхание
В) фотосинтез, дыхание и поглощение минеральных солей
Г) дыхание и поглощение минеральных солей

7. В корнях растений происходит
А) фотосинтез
Б) фотосинтез и дыхание
В) фотосинтез, дыхание и поглощение минеральных солей
Г) дыхание и поглощение минеральных солей

8. Во всех органах растений происходит
А) фотосинтез
Б) фотосинтез и дыхание
В) дыхание и поглощение минеральных солей
Г) дыхание

Комнатные цветы нужны в каждой квартире не только для уюта. В воздухе закрытых помещений по разным причинам накапливаются токсические вещества: их выделяют отделочные материалы, моющие средства, водопроводная вода, да и воздух, попадающий с улицы, далеко не всегда бывает чистым и безопасным – в выхлопах автомобилей и сигаретном дыме содержатся такие опасные для здоровья вещества, как бензол и толуол. Электромагнитное излучение, бактерии и высушенный воздух тоже не прибавляют здоровья ни нам, ни нашей коже. Со всеми этими проблемами помогают справиться комнатные растения, однако не все подряд, а определённые виды. Они также выделяют кислород, а некоторые из них делают это даже в ночное время.

Мы уверены, что в каждой квартире обязательно должно быть хотя бы одно из этих 9 растений. Они подарят вам здоровый и крепкий сон.

Оранжевая гербера

Эти яркие солнечные цветы не только прекрасно очищают воздух, но и украшают интерьер. Кроме того, что гербера поглощает такое токсичное вещество, как бензол, она также улучшает сон: поглощая выдыхаемый нами углекислый газ, цветок выделяет вместо него кислород. Как и у многих представителях семейства астровых, в гербере также имеются производные такого вещества, как кумарин. Он активно применяется в качестве ароматизатора в парфюмерной и табачной промышленности. В медицине он также необходим для создания антикоагулянтов непрямого действия.

На сегодняшний день известно более 1000 сортов гербер, которые разнятся между собой не только по цветовой гамме, но также встречаются цветные разнообразия сорта в пределах одного цветка. У некоторых разновидностей колер в центральной части бутона может быть окрашен в практический черный оттенок. Присутствуют и отличия в форме и размерах цветов.

Ним, или азадирахта индийская

Ним замечательно очищает воздух. Кроме этого, он действует как натуральный пестицид, защищая от комаров. Чтобы вырастить ним в домашных условиях, придется потрудиться: ему требуется хорошая почва и много света.

В странах, где дерево Ним произрастает, оно присутствует практически во всех областях жизни человека. Оно используется для озеленения, для укрепления почвы, для борьбы с вредителями, в качестве удобрений в сельском хозяйстве, в быту, и, само главное, в медицине.

В старинной индийской пословице говорится, что на земле, где произрастают деревья Ним, нет места смертям и болезням. Организация Объединенных Наций присвоила дереву Ним почетный титул «дерева 21 века». Оно было официально признано во всем мире «самым перспективным растением будущего для изучения и использования».

Алоэ вера

Алоэ вера — уникальное растение. Оно известно не только своими лечебными свойствами, но также помогает спокойному и крепкому сну, так как выделяет большое количество кислорода в ночное время суток.

Это растение родом из тропиков Африки, поэтому очень любит солнечный свет. Поливать его можно нечасто, так как листья способны сохранять влагу в течение нескольких дней. Зимой алоэ следует поливать водой комнатной температуры, причем необходимо как поливать сверху, так и заливать воду в поддон. Но важно не переусердствовать: при переувлажнении почвы загнивает корневая система.

Алоэ используют в народной и традиционной медицине, в косметологии.

Сансевиерия (тещин язык)

Это одно из лучших комнатных растений — очистителей воздуха, так как и ночью оно выделяет большое количество кислорода. Известно, что сансевиерия очищает воздух в квартире, нейтрализует вредные вещества, уничтожает бактерии, а также повышает иммунитет обитателей квартиры.

Растение можно порекомендовать для детской комнаты, но нужно знать, что некоторые виды сансевьерии содержат сок, который не вызывает раздражения кожи, но может вызвать тошноту при попадании внутрь. Поэтому если дети еще маленькие, которые тянут в рот все, что их заинтересовало, поставьте растение в недоступное для них место.

Тещин язык не капризное растение, легко переносит сквозняки, сухость почвы, особых сложностей в уходе и размножении не наблюдается. Можно порекомендовать даже начинающему цветоводу. Но нужно знать, что сансевиерию переставляют с места на место не желательно.

Шлюмбергера, или декабрист

Эта разновидность кактуса производит кислород всю ночь, что помогает хорошо спать. Цветок может расти и в темных комнатах, поэтому спальня ему тоже отлично подойдет.

Эти растения неприхотливы в культуре, достаточно устойчивы к вредителям и болезням. Они живут гораздо дольше, чем другие популярные растения, — до 20 лет рождественский кактус может радовать вас своими цветами. Цветут каждый год при минимальном уходе.

Существует большое количество гибридов шлюмбергеры. Новые гибриды отличаются красотой и размером цветков, разнообразием цветовых оттенков — традиционный красный, а также розовые, оранжевые, белые и даже многоцветные разновидности.

Туласи, или базилик тонкоцветный

Туласи — одно из самых известных растений Аюрведы, применяющееся во множестве распространенных рецептур. Тысячелетиями туласи использовалась как как одно из именитых лечебных растений, обладающих большой целебной силой. Базилик тонкоцветный полезен не только для употребления в пищу, но и для очищения воздуха. Запах листьев этого растения успокаивает нервную систему и снижает беспокойство. Это то что нужно после долгого и утомительного рабочего дня.

Надо отметить, что батуласи прост в выращивании: он неприхотлив и особых хлопот не доставляет, зато польза от него просто огромная!

Пальмовые растения

Пальмовые растения замечательно очищают воздух от всех видов вредных газов и при этом еще увлажняют его. Они подходят не только для спальных комнат, но и для офисов.

Уход за большинством представителей семейства пальмовых несложный. Полезно знать также, что лучше приспособленными к жизни в вашей квартире будут растения, выросшие из семян или сеянцев, а не купленные в магазине или оранжерее уже во взрослом состоянии.

Уход за большинством представителей семейства пальмовых несложный. Полезно знать также, что лучше приспособленными к жизни в вашей квартире будут растения, выросшие из семян или сеянцев, а не купленные в магазине или оранжерее уже во взрослом состоянии.

Орхидея

Орхидеи — украшение любого дома. Большим их достоинством также является то, что они выделяют по ночам много кислорода и очищают воздух от ксилола — вредного вещества, содержащегося в краске. Это растение не доставит вам много хлопот: чем меньше за ним ухаживать, тем лучше. Главное, чтобы в течение дня цветку было достаточно солнца.

Интересно, что некоторые виды орхидей даже используют в пищевых целях. Наибольшее кулинарное значение разновидность орхидей – ваниль. Эта знаменитая пряность уже очень давно снискала мировую известность и популярность.

Каланхоэ

Этот цветок отличается редкой красотой и неприхотливостью. Для его роста и цветения очень важны вода и яркий солнечный свет. Большим плюсом каланхоэ является то, что он насыщает воздух кислородом круглые сутки. Кроме того, его аромат помогает снять депрессию.

Цветущий каланхоэ украшает дом, но есть от каланхоэ и польза для дома. Он не только нейтрализует вред от бытовой техники, точнее, от ее излучений, но и очищает улучшает воздух. Психологи и эзотерики считают, что это растение улучшает атмосферу дома, предупреждает ссоры и разряжает напряженную обстановку в семье.