Používajú rastliny uhlík: Získajte informácie o úlohe uhlíka v rastlinách

Používajú rastliny uhlík: Získajte informácie o úlohe uhlíka v rastlinách

Autor: Amy Grant

Predtým, ako sa začneme zaoberať otázkou: „Ako rastliny prijímajú uhlík?“ najskôr sa musíme naučiť, čo je uhlík a aký je jeho zdroj v rastlinách. Pokračujte v čítaní a dozviete sa viac.

Čo je to uhlík?

Všetko živé je založené na uhlíku. Atómy uhlíka sa viažu s inými atómami a vytvárajú reťazce, ako sú proteíny, tuky a uhľohydráty, čo zase poskytuje výživu iným živým veciam. Úloha uhlíka v rastlinách sa potom nazýva uhlíkový cyklus.

Ako rastliny využívajú uhlík?

Rastliny používajú oxid uhličitý počas fotosyntézy, čo je proces, pri ktorom rastlina premieňa energiu zo slnka na chemickú molekulu uhľohydrátov. Rastliny používajú túto uhlíkovú chemikáliu na svoj rast. Len čo skončí životný cyklus rastliny a rozloží sa, znova sa vytvorí oxid uhličitý, ktorý sa vráti do atmosféry a začne cyklus odznova.

Uhlík a rast rastlín

Ako už bolo spomenuté, rastliny prijímajú oxid uhličitý a premieňajú ho na energiu potrebnú pre rast. Keď rastlina zomrie, z rozkladu rastliny sa vydáva oxid uhličitý. Úlohou uhlíka v rastlinách je podporovať zdravší a produktívnejší rast rastlín.

Pridávanie organických látok, ako je hnoj alebo rozkladajúce sa časti rastlín (bohaté na uhlík - alebo hnedé v komposte), do pôdy obklopujúcej rastúce rastliny ich v zásade zúrodňuje, vyživuje a vyživuje. Uhlík a rast rastlín sú potom vnútorne spojené.

Aký je zdroj uhlíka v rastlinách?

Časť tohto zdroja uhlíka v rastlinách sa používa na výrobu zdravších vzoriek a časť sa premieňa na oxid uhličitý a uvoľňuje sa do atmosféry, časť uhlíka sa však zachytáva v pôde. Tento uložený uhlík pomáha bojovať proti globálnemu otepľovaniu tým, že sa viaže na minerály alebo zostáva v organických formách, ktoré sa časom pomaly rozkladajú, čo pomáha pri znižovaní atmosférického uhlíka. Globálne otepľovanie je výsledkom toho, že uhlíkový cyklus nie je synchronizovaný v dôsledku spaľovania uhlia, ropy a zemného plynu vo veľkých množstvách a výsledného obrovského množstva plynu uvoľneného zo starodávneho uhlíka uloženého v zemi po celé tisícročia.

Úprava pôdy organickým uhlíkom nielen uľahčuje zdravší život rastlín, ale aj dobre odvádza vodu, zabraňuje znečisteniu vody, je prospešná pre užitočné mikróby a hmyz a eliminuje potrebu používania syntetických hnojív pochádzajúcich z fosílnych palív. Naša závislosť od týchto veľmi fosílnych palív je to, čo nás do tohto zmätku dostalo na prvom mieste a použitie organických záhradníckych techník je jedným zo spôsobov boja proti debaklu o globálnom otepľovaní.

Či už je to oxid uhličitý zo vzduchu alebo organický uhlík v pôde, úloha uhlíka a rastu rastlín je mimoriadne cenná; v skutočnosti by bez tohto procesu neexistoval život, ako ho poznáme.

Tento článok bol naposledy aktualizovaný dňa

Prečítajte si viac o pôde, opravách a hnojivách


Uhlík a rast rastlín - Ako rastliny prijímajú uhlík - záhrada

Ako vieme v spoločnosti PlantGrow, zdravie pôdy je pre ochranu životného prostredia nevyhnutné. Spojili sme sa s Derekom z @fiveminutegardener, aby sme vám ukázali jednoduché kroky, ktoré môžete podniknúť vo svojej záhrade, aby ste pomohli znížiť emisie uhlíka.

„Pracujem v nabitom finančnom zamestnaní, ktoré môže byť často veľmi stresujúce, takže zastavenie sa pred pridelením buď pred alebo po dni v kancelárii, skutočne pomáha dať mojej mysli trochu pauzu a umožňuje mi odpočinúť si. Za posledný rok sa môj syn skutočne venoval záhradníckej práci a teraz o dvoch (a troch štvrtinách) vidí výstup na pridelenie ako skutočnú pochúťku. Kým som si s manželkou kúpil dom, zostali sme veľa rokov bez vlastnej záhrady. Mať trávnik, ktorý bolo treba kosiť, mi dalo 45 minút na vypnutie od všetkých životných starostí. Od tohto bodu som bol závislý na záhradníctve. Potom som sa naučil pestovať jedlo, ktoré je nielen lepšie pre moju rodinu ako výrobky zakúpené v obchode, ale lepšie aj pre životné prostredie.

Z tohto dôvodu si myslím, že je také dôležité organicky rásť a čo najviac znížiť našu uhlíkovú stopu. Organickým pestovaním môžete svojim rastlinám skutočne prospieť jednoduchým staraním sa o pôdu. Ide o to pokúsiť sa podať prírode pomocnú ruku, aby urobila presne to, čo chce. Odhaduje sa, že 45% odpadu odosielaného na skládky vo Veľkej Británii je kompostovateľný a keď sa začne rozkladať, uvoľní sa z neho metánový plyn, ktorý je pre životné prostredie viac ako 85-krát horší ako oxid uhličitý (CO2). Ak by rovnaké veci boli správne kompostované, mohli by sme zabrániť úniku uhlíka do vzduchu a zaistiť ho v pôde. Mnoho našich problémov so zmenou podnebia môžeme vyriešiť uzamknutím väčšieho množstva uhlíka do pôdy.

Zmena podnebia je do veľkej miery ovplyvnená príliš veľkým obsahom uhlíka v atmosfére. 40% CO2 vtiahnu rastliny ako súčasť procesu fotosyntézy a pretlačia ich do pôdy, aby nakŕmili mikroorganizmy, ktoré zase kŕmia rastliny a vytvárajú ornicu. Tenká vrstva kompostu môže každý rok priniesť do pôdy viac uhlíka. Kombinujte to s metódami bez výkopu, mulčovanie, používanie zeleného hnoja a pestovanie ďalších stromov môže nielen spomaliť zmenu podnebia, ale aj ju zvrátiť. Ak to znie príliš jednoducho, je to preto, že je: všetci môžeme podporovať regeneračnú slučku života. “


Ako môžu povedať?

Cernusak a jeho kolegovia použili údaje z roku 2017 Príroda štúdia, ktorá merala karbonylsulfid nachádzajúci sa v ľadových jadrách a vzorkách vzduchu. Okrem oxidu uhličitého rastliny prijímajú počas prirodzeného uhlíkového cyklu aj karbonylsulfid, ktorý sa často používa na meranie fotosyntézy v globálnom meradle.

„Pozemné rastliny odstraňujú asi 29 percent našich emisií, ktoré by inak prispeli k rastu atmosférického CO2 koncentrácia. Z našej modelovej analýzy vyplynulo, že úloha pozemskej fotosyntézy pri riadení tohto pozemného zachytávača uhlíka je väčšia, ako sa odhaduje vo väčšine ostatných modelov, “hovorí Cernusak.

Uhlíkový záchyt odkazuje na množstvo uhlíka prijatého rastlinami v porovnaní s množstvom, ktoré by mohli prirodzene emitovať odlesňovaním alebo dýchaním.

Niektorí vedci si nie sú istí používaním karbonylsulfidu ako metódy na meranie fotosyntézy.

Kerrie Sendall je biologička z Južnej univerzity v Georgii, ktorá skúma, ako rastliny rastú podľa rôznych scenárov zmeny podnebia.

Pretože absorpcia karbonylsulfidu v rastlinách sa môže líšiť podľa množstva svetla, ktoré dostanú, Sendall tvrdí, že odhady štúdie „by mohli byť nadhodnotené“, poznamenáva však, že väčšina metód merania globálnej fotosyntézy má určitú mieru neistoty.


Záver

Takže teraz vieme, že rastliny skutočne uvoľňujú oxid uhličitý a nielen ho uvoľňujú, ale uvoľňujú ho aj vo väčšom množstve, ako kedy ľudia mali.

Rastliny, ktoré uvoľňujú mnohonásobne viac oxidu uhličitého ako ľudia alebo iné zvieratá, sú už milióny rokov veľkým prispievateľom kyslíka aj oxidu uhličitého v atmosfére.

Smutnou skutočnosťou je, že rastliny uvoľňujú čoraz viac oxidu uhličitého v dôsledku globálneho otepľovania, ktoré spôsobí škody na životnom prostredí a atmosfére ako celku, ak sa o ňu nebude čoskoro postarané.

Dúfajme, že ako ľudia si uvedomíme, že naše činnosti spôsobili škody na atmosfére, životnom prostredí a rôznych ekosystémoch, a je najvyšší čas, aby sme podnikli kroky na zabránenie zhoršeniu stavu našej planéty.

Nie je neskoro situáciu napraviť a dostať emisie oxidu uhličitého z rastlín späť na prijateľnú úroveň. Ale samozrejme to musí začať u nás.


Štúdia: Globálny rast rastlín prudko stúpa spolu s oxidom uhličitým

Stopový plyn prítomný v atmosfére v nepatrnom množstve pomáha vedcom odpovedať na jednu z najväčších otázok: Zvýšil sa rast rastlín spolu s rastúcimi hladinami oxidu uhličitého v atmosfére?

Ukázalo sa, že odpoveď je Áno - vo veľkom štýle. Nová štúdia publikovaná v časopise Nature zo 6. apríla uvádza, že keď sa emisie oxidu uhličitého zo spaľovania fosílnych palív od začiatku 20. storočia zvýšili, závody na celom svete využívajú o 30 percent viac oxidu uhličitého (CO2), urýchlenie rastu rastlín.

V roku 2007 napísal vedec NOAA Stephen Montzka rozhodujúci dokument, ktorý identifikoval stopový plyn, karbonylsulfid, ako kľúč na odhad množstva CO2 rastliny sa priberajú, keď rastú.

Montzka bola nedávno súčasťou tímu vedcov pod vedením Elliota Campbella z Kalifornskej univerzity v Mercede, ktorý preskúmal rekord atmosférického karbonylsulfidu 54 000 rokov z meraní vzduchu zachyteného v snehovej pokrývke na južnom póle. "Keď sme to dosiahli, objavili sme obrovský a meniaci sa signál z biosféry," hovorí.

Prečo karbonylsulfid?

Rastliny absorbujú CO2 keď fotosyntetizujú, ale uvoľňujú ich, keď dýchajú, chátrajú alebo sú spálené. To znamená, že miera odstránenia CO2 rastlinami nemožno priamo odhadnúť na globálnych váhach z meraní CO2 sám.

Rastliny však potrebujú ďalšie živiny vrátane síry - a keď sa ich chytia, nevrátia ich. Karbonylsulfid - alebo COS, molekula pozostávajúca z atómu uhlíka, atómu síry a kyslíka - sa nachádza v atmosfére v malom množstve (časti na bilión). Prebiehajúci odber vzoriek NOAA a analýza vzduchu zachyteného v antarktických ľadových jadrách umožnili vedcom odhadnúť zmeny v spotrebe karbonylsulfidu za posledných 100 rokov a potom vypočítať, koľko CO2 rastliny vstrebávajú.

Štúdia poskytuje prvý skutočne globálny odhad množstva CO2 že rastliny sa „fixujú“ do svojich tkanív ako listy v reakcii na zvyšujúce sa koncentrácie plynu za posledné storočie. Montzka hovorí, že sledovanie COS pomôže vedcom monitorovať, koľko uhlíkových suchozemských rastlín odvádza z atmosféry ako CO2 úrovne sa zvyšujú.

„Tieto výsledky nám pomôžu lepšie predpovedať reakciu biosféry na pokračujúce emisie fosílnych palív - a nakoniec zlepšia naše predpovede zmeny podnebia.“


Sú niektoré rastliny v nasávaní oxidu uhličitého lepšie ako iné?

Čím dlhšie rastlina žije, tým dlhšie dokáže ukladať oxid uhličitý.

Otázka: Roy Musselbrook, Ramsgate

Rastliny používajú na výrobu glukózy oxid uhličitý (CO₂) počas fotosyntézy. Na výrobu každej molekuly glukózy je potrebných šesť molekúl CO₂ a tento základný stavebný blok sa potom použije na energiu a na vytvorenie štruktúry samotnej rastliny. Táto biochemická reakcia je rovnaká pre všetky rastliny, ale čím rýchlejšie rastlina rastie, tým viac oxidu uhličitého spotrebuje za sekundu. Podľa tohto opatrenia by mohol byť bambus najlepší pri nasávaní CO₂. Rýchlo rastúce rastliny však nemajú tendenciu dlho žiť a keď rastlina zomrie, všetok uhlík v rastline sa rozpadne hmyzom, hubami a mikróbmi a znova sa uvoľní ako CO₂.

Rastliny, ktoré sú považované za najšikovnejšie na odvádzanie oxidu uhličitého z atmosféry, sú najdlhšie žijúce rastliny s najmasovejšou drevinou z tvrdého dreva. Je to všetko dočasné. Nakoniec každá rastlina vráti všetok použitý oxid uhličitý späť do atmosféry.

Prihlásiť sa na odber do magazínu BBC Focus za fascinujúce nové otázky a odpovede ako každý mesiac a sledujte @sciencefocusQA na Twitteri pre svoju dennú dávku zábavných vedeckých faktov.


Pozri si video: Lady Gaga u0026 Bradley Cooper - Shallow Piano Cover