Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза? Анемометр

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Posted 1 декабря 2011, 05:30

Modified 4 августа 2022, 21:56

Updated 4 августа 2022, 21:56

Все живые организмы для существования должны питаться, в том числе и растение. Оно дышит, растет, удаляет ненужные вещества, размножается. Живой организм – это биосистема. Но что поглощают растения из почвы и воздуха?

Основные области применения углекислого газа (диоксида углерода, CO2): карбонизация напитков, производство сельхозпродукции, охлаждение и заморозка продуктов, противопожарная защита объектов, сварка в среде защитных газов. Это те отрасли, где применение углекислого газа является важным фактором, влияющим на качество и свойства продукта или эффективность реализуемой технологии.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Еще на уроках биологии мы изучали, как дышат растения. Организм человека устроен по-другому, поэтому мы существуем вместе и зависим друг от друга.

CO2 – диоксид углерода, бесцветный газ без запаха, его небольшой % содержится в атмосфере. Это источник углерода для растений, от которого зависят все процессы их жизнедеятельности. Углекислый газ играет важную роль в фотосинтезе, дает возможность растению производить энергию для своего развития и роста. Без CO2 растения погибнут так же, как люди без кислорода.

Содержание
  1. Охлаждение и заморозка продуктов
  2. Что происходит в процессе фотосинтеза
  3. Углекислый газ в атмосфере Земли
  4. Углекислый газ и растения
  5. Пигменты хлоропластов
  6. Хлорофилл
  7. Каротиноиды
  8. Концентрация углекислого газа (CO2)
  9. Как рассчитать, сколько нужно CO2
  10. Темновая фаза фотосинтеза
  11. Углекислый газ в организме человека
  12. Газ, необходимый растениям для дыхания
  13. Световая фаза фотосинтеза
  14. Углекислый газ и мы
  15. Сварка в среде защитных газов
  16. Значение фотосинтеза
  17. Поглощение питательных веществ
  18. Вытяжка и вентиляторы
  19. Важные предостережения
  20. Спектр излучения, поглощаемый растениями
  21. Фотосинтез и дыхание
  22. Охрана почв
  23. СО2 и повышение его концентрации
  24. Закрытый грунт
  25. Генератор углекислого газа
  26. Сжатый CO2 в баллонах
  27. Ферментация или брожение
  28. Использование органики
  29. Компостирование
  30. Сухой лед
  31. Какой объем СО2 необходим растениям и в какое время суток
  32. Когда включать насыщение CO2
  33. Корневое питание
  34. Поглотительная способность корневой системы растений
  35. Противопожарная защита объектов
  36. CO2 для растений — нужно ли использовать?
  37. Для чего нужна углекислота в баллонах
  38. Роль питания
  39. А как же углекисота в баллонах оказывается в бутылке?
  40. Как CO2 влияет на урожай
  41. Роль почвы в жизни растений
  42. Свойства углекислого газа
  43. Карбонизация напитков
  44. Свежий воздух и углекислый газ для растений
  45. Производство сельхозпродукции (Подкормка растений)
  46. Углекислый газ в природе
  47. Условия протекания фотосинтеза
  48. Воздушное питание
  49. Углекислый газ и его свойства
  50. Заключение

Охлаждение и заморозка продуктов

Наряду с жидким азотом жидкий диоксид углерода наиболее подходит для прямого контактного замораживания различных видов продуктов. Как контактный хладагент он привлекателен дешевизной, химической инертностью и термической стабильностью, не вызывает коррозию, не горюч, не опасен для персонала.

Использование СО2 в контактных скороморозильных аппаратах даёт ряд принципиальных преимуществ по сравнению с традиционными технологиями заморозки: время заморозки сокращается до 5 — 30 мин.; быстро прекращается ферментативная активность в замораживаемом продукте; хорошо сохраняется структура тканей и клетки продукта, поскольку кристаллы льда формируются значительно меньших размеров и практически одновременно в клетках и в межклеточном пространстве тканей; при медленной заморозке в продукте появляются следы жизнедеятельности бактерий, в то время как при шоковой заморозке диоксидом углерода они просто не успевают развиться; потери массы продукта в результате усушки составляют всего 0,3 — 1 % против 3 — 6 %; легко улетучивающиеся ценные ароматические вещества сохраняются в больших количествах.

По сравнению с замораживанием жидким азотом при использовании диоксида углерода не наблюдается растрескивание продукта из-за слишком большого перепада температуры между поверхностью и сердцевиной замораживаемого продукта; в процессе замораживания СО2 проникает в продукт и поэтому во время размораживания защищает его от окисления и развития микроорганизмов.

Плоды и овощи, подвергнутые быстрой заморозке и фасовке на месте, наиболее полно сохраняют вкусовые качества и питательную ценность, все витамины и биологически активные вещества, что даёт возможность широко применять их в производствах продуктов для детского и диетического питания.

Часто диоксид углерода используется для быстрого охлаждения свежих пищевых продуктов в упакованном и неупакованном виде до 2 — 6 °С, что улучшает естественный цвет продукта вследствие небольшой диффузии СО2 внутрь продукта. Кроме этого, значительно увеличивается срок хранения продуктов, так как СО2 подавляет развитие как аэробных, так и анаэробных бактерий и плесневых грибков.

В холодильной промышленности СО2 применяется в качестве альтернативного хладагента. Диоксид углерода является эффективным хладагентом, поскольку имеет низкую критическую температуру (+31,1 °С), сравнительно высокую температуру тройной точки (-56 °С), большое давление в тройной точке (0,5 МПа) и высокое критическое давление (7,39 МПа). Как хладагент СО2 обладает следующими преимуществами: очень низкая стоимость по сравнению с другими хладагентами; нетоксичен, не горюч и невзрывоопасен; совместим со всеми электроизоляционными и конструкционными материалами; не разрушает озоновый слой; вносит (удельно) умеренный вклад в увеличение парникового эффекта по сравнению с современными галоидопроизводными хладагентами.

Что происходит в процессе фотосинтеза

Как уже было сказано ранее, в ходе фотосинтеза в хлоропластах под действием солнечного света образуются органические вещества.

Процесс фотосинтеза можно разделить на две фазы:

В ходе световой фазы фотосинтеза образуется энергия в виде АТФ и универсальный донор атома водорода — восстановитель НАДФН (НАДФ·Н2). Эти вещества необходимы для протекания темновой фазы. Также образуется побочный продукт — кислород. Световая фаза может проходить только на мембранах тилакоидов и на свету.

Благодаря сложному биохимическому процессу — циклу Кальвина — в темновую фазу фотосинтеза образуются органические вещества (сахара). Темновая фаза проходит в строме хлоропластов и на свету, и в темноте. Темновые ферментативные процессы протекают медленнее, чем световые, поэтому при очень ярком освещении скорость протекания фотосинтеза будет полностью определяться скоростью темновой фазы. Схемы процессов фотосинтеза представлены на рис.2. Подробное описание процессов смотри далее.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Рис.2. Схема процессов фотосинтеза и суммарное уравнение фотосинтеза.

Углекислый газ в атмосфере Земли

В атмосфере нашей планеты всего около 0,04% CO2 (это приблизительно 400 ppm), а совсем недавно было и того меньше: отметку в 400 ppm углекислый газ перешагнул только осенью 2016 года. Ученые связывают рост уровня CO2 в атмосфере с индустриализацией: в середине XVIII века, накануне промышленного переворота, он составлял всего около 270 ppm.

Несмотря на такое ничтожное процентное содержание диоксида углерода в атмосфере, он оказывает огромное влияние на климат планеты. Углекислый газ – один из парниковых газов. Он поглощает и удерживает инфракрасное излучение с поверхности Земли, что в конечном итоге способствует повышению температуры на планете. Этот процесс называется парниковым эффектом. Без парникового эффекта температура на земном шаре была бы примерно на 30°С ниже.

Атмосфера Венеры на 96,5% состоит из углекислого газа, и, по-видимому, тоже подвержена парниковому эффекту. Из-за него Венера является самой жаркой планетой Солнечной системы, она горячее даже ближайшего к Солнцу Меркурия. Температура на Венере около 464°С – этого хватит, чтобы расплавить свинец и олово.

Рост уровня СО2 в атмосфере Земли ведет к усилению парникового эффекта, а тот, в свою очередь – к необратимым изменениям климата. Уже сейчас можно наблюдать таяние ледников. Например, знаменитая снежная шапка Килиманджаро уменьшилась за последние 100 лет на 80%.

Углекислый газ и растения

При дыхании зеленое растение поглощает углекислый газ, из которого получает углерод. Этот элемент просто необходим ему для существования.

Кроме воздуха, углекислый газ содержится в почве. Поэтому многие садоводы удобряют грунт специальными органическими и минеральными растворами.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Еще одним источником этого жизненно необходимого элемента являются живые существа. Они выделяют его при дыхании. Из-за этого его количество увеличивается в воздухе, а растения благодаря этому развиваются, плодоносят.

Кстати, в теплицах содержится небольшое количество углекислого газа, поэтому ставятся бочки, куда заливается раствор птичьего помета или бродящего коровяка. От этого содержание требуемого элемента увеличивается. А в открытом грунте используются удобрения.

Пигменты хлоропластов

Что происходит во время фотосинтеза? На молекулярном уровне фотосинтез обеспечивают особые вещества — пигменты, благодаря которым энергия солнечного света становится доступной для биологических систем. У фотосинтезирующих организмов можно выделить три основные группы пигментов:

  • хлорофилл а — у большинства фотосинтезирующих организмов,
  • хлорофилл b — у высших растений и зелёных водорослей,
  • хлорофилл c — у бурых водорослей,
  • хлорофилл d — у некоторых красных водорослей.
  • каротины — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот;
  • ксантофиллы — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот
  • ‍Фикобилины — красные и синие пигменты красных водорослей.

В хлоропластах пигменты ассоциированы с белками с помощью ионных, водородных и других типов связей. Не стоит забывать, что у растений есть множество других пигментов, находящихся не в хлоропластах и не принимающих участие в фотосинтезе — например, антоцианы.

Хлорофилл

Хлорофиллы выполняют функции поглощения, преобразования и транспорта энергии света. Лучше всего хлорофиллы поглощают свет в синей (430—460 нм) и красной (650—700 нм) областях спектра. Зелёную область спектра хлорофиллы эффективно отражают, что придаёт растению зелёный цвет.

Интересно, что строение молекулы хлорофилла схоже со строением гемоглобина, но центром молекулы хлорофилла является ион магния, а не железа.

Основными хлорофиллами высших растений являются хлорофилл a и хлорофилл b, они входят в состав реакционных центров фотосистем и светособирающих комплексов мембран тилакоидов хлоропластов. Светособирающие комплексы улавливают кванты света и передают энергию к фотосистемам I и II. Фотосистемы — это пигмент-белковые комплексы, играющие ключевую роль в световой фазе фотосинтеза.

Каротиноиды

Каротиноиды — это жёлтые, оранжевые или красные пигменты. В зелёных листьях каротиноиды обычно незаметны из-за наличия в листьях хлорофилла. При разрушении хлорофилла осенью именно каротиноиды придают листьям характерную жёлто-оранжевую окраску.

  • Антенная — входят в состав светособирающих комплексов, улавливают энергию света и передают её на хлорофиллы. Каротиноиды играют роль дополнительных светособирающих пигментов в той части солнечного спектра (450—570 нм), где хлорофиллы малоэффективны. Особенно это важно для водных экосистем, в которых волны оптимальной для хлорофиллов длины быстро исчезают с глубиной.
  • Защитная функция (антиоксидантная) — обезвреживание агрессивных кислородных соединений (активных форм кислорода) и избытка хлорофилла в возбуждённом состоянии при слишком ярком освещении.

Каротиноиды химически представляют собой 40-углеродную цепь с двумя углеродными кольцами по краям цепи. В строении ксантофиллов, в отличие от каротинов, присутствуют спиртовые, эфирные или альдегидные группы.

Учите биологию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду BIO72021 вы получите бесплатный доступ к курсу биологии 7 класса, в котором изучается тема фотосинтеза.

После того как корни получили питательные соли, происходит их передвижение и превращение в необходимые вещества. При этом выделяется энергия. Таким образом создаются необходимые условия для дыхания корней. Если аэрация почвы хорошая, то происходит должное обеспечение кислородом. Влияет на жизнедеятельность растения и соответствующая температура, наличие ядов в почве.

Все минеральные и органические вещества, которые образовались, двигаются к листьям.

Таким образом, поступление ионов веществ к растению проходит в 3 этапа:

  • изменение ионов из твердой формы, передвижение к поверхности корней;
  • проникновение в корни;
  • движение их в органы растения, которые находятся над землей.

Концентрация углекислого газа (CO2)

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

В обычном воздухе концентрация CO2 (которую можно измерить специальным прибором) составляет от 350 до 450 частей на миллион (ppm). Для правильного и быстрого роста Вы можете добавить дополнительный углекислый газ. Вы можете стремиться к идеальной концентрации 900 ppm или даже выше. Можно увеличить концентрацию CO2 с помощью ряда инструментов.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

К примеру, Вы можете использовать TNB Enhancer CO2.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Вы также можете использовать регулируемые системы подачи углекислого газа.

Для промышленного производства используются специализированные установки.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Примечание: для лучшего роста необходимо также обеспечить растение нужным количеством питательных веществ, воды и света. Увеличение дозировки CO2 без увеличения количества воды и света не заставит растение расти быстрее. Кроме того, нужно увеличить температуру, если Вы даете большие концентрации CO2, чтобы компенсировать процесс фотосинтеза.

Как рассчитать, сколько нужно CO2

Для обычных растений повышенный уровень углекислого газа составляет 1 500 PPM. Это выше, чем получают зеленые насаждения из воздуха в чистом поле. Чтобы понять, сколько нужно добавить, сначала необходимо измерить уровень CO2. Разница между получившимся значением и желаемым составит определенное число. Это добавочное значение следует умножить на объем помещения в кубометрах, а результат разделить на 1 000. И уже вот это получившееся число станет тем литражом углекислого газа, который следует добавлять за один «сеанс». К этому литражу стоит также добавлять около 20 процентов дополнительного объема газа, так как утечки из помещения даже при закрытых окнах неизбежны.

Также, зная пропускную способность устройства для подачи CO2 (в литрах в минуту), несложно и подсчитать, на сколько минут включать это устройство. Можно даже автоматизировать процесс, подключив таймеры к электрическому клапану баллона с углекислым газом и к вытяжному вентилятору.

Про анемометры:  Напольный газовый котел Beretta Novella Maxima 99 Rai

Темновая фаза фотосинтеза

Что образуется при фотосинтезе в темновую фазу? В строме хлоропластов с помощью энергии АТФ и восстановителя НАДФН, полученных в световую фазу, образуются простые сахара, из которых в ходе других процессов образуется крахмал. Ферментативные процессы не нуждаются в наличии света. Важнейший процесс, происходящий в темновую фазу фотосинтеза, — фиксация углекислого газа воздуха. Синтез и превращения сахаров в хлоропластах имеют циклический характер и носят название цикл Кальвина.

В нём можно выделить три этапа:

  • Фаза карбоксилирования (введение CO2 в цикл).
  • Фаза восстановления (используются АТФ и НАДФН, полученные в световую фазу).
  • Фаза регенерации (превращения сахаров).

В строме хлоропластов находится производное простого пятиуглеродного сахара рибозы. С помощью особого фермента (Рубиско) к производному рибозы присоединяется CO2 (реакция карбоксилирования) — образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое быстро распадается на две трехуглеродные молекулы. Дальше, с затратой АТФ и НАДФН, полученных в ходе световых процессов, трехуглеродное соединение модифицируется — образуется восстановленное соединение с атомом фосфора и альдегидной группой в составе. Теперь перед клеткой стоит проблема: необходимо получить шестиуглеродное соединение — глюкозу для синтеза крахмала, а также пятиуглеродное — производное рибозы для того, чтобы эти процессы могли начаться заново. Для решения этих проблем в фазу регенерации из полученных ранее трехуглеродных соединений под действием ферментов образуются четырёх-, пяти-, шести- и семиуглеродные сахара. Из шестиуглеродной молекулы образуется глюкоза, из которой синтезируется крахмал. Из пятиуглеродной молекулы образуется производное рибозы и цикл замыкается. Остальные сахара также используются клеткой в других биохимических процессах.

Отдельно стоит сказать про крайне важный фермент первой фазы цикла Кальвина — рибулозо-1,5-дифосфаткарбоксилазу (Рубиско). Это сложный фермент, состоящий из 16 субъединиц, с молекулярной массой в 8 раз больше, чем у гемоглобина. Является одним из важнейших ферментов в природе, поскольку играет центральную роль в основном механизме поступления неорганического углерода (из CO2) в биологический круговорот. Содержание Рубиско в листьях растений очень велико, он считается самым распространённым ферментом на Земле.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Рис.3. Суммарные уравнения и частные реакции фотосинтеза.

Углекислый газ в организме человека

CO2 – один из конечных продуктов метаболизма (расщепления глюкозы и жиров). Он выделяется в тканях и переносится при помощи гемоглобина к легким, через которые выдыхается. В выдыхаемом человеком воздухе около 4,5% диоксида углерода (45 000 ppm) – в 60-110 раз больше, чем во вдыхаемом.

Углекислый газ играет большую роль в регуляции кровоснабжения и дыхания. Повышение уровня CO2 в крови приводит к тому, что капилляры расширяются, пропуская большее количество крови, которое доставляет к тканям кислород и выводит углекислоту.

Дыхательная система тоже стимулируется повышением содержания углекислого газа, а не нехваткой кислорода, как может показаться. В действительности нехватка кислорода долго не ощущается организмом и вполне возможна ситуация, когда в разреженном воздухе человек потеряет сознание раньше, чем почувствует нехватку воздуха. Стимулирующее свойство CO2 используется в аппаратах искусственного дыхания: там углекислый газ подмешивается к кислороду, чтобы «запустить» дыхательную систему.

Газ, необходимый растениям для дыхания

Получается, что в результате своей жизнедеятельности растения выделяют кислород, а не поглощают его. Тогда возникает вопрос: а как же они дышат, и вообще происходит ли у них процесс окисления и расщепления органических веществ? Безусловно, как и все остальные живые организмы, они используют тот самый кислород. Получается, что в растениях одновременно происходят два практически противоположных процесса. Это фотосинтез и дыхание. Каждый из них необходим для нормальной жизнедеятельности растений.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Световая фаза фотосинтеза

Чтобы лучше понять, что происходит во время фотосинтеза, разберём фазы фотосинтеза. Световая фаза фотосинтеза включает в себя фотохимические и фотофизические процессы, и может быть поделена на три этапа:

  • Фаза поглощения — энергия света улавливается при помощи светособирающих комплексов, переходит в энергию электронного возбуждения пигментов, передаётся в реакционный центр фотосистем I и II.
  • Фаза реакционных центров — энергия электронного возбуждения пигментов светособирающих комплексов используется для активации реакционных центров фотосистем. В реакционном центре электрон от возбуждённого хлорофилла передаётся другим компонентам электрон-транспортной цепи, пигмент после отдачи электрона переходит в окисленное состояние и становится способным, в свою очередь, отнимать электроны у других веществ. Именно в этом процессе происходит преобразование физической формы энергии в химическую.
  • Фаза электрон-транспортной цепи — электроны переносятся по цепи переносчиков, образуются АТФ, НАДФН, O2. Необходимо, чтобы каждый переносчик электрон-транспортной цепи поочерёдно восстанавливался и окислялся, обеспечивая таким образом перенос энергии электронов. Любой этап переноса электрона сопровождается высвобождением или поглощением энергии. Часть энергии теряется. На некоторых участках электрон-транспортной цепи перенос электрона сопряжён с переносом протона.

Для того чтобы понять, что происходит во время фазы фотосинтеза, рассмотрим эти процессы подробнее. Кванты света улавливаются светособирающими комплексами фотосистемы I — молекула хлорофилла в составе светособирающего комплекса переходит в возбуждённое состояние, и энергия передаётся в реакционный центр фотосистемы I. Происходит возбуждение молекул хлорофилла фотосистемы I,   отщепляется электрон. Пройдя по цепочке внутренних компонентов фотосистемы I и внешних переносчиков, электрон в конце концов попадает к НАДФ+ — образуется восстановитель НАДФН. Получается, что хлорофилл фотосистемы I отдал электрон и приобрёл положительный заряд, и для дальнейшего функционирования необходимо восстановить нейтральность молекулы, получить электрон, чтобы закрыть «дырку». Этот электрон приходит от фотосистемы II.

На светособирающие комплексы фотосистемы II попадают кванты света — происходит возбуждение молекулы хлорофилла фотосистемы II, молекула хлорофилла отдаёт электрон и переходит в окисленное состояние. Нехватку электрона хлорофилл восполняет благодаря фотолизу воды, при этом образуется протоны H+, а также важный побочный продукт фотосинтеза — кислород. По цепи переносчиков электрон от хлорофилла фотосистемы II попадает к хлорофиллу реакционного центра фотосистемы I и восстанавливает его. Теперь этот хлорофилл может снова поглощать энергию кванта света и отдавать электрон в электрон-транспортную цепь.

Протоны, попадающие во внутритилакоидное пространство, используются для синтеза АТФ. С помощью фермента АТФ-синтазы за счёт градиента протонов образуется АТФ из АДФ и фосфата. Под градиентом понимают неравномерное распределение: во внутритилакоидном пространстве H+ больше, в строме — меньше. Поэтому частицы стремятся проникнуть в строму, переходят в неё через АТФ-синтазу, а в процессе пути сквозь белковый комплекс отдают ему часть энергии, которая и используется для синтеза АТФ.

Углекислый газ и мы

Углекислый газ необходим человеческому организму так же, как кислород. Но так же, как с кислородом, переизбыток углекислого газа вредит нашему самочувствию.

Большая концентрация CO2 в воздухе приводит к интоксикации организма и вызывает состояние гиперкапнии. При гиперкапнии человек испытывает трудности с дыханием, тошноту, головную боль и может даже потерять сознание. Если содержание углекислого газа не снижается, то далее наступает черед гипоксии – кислородного голодания. Дело в том, что и углекислый газ, и кислород перемещаются по организму на одном и том же «транспорте» – гемоглобине. В норме они «путешествуют» вместе, прикрепляясь к разным местам молекулы гемоглобина. Однако повышенная концентрация углекислого газа в крови понижает способность кислорода связываться с гемоглобином. Количество кислорода в крови уменьшается и наступает гипоксия.

Такие нездоровые для организма последствия наступают при вдыхании воздуха с содержанием CO2 больше 5 000 ppm (таким может быть воздух в шахтах, например). Справедливости ради, в обычной жизни мы практически не сталкиваемся с таким воздухом. Однако и намного меньшая концентрация диоксида углерода отражается на здоровье не лучшим образом.

Согласно выводам некоторых исследований, уже 1 000 ppm CO2 вызывает у половины испытуемых утомление и головную боль. Духоту и дискомфорт многие люди начинают ощущать еще раньше. При дальнейшем повышении концентрации углекислого газа до 1 500 – 2 500 ppm критически снижается работоспособность, мозг «ленится» проявлять инициативу, обрабатывать информацию и принимать решения.

И если уровень 5 000 ppm почти невозможен в повседневной жизни, то 1 000 и даже 2 500 ppm легко могут быть частью реальности современного человека. Наш эксперимент в школе показал, что в редко проветриваемых школьных классах уровень CO2 значительную часть времени держится на отметке выше 1 500 ppm, а иногда подскакивает выше 2 000 ppm. Есть все основания предполагать, что во многих офисах и даже квартирах ситуация похожая.

Безопасным для самочувствия человека уровнем углекислого газа физиологи считают 800 ppm.

Еще одно исследование обнаружило связь между уровнем CO2 и окислительным стрессом: чем выше уровень диоксида углерода, тем больше мы страдаем от окислительного стресса, который разрушает клетки нашего организма.

Сварка в среде защитных газов

Сварка в среде защитных газов сегодня применяется практически для всех металлов, включая углеродистую и нержавеющую стали, алюминий, медь и титан. Теплотой дуги расплавляется основной металл и проволока или присадочный пруток, если сварку выполняют неплавящимся электродом. Расплавленный металл сварочной ванны, кристаллизуясь, образует шов. При сварке в зону дуги непрерывно подаётся защитный газ. В качестве защитных газов применяют углекислый газ (CO2) и инертные газы, такие как аргон (Ar), гелий (He) и их смеси: Ar+He, Ar+CO2, Ar+O2, CO2+O2, Ar+H2 и др.

Изначально наибольшее распространение получила сварка в среде CO2. Такой способ является самым дешёвым при сварке углеродистых и низколегированных сталей.

Дальнейшим этапом повышения эффективности сварки при изготовлении сварных металлоконструкций стало применение газовых смесей на основе углекислого газа (CO2) и аргона (Ar). Предлагаемые технологии сварки в смесях с использованием CO2 и аргона позволяют значительно улучшить, в сравнении со сваркой в CO2, технологические параметры процесса сварки.

Сварочные смеси на основе углекислого газа являются наиболее распространёнными среди смесей, применяемых для сварки углеродистых конструкционных сталей.

Значение фотосинтеза

В процессе фотосинтеза энергия света заключается в энергию химических связей органических веществ. Поэтому фотосинтез служит первичным источником почти всей энергии, используемой живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Практически все живые организмы, за исключением хемосинтетиков, так или иначе пользуются теми продуктами, что выделяются при фотосинтезе.

За счёт фотосинтеза сформировалась и поддерживается пригодная для дыхания атмосфера с высоким содержанием кислорода.

Фиксация углекислого газа в ходе фотосинтеза служит главным местом входа неорганического углерода в биогеохимический цикл. Также ассимиляция CO2 препятствует перегреву Земли, предотвращая парниковый эффект.

Поглощение питательных веществ

Благодаря минеральному питанию по растениям передвигаются необходимые элементы. В почве образовываются питательные соли, они растворяются, распадаются на ионы. При дыхании зеленое растение поглощает их через корни, выделяет при этом углерод. После этого происходят обменные процессы. Это первый этап питания, с помощью которого поверхность корня насыщается питательными солями.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Вытяжка и вентиляторы

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Растение испаряет воду, чтобы охладить себя. Этот водяной пар должен удаляться, иначе процесс испарения прекратится.

Используйте хорошую вытяжную систему для того, чтобы разрядить теплый влажный воздух и заменить его свежим. Убедитесь, что свежий воздух поступает не в одном месте, а заполняет пространство равномерно.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Поместите вентилятор внутрь помещения для выращивания. Для наилучшей циркуляции воздуха направьте вентилятор между растений. Бонусом станет то, что грибки и другие подобные заболевания не получат шансов на развитие, а стебли будут расти крепче и сильнее из-за движения воздуха. В результате растения смогут собрать больше воды и питательных веществ, что скажется на конечном урожае.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Переведено с https://www.plagron.com/en-RU/grow-topic/Fresh-air.html.

Важные предостережения

Что хорошо для растений, то может оказаться вредно или даже смертельно для людей. Воздух с превышенным количеством углекислого газа плох для дыхания, а уровень 1 500 PPM является таким, который приводит к смерти от удушья. Поэтому выращивать какие-либо растения с добавлением CO2 можно только в помещениях, куда люди не заходят постоянно, — например, в обособленных теплицах или герметичных гроутентах, оснащенных вентиляторами, очистителями воздуха и вытяжками. А открывать гроубокс или заходить в теплицу можно только при выключенной подаче газа и после проветривания.

Но понятно, что подавать CO2 вообще нецелесообразно, если на подоконнике попросту стоит два-три горшка с растениями. Ведь если флоры мало, а комната хорошо проветривается, то дефицита углекислого газа не возникает.

Следует также заметить, что переизбыток углекислого газа для самих растений тоже вреден — он может привести к некачественным урожаям. А если подавать большое количество CO2 в отсутствии освещения, то растения будут бледнеть и замедлять рост.

Спектр излучения, поглощаемый растениями

Какой спектр излучения поглощают растения? Благодаря растительным организмам происходит фотосинтез, выделяется энергия, необходимая для их существования. При этом используется солнечное освещение. Поглощает его хлорофилл в красном и синем участках спектра.

Кроме фотосинтеза, в растении происходят и другие процессы. На них влияет свет разных участков спектра. Быстрое и медленное развитие растения зависит от чередования темного или светлого времени суток. Красные участки спектра влияют за развитие корней, цветение, появление и созревание плодов. Поэтому в теплицы помещают натриевые лампы, которые излучают красную зону спектра. А вот синяя область влияет на рост листьев и самого растения. Если этого участка будет недостаточно, то саженец будет тянуться вверх в поисках нужного света.

Про анемометры:  Порядок определения скорости воздуха анемометром

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Поэтому человеку, который выращивает растения, следует устанавливать лампы, которые излучают красные и синие цвета. Разные производители специально для садоводства выпускают такие освещающие приборы.

Итак, для развития, роста, плодотворности растению нужно питание. Оно осуществляет его с помощью почвы и воздуха. От недостатка какого-то элемента, неподходящих условий развитие растения будет замедляться.

Фотосинтез и дыхание

Уникальность растений заключается в том, что они единственные из живых существ выделяют и кислород, и углекислый газ практически одновременно. Но это совсем не означает, что они опасны и их нельзя располагать в жилых помещениях. Все дело в том, что кислорода растения выделяют гораздо больше, чем углекислого газа.

Чтобы не нарушать это природное равновесие, необходимо соблюдение условий протекания этих процессов. Например, если в помещение с комнатными растениями не проникает солнечный свет, фотосинтез не происходит. При этом образование глюкозы останавливается. Зато процесс дыхания продолжается. В воздухе накапливается большое количество углекислого газа. И в этом случае растения могут стать опасными. В итоге оба эти процесса жизненно важны. Только за счет кислорода растения дышат, а с помощью углекислого газа производят глюкозу и питаются.

Итак, СО2 необходим растениям для осуществления процесса получения органических веществ – фотосинтеза, который имеет важнейшее значение планетарного масштаба.

Охрана почв

Люди разрушающим образом влияют на природу, уничтожают леса, строят водохранилища, снижают плодородие почв неверным орошением. В результате этого растения не могут существовать, потому что соли в больших количествах нарушают их развитие.

Из-за засоления и других явлений земли, местности, которые могли приносить плоды, уменьшаются. А вот пустыни увеличивают свои площади. За последние 20 лет их стало больше на 100 млн гектаров. Если так будет продолжаться, то со временем на планете земли не смогут быть использованы для сельского хозяйства.

Для того, чтобы сохранить почву, требуется предпринимать меры по предотвращению засоления. Нужно обрабатывать землю без вреда для нее, правильно ее удобрять, не стоит применять ядохимикаты. Для борьбы с вредителями существуют аналоги, которые не вредят биологической среде.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Для сохранности верхнего слоя почвы от ветра нужно делать полезащитные лесополосы. Они позволят влаге удерживаться на полях.

СО2 и повышение его концентрации

По причине свободного передвижения воздуха на открытом грунте CO2 быстро улетучивается. И для незначительного его поднятия требуется много газа и энергии. Положительное влияние CO2 сводится к нулю. о если внести в грунт органические удобрения, они будут разлагаться и выделять углекислый газ. Процесс длится долго, приближенный к растениям воздух хорошо насыщается СО2.

Закрытый грунт

Повысить концентрацию CO2 здесь намного проще. Ценовая политика распространенных способов повышений углекислого газа широка, и гровер должен прежде всего ориентироваться на свои финансовые возможности. Затраты также зависят от площади грунта и количества выращиваемых культур.

Генератор углекислого газа

Это специальное устройство, в котором СО2 выделяется при сжигании этилового спирта и пропана. Контроль ведет датчик измерения концентрации CO2. С его помощью необходимый уровень углекислого газа в закрытом пространстве легко поддерживается. Прибор подходит для больших теплиц, так как требует значительных финансовых вложений при покупке прибора и соблюдении мер безопасности. Также генератор повышает влажность и температуру в гроубоксе, поэтому рекомендуется его устанавливать за стенками теплицы.

Сжатый CO2 в баллонах

Этот способ оправдывает себя при солидных посевных площадях. Садовод устанавливает газовый баллон в гроубоксе или теплице, затем открывает кран, чтобы свободно выходил углекислый газ. Без датчика концентрации можно перенасытить замкнутое пространство углекислым газом, что плохо скажется на растениях. К тому же баллон взрывоопасен.

Ферментация или брожение

Подходит для небольших гроубоксов, так как вырабатывается небольшой объем СО2. В гроубоксе принудительно располагаются специальные вещества, затем активируется процесс их брожения, при котором производится углекислый газ. Гровер должен уметь осуществлять контроль над процессом брожения, так как выделяется неприятный запах, привлекающий насекомых.

Использование органики

Это самый популярный способ, не требующий специальных умений. Гровер покупает препарат СО2 Bottle – бутылку с сухим веществом. При наполнении ее теплой водой выделяется углекислый газ. Его количества достаточно для насыщения гроубокса. Органика проста в использовании. После добавления воды необходимо убрать стикер с выходного отверстия и потрясти бутылку. Рассчитана она на 3-4 недели использования, затем покупается дополнительный пакет для заправки с органическим веществом, который высыпается в бутыль, и процесс можно повторить заново. Встряхивать бутыль необходимо раз в два дня. Это самый дешевый способ насыщения воздуха углекислым газом.

Компостирование

Этот метод очень хлопотный. С самодельным компостом работать трудно, а результат можно получить неоднозначный – гровер не может предугадать объем выделяемого углекислого газа. Готовые бустеры можно купить в магазине, но цены на них высокие, и они вырабатывают очень много CO2 для домашнего гроубокса. В процессе компостирования выделяется неприятный запах, процесс негигиеничный.

Сухой лед

Это твердый СО2, который при нагревании попадает в воздух. Хорошо повышает уровень углекислого газа в закрытом помещении. Но если применять его постоянно – это дорого и долго, так как пополнять запасы сухого льда придется ежедневно, а уровень CO2 в воздухе сложно контролировать.

Какой объем СО2 необходим растениям и в какое время суток

Когда наша планета была намного моложе, концентрация CO2 в атмосфере была намного выше. В процессе эволюции флора приспособилась к условиям планеты. Ее представители научились поглощать больше СО2, чем объем, который сейчас сконцентрирован в воздухе. Растения эффективно используют до 1500 ppm углекислого газа, а в современной атмосфере его всего 400 ppm. Таким образом эффект от повышения процента CO2 заметно ощутим. Растения производят намного больше энергии при фотосинтезе с повышенным CO2, что положительно отражается на их росте и урожайности.

Помните, что на эффективность фотосинтеза влияет световая мощность. При низком уровне СО2 растения перерабатывают не всю световую энергию. Поэтому при повышении контракции углекислого газа в гроубоксе или теплице не забудьте про установку мощных светильников.

Советуем поддерживать концентрацию CO2 в закрытом грунте в пределах 1200-1500 ррm при установке ДНаТ или LED светильников, мощность которых более 600 Вт для площади культивации в 1 кв.м. Если мощность светильников ниже, то и площадь должна быть меньше.

Также в ночное время растения отдыхают и не поглощают CO2. Соответственно, при выключенном освещении CO2 не должен поступать – отключайте приборы на ночь.

Когда включать насыщение CO2

  • Через 30 минут после включения светильников.
  • За 30 минут до выключения светильников.

Так вы сэкономите ресурс преобразователя СО2.

Корневое питание

Много требуемых для существования элементов растения поглощают из почвы. Азот и зональные элементы поступают благодаря катионам и анионам. Лишь бобовые растения имеют способность усваивать атмосферный азот на молекулярной основе. Существует ряд элементов, которые поглощают растительные живые организмы:

  • азот;
  • фосфор;
  • сера;
  • кальций;
  • калий;
  • натрий;
  • магний;
  • железо.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Растения способны воздействовать на почву в твердой форме, переводя требуемые вещества в необходимое состояние.

Поглотительная способность корневой системы растений

Различные растения отличаются по мощности корневой системы. Корень растет у самого кончика, который защищает корневой чехлик. От него на расстоянии 1-3 мм растут корневые волоски. С их помощью осуществляется движение воды от корня до части растения, которое растет над землей. Кроме того, с их помощью поглощаются и другие элементы.

Корневые волоски – это тонкие выросты наружных клеток. Их очень много, может быть сотни, а то и тысячи. От этого зависит поглотительная способность растения.

Как доказать необходимость CO2? Очень просто. Поскольку углекислый газ выделяется в природе в результате дыхания, его недостатка в природе не наблюдается. Однако в аквариумной воде его не так много из-за небольшого видового разнообразия живых организмов. Поэтому если не использовать специальные установки для подачи углекислого газа, через определенное время его количества будет недостаточно для интенсивного протекания процесса фотосинтеза. Ведь СО2 необходим растениям для того, чтобы самостоятельно производить питательные вещества. Своевременная и постоянная подача углекислого газа в воду станет условием, что ваш аквариум наполнится пышными и яркими водорослями.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Противопожарная защита объектов

Углекислый газ широко применяется для заправки огнетушителей, противопожарных модулей и других средств пожаротушения.

Практически все здания банков имеют компьютерные залы, серверные помещения и хранилища ценностей, которые по нормам требуется защищать установками пожаротушения. Наиболее приемлемый вариант — установки газового пожаротушения (УГП) с использованием СО2. Причин тому несколько. Так, после ликвидации пожара или несанкционированного пуска установки пожаротушения газовое огнетушащее вещество (будь то чистый СО2 или смеси инертных газов) в отличие от воды, пены, порошка и газоаэрозоля практически не оказывает вредного воздействия на электронное оборудование и другие ценности. Порошок или газоаэрозоль, применяемые в системах пожаротушения, могут вывести из строя оборудование, так как в них входят соли щёлочноземельных металлов.

Применение хладагентов в установках газового пожаротушения сдерживает их высокая стоимость по сравнению с установками водяного, пенного, порошкового и газоаэрозольного пожаротушения. Хотя до настоящего времени именно хладагенты применялись в УГП для защиты радио- и электронного оборудования, так как считалось, что углекислый газ оказывает на эту технику отрицательное воздействие. Исследования показателей радио- и электронной аппаратуры, включающие многомесячное наблюдение за ней, позволили установить, что углекислый газ, используемый для ликвидации пожара в помещении из модулей пожаротушения, не влияет на её работоспособность.

CO2 для растений — нужно ли использовать?

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Любое растение использует углекислый газ для осуществления процесса фотосинтеза: на свету при взаимодействии с водой CO2 расщепляется на атомы углерода и водорода, а они, в свою очередь, встраиваются в молекулы крахмалов и сахаров, из которых состоят растительные ткани. Поэтому чем больше света и углекислого газа, тем активнее происходит фотосинтез, а значит, тем лучше развивается агрокультура. Именно в связи с этим растениеводы подают дополнительные порции углекислого газа для получения бо́льших урожаев.

Особенно важно это для выращивания в закрытых теплицах и гроубоксах, а также в зимних садах — то есть там, где воздух не обновляется за счет постоянного проветривания. Растения, тем более когда их много, быстро поглощают CO2, и фотосинтез замедляется. Поэтому специалисты рекомендуют добавлять углекислый газ с периодичностью один раз в три часа (в светлую часть суток). При этом на время подачи CO2 вы можете отключать вентиляцию с помощью таймера для более быстрого достижения необходимых значений PPM.

Для чего нужна углекислота в баллонах

Для чего нужна углекислота, как ее транспортирую, где еще используются углекислота в баллонах, кроме продовольственной промышленности? А также, где можно купить баллон для газов и транспортировки углекислоты? Ответы читайте в данной статье.

Роль питания

Растения поглощают из воздуха необходимые элементы, чтобы обеспечить такие процессы:

  • жизнедеятельность;
  • рост органов;
  • запас веществ;
  • появление плодов и семян.

От недостатка требуемых элементов растение медленнее развивается. При резком дефиците продуктов питания рост растительного организма прекращается. Но избыток любых элементов также способен нанести вред.

Зачастую люди, которые выращивают урожай, создают необходимые условия почвы с помощью удобрений (это обеспечивает хороший рост и развитие растений). Также регулируют воздушное питание.

Многих интересует, какое растение поглощает кислород. Их на самом деле огромное множество. Благодаря солнечному свету происходит фотосинтез, поглощается углекислый газ, а вот в темноте растения дышат кислородом.

А как же углекисота в баллонах оказывается в бутылке?

Углекислота – газ без цвета со слегка кисловатым вкусом, не токсичный, имеющий много названий таких как: двуокись углерода, диоксид углерода, угольный ангидрид, CO2 и другие. Этот газ не поддерживает дыхание и в больших концентрациях вызывает удушье, но имеет важнейшее значение в процессе метаболизма живых клеток. Его получают, как побочный продукт, при производстве спирта, аммиака или сжигания топлива. Плотность газа, при нормальных условиях, составляет 1,98 г/л. Поэтому транспортируется углекислота в баллонах под давлением около 70 атмосфер, для большей вместительности. Для сжатия газа используют специальное оборудование. На производстве газированной воды в бутылки с напитком, непосредственно перед закупоркой, добавляют кислоту из баллона. А если выпустить углекислоту в атмосферу, часть ее превратиться в сухой лед. Но продовольственная промышленность – это не единственная сфера, где используют углекислоту.

Про анемометры:  Признаки неисправности электронной педали газа на гранте

Где еще используется углекислота в баллонах?

Современное строительство полностью базируется на металлоконструкциях. Чтобы получить прочный металлический каркас, необходима сварка. Двуокись углерода является оксидом кислоты, который при взаимодействии с водой образует угольную кислоту. Вступает в реакцию со щелочами с выделением гидрокарбонатов и карбонатов. На этом свойстве кислоты и основывается ее применение в процесс сварки: углекислота в баллонах превращается в защитный слой, который обеспечивает прочность сварочного шва. Также углекислотой наполняют огнетушители, которые предназначены для тушения электроустановок.

И если вы решили купить баллон для газов, помните, что к ее транспортировке и использованию предъявляются особые требования. Работа с двуокисью углерода может быть опасна, например, при попадании на руки, может образоваться ожог.

Где можно купить баллон для газов?

Приобретение баллонов для хранения и транспортировки газов у неизвестных продавцов, которые не могут подтвердить свои права документально, не дает гарантии их безопасного применения! Безопасно купить баллон для газов от проверенных производителей можно у нас. Наши баллоны для транспортировки углекислоты бывают промышленного объема 50 л. и небольшие баллончики для сифона. Их безопасная эксплуатация обеспечивается изготовлением с учетом всех требований ГОСТов.

Материал подготовлен в отделе рекламы компании “Айтекс” – http://www.itex.ru/promo

#Углекислый газ#Ирина Гольмгрейн#Общество

Как CO2 влияет на урожай

Если при выращивании растений вы используете умеренное освещение, то вашим подопечным хватает углекислого газа, который содержится в воздухе. При использовании мощных световых источников культуры не могут полностью использовать получаемую энергию.

Мощное освещение помогает поглощать больше света, фотосинтез происходит активнее. В результате культуры быстрее растут, формируют пышные соцветия, созревают более сочные плоды, содержащие больше вкусоароматических веществ. Урожай более весомый, вкусный, снимается он немного раньше.

Положительная сторона использования углекислого газа в теплицах и гроубоксах состоит в том, что растения становятся устойчивее к высокой температуре и световым ожогам. Они отлично чувствуют себя при температуре до 35 градусов.

Роль почвы в жизни растений

Почва – это верхний слой планеты. С ее помощью растения развиваются и дают плоды. Она появляется от взаимодействия живых организмов с горными породами и веществами, что появляются от их разрушения. Почва содержит минеральные частицы, минеральные соли, органические вещества и воздух. Из-за того, что раскладываются отмершие остатки живых организмов, появляется органическая почва. Ее называют гумусом.

Рост и развитие растений зависит от количества воды в почве. Зеленые жители планеты поглощают это вещество в растворенном виде. Из-за этого некоторые растения не выживают в засушливой местности. Но и обильная влага может уничтожить их, от этого происходит загнивание, корни отмирают.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Воздух тоже имеет большое значение в жизнедеятельности растения. В почве его наличие обязательно. И вода, и воздух лучше проникают в разрыхленную поверхность грунта. Поэтому на огородах несколько раз в году разрыхляют почву. От этого посев лучше развивается и плодоносит.

Свойства углекислого газа

Углекислый газ CO2 не имеет цвета и запаха. В обычных условиях он не имеет и вкуса. Однако при вдыхании высоких концентраций диоксида углерода можно почувствовать во рту кисловатый привкус, вызванный тем, что углекислый газ растворяется на слизистых и в слюне, образуя слабый раствор угольной кислоты.

Кстати, именно способность диоксида углерода растворяться в воде используется для изготовления газированных вод. Пузырьки лимонада – тот самый углекислый газ. Первый аппарат для насыщения воды CO2 был изобретен еще в 1770 г., а уже в 1783 г. предприимчивый швейцарец Якоб Швепп начал промышленное производство газировки (торговая марка Schweppes существует до сих пор).

Углекислый газ тяжелее воздуха в 1,5 раза, поэтому имеет тенденцию «оседать» в его нижних слоях, если помещение плохо вентилируется. Известен эффект «собачьей пещеры», где CO2 выделяется прямо из земли и накапливается на высоте около полуметра. Взрослый человек, попадая в такую пещеру, на высоте своего роста не ощущает избытка углекислого газа, а вот собаки оказываются прямо в густом слое диоксида углерода и подвергаются отравлению.

CO2 не поддерживает горение, поэтому его используют в огнетушителях и системах пожаротушения. Фокус с тушением горящей свечки содержимым якобы пустого стакана (а на самом деле – углекислым газом) основан именно на этом свойстве диоксида углерода.

Карбонизация напитков

Для газирования напитков необходим газообразный диоксид углерода. При добавлении CO2 в воду происходит его химическая реакция с молекулами воды, в результате чего образуется некоторое количество угольной кислоты (H2CO3). Освежающий эффект безалкогольных напитков обусловлен наличием в их составе растворённого углекислого газа и органических кислот, например, лимонной. В зависимости от степени насыщения углекислым газом напитки могут быть негазированными, сильно, средне и слабогазированными.

Газирование напитков производят насыщением их углекислым газом в специальных установках — сатураторах. Насыщение воды CO2 делает напиток шипучим, придаёт ему искристость и приятный пикантный вкус.

Для карбонизации напитков большинство предприятий покупают жидкий диоксид углерода, хотя при производстве пива (брожении) выделяется достаточно много CO2, который можно собирать и после очистки использовать для газирования напитков.

Основными антропогенными источниками диоксида углерода являются:

Несмотря на то, что доля экологичного транспорта в мире растет, подавляющая часть населения планеты еще не скоро будет иметь возможность (или желание) перейти на новые автомобили.

Активное сведение лесов в промышленных целях также ведет к повышению концентрации углекислого газа СО2 в воздухе.

Свежий воздух и углекислый газ для растений

Растения используют газы из воздуха, для того чтобы расти. Если в воздухе недостаточное количество газов, это может катастрофически сказаться на благосостоянии Ваших растений. Углекислый газ (CO2) является основным газом для Ваших растений. Они комбинируют в себе этот газ с водой и светом, чтобы реализовать процесс фотосинтеза, при котором образуется глюкоза. Если один из трех элементов находится в дефиците, то растение не сможет оптимально развиваться, и конечный урожай может Вас разочаровать. А во время фазы роста Вашим растениям требуется оптимальный уровень углекислого газа для создания молекул углерода и водорода в максимально возможной степени, чтобы производить питательные вещества.

Производство сельхозпродукции (Подкормка растений)

Потребителями углекислого газа являются производители сельскохозяйственной продукции.

Дефицит СО2 представляет собой более серьёзную проблему, чем дефицит элементов минерального питания. В среднем растение синтезирует из воды и углекислого газа 94 % массы сухого вещества, остальные 6 % обусловлены влиянием минеральных удобрений. В грунтовых теплицах дополнительным источником углекислого газа является грунт, в который добавляют торф, солому или опилки.

Овощеводы рассматривают подкормку углекислым газом в течение всего периода выращивания растений — от появления всходов до прекращения вегетации — как обязательный элемент современной интенсивной технологии выращивания томатов, огурцов и сладких перцев.

Прирост биомассы зелёных культур при подкормках СО2 существенно увеличивается. К примеру, урожайность салата повышается на 40 %, созревание ускоряется на 10 — 15 дней. Подкормка цветочных культур в теплицах также высоко эффективна, поскольку значительно повышает качество и выход продукции по некоторым данным до 20 — 30 %.

За счёт увеличения содержания углекислого газа в воздухе теплицы можно добиться снижения содержания нитратов в овощах, выращиваемых в зимнее время. Подкормки СО2 в условиях холодного климата России особенно выгодны, так как повышенная его концентрация частично компенсирует недостаток освещённости зимой.

Углекислый газ в природе

Углекислый газ в природе образуется из различных источников:

  • Дыхание животных и растений. Каждому школьнику известно, что растения поглощают углекислый газ CO2 из воздуха и используют его в процессах фотосинтеза. Некоторые хозяйки пытаются обилием комнатных растений искупить недостатки приточной вентиляции. Однако растения не только поглощают, но и выделяют углекислый газ в отсутствие света – это часть процесса дыхания. Поэтому джунгли в плохо проветриваемой спальне – не очень хорошая идея: ночью уровень CO2 будет расти еще больше.
  • Вулканическая деятельность. Диоксид углерода входит в состав вулканических газов. В местностях с высокой вулканической активностью CO2 может выделяться прямо из земли – из трещин и разломов, называемых мофетами. Концентрация углекислого газа в долинах с мофетами столь высока, что многие мелкие животные, попав туда, умирают.
  • Разложение органических веществ. Углекислый газ образуется при горении и гниении органики. Объемные природные выбросы диоксида углерода сопутствуют лесным пожарам.

Углекислый газ «хранится» в природе в виде углеродных соединений в полезных ископаемых: угле, нефти, торфе, известняке. Гигантские запасы CO2 содержатся в растворенном виде в мировом океане.

Выброс углекислого газа из открытого водоема может привести к лимнологической катастрофе, как это случалось, например, в 1984 и 1986 гг. в озерах Манун и Ньос в Камеруне. Оба озера образовались на месте вулканических кратеров – ныне они потухли, однако в глубине вулканическая магма все еще выделяет углекислый газ, который поднимается к водам озер и растворяется в них. В результате ряда климатических и геологических процессов концентрация углекислоты в водах превысила критическое значение. В атмосферу было выброшено огромное количество углекислого газа, который наподобие лавины спустился по горным склонам. Жертвами лимнологических катастроф на камерунских озерах стали около 1 800 человек.

Условия протекания фотосинтеза

Фотосинтез происходит только в специализированных структурах основной и покровной ткани листа. Они называются хлоропласты. Их внутренне содержимое представлено тилакоидами гран и стромы, на которых располагается красящее вещество – пигмент хлорофилл. Он придает некоторым частям растения зеленый цвет. В хоропластах фотосинтез происходит только при определенных условиях. Это наличие солнечного света, воды и углекислого газа. А результатом данной химической реакции является образование органического вещества глюкозы и газа кислорода. Первое из них – источник жизни самих растений, второе используют все остальные для осуществления дыхания. Этот процесс имеет планетарное значение.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Воздушное питание

Растения поглощают из воздуха требуемые элементы. Но самым главным процессом, который позволяет образовывать органические вещества, является фотосинтез. Для этого используется солнечная энергия, которая взаимодействует с хлорофиллом, содержащимся в зеленых листьях. Происходит химическая реакция. Растения поглощают углекислый газ и воду для синтеза углеводов. Впоследствии выделяется кислород, который необходим для жизнедеятельности многих существ на Земле.

Далее в растениях образуются сложные углеводы и органические связи. Минеральные соединения азота способствуют синтезу белков, аминокислот. Для этого используется энергия, которая появляется из-за связей АТФ при фотосинтезе.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Растения поглощают из воздуха углекислый газ для своего существования. А интенсивность фотосинтеза зависит от освещения, количества требуемого элемента в воздухе, воды, минеральных элементов.

Для фотосинтеза большинство углекислота растения поглощают из воздуха, а 5 % получают через корни. С помощью листьев усваивается и сера, и азот. Но большая часть этих элементов поступает из почвы.

Углекислый газ и его свойства

Карбон диоксид, угольный ангидрит, двуокись углерода – все это названия одного и того же вещества. Это всем известный углекислый газ. При нормальных условиях это вещество находится в газообразном состоянии, при этом оно не имеет цвета и запаха. При понижении температуры воздуха углекислый газ твердеет и приобретает белый цвет. В такой модификации его называют “сухой лед”. Это достаточно химически активное вещество. Углекислый газ реагирует с металлами, оксидами и щелочами. Он способен образовывать нестойкое соединение с гемоглобином крови, подобно кислороду. Так осуществляется газообмен при помощи кровеносной системы. Он не является ядовитым веществом, однако при большой концентрации его относят к токсичным газам.

В природе он образуется в результате дыхания живых организмов, гниении и горении. В газообразном состоянии карбон диоксид растворяется в воде. Вот почему, возможно говорить о системах подачи СО2 в аквариумах с растениями и их необходимости для нормальной жизнедеятельности водорослей. Имеет углекислый газ и промышленное значение. Его широко используют в пищевой отрасли в качестве разрыхлителя и консерванта. В сжиженном состоянии им заполняют огнетушители и автоматические системы пожаротушения.

Почему углекислый газ необходим для фотосинтеза?

Заключение

Каждый год на нашей планете благодаря фотосинтезу производится около 200 миллиардов тонн кислорода, из которого образуется озоновый слой, защищающий от ультрафиолетовой радиации. Фотосинтез помогает поддерживать состав атмосферы и препятствует увеличению количества углекислого газа. Без растений и кислорода, который они выделяют в процессе фотосинтеза, жизнь на нашей планете была бы просто невозможна.

Что и говорить, без углекислого газа наш мир был бы совершенно другим. Он участвует в важнейших химических, биологических, климатических и геологических процессах на Земле. И чем больше мы о них знаем, тем проще нам принимать важные решения: выбирать образ жизни и создавать свою среду – свой здоровый и комфортный микроклимат.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий