Налицо факт: самая важная часть растительного питания – углерод. А его единственным источником классика Тимирязева считает углекислый газ, СО>2.
Растения лепят органику из СО>2 и воды. Мы окисляем её обратно до СО>2 и воды. Так и обмениваемся: мы – все едоки органики – даём растениям углекислый газ, а они нам – органику и кислород. Таков взгляд классики.
Но вот проблема: углекислого газа в воздухе катастрофически мало – всего 0,035 %. Культурным растениям, с их явно завышенной продуктивностью, его не должно хватать. Летом, в солнечный и безветренный день, вокруг листьев быстро создаётся «вакуум» углекислого газа, и чем выше от земли, тем больше его дефицит. В теплице, уже через шесть недель после внесения навоза, уровень СО>2 падает до 0,01 %! Установлено: при такой концентрации СО>2фотосинтез резко падает, а при ещё меньшей почти замирает.
Всё это как-то не вяжется с буйным процветанием растительного царства. Разве могли растения миллионы лет так рисковать своим выживанием?.. Например, высоко в горах, или на Крайнем Севере? Не поспешил ли Климент Аркадьевич[3], приписав поглощение СО>2 только листьям?.. Если не листьями – как добывают растения столько углерода?
Вот осмысленные мною рассуждения А.И. Кузнецова и ещё нескольких опытников.
Углерод – да. Но откуда?
Пройдемся по графику, посмотрим, куда кривая вывезет…
Прежде всего: откуда берётся углекислый газ воздуха?
Энергия биомассы земных растений почти на два порядка больше, чем дают сейчас все виды топлива. Людей ещё и в помине не было, а 0,03 %, и даже в разы больше СО>2 в воздухе уже были. Выходит, вовсе не наши костры, не машины и ТЭЦ поставляют углекислый газ в атмосферу. Такую прорву СО>2 способны «выдохнуть» только те, кто съел, окислил всю растительную биомассу – обитатели почв и океанов.
Расклад такой. Треть углекислого газа дают океаны, остальное – органическая мульча суши. Тундры его выделяют до 20 кг/га/сутки, лесные почвы – до 300 кг, перегнойные луга и чернозёмы – до 600 кг. И это – только в приземном воздухе. В самой же почве ещё на порядок больше СО>2, а в перегнойной грядке – максимум. До 80 % этого углекислого газа дают микробы и грибы, и до 20 % – почвенная фауна.
Итак, источник СО>2 – почва. Главный резервуар, хранитель – почвенная мульча. Будь вы на месте растений, где бы вы стали добывать СО>2: там, где его почти нет, или там, где он сконцентрирован?
Давайте немного порассуждаем.
Ночью листья выделяют СО>2 – «дышат». Но днём, вместе с кислородом, растения также выделяют углекислый газ, хотя он нужен для фотосинтеза. Не говорит ли это просто об избытке СО>2 в тканевой жидкости?..
Физически, обмен газов определяется их парциальным давлением (ПД), а в жидкостях – их насыщением. Газ переходит оттуда, где его больше, туда, где его меньше. Устьица не умеют вентилировать активно. Кроме того, донести СО>2 до хлоропластов можно, только растворив его в воде. Но если он выделяется, значит, его насыщение в цитоплазме клеток избыточно. Как же он может при этом поглощаться?.. Кстати, в инете не нашлось никаких исследований на эту тему.
Идём далее, и находим небессмысленную аналогию. Азот – химический сосед, почти что родич углерода. В воздухе его – не доли процента, а целых три четверти. Казалось бы – бери, поглощай листьями! Но поглощается он только в виде растворов солевых форм – аммония, нитратов, аминокислот. Тогда логично предположить: углерод также усваивается в виде растворов. И действительно, почва просто пропитана его растворами! Это сам растворённый СО>2, угольная кислота, карбонаты, простые сахара и всевозможные кислоты. И корни, разумеется, поглощают СО