Straipsnių rinkinys tema „Gamtinės žemdirbystės biotechnologijos“. 3 straipsnis.

Anglies dioksidas, gliukozė ir anglies gyvavimo laikas.

Iš pirmo žvilgsnio šios sąvokos visiškai nesusijusios. Bet tai tik iš pirmo žvilgsnio. Tačiau labai svarbu suprasti šias sąvokas, kad būtų galima geriau suprasti visus organinėje gyvybėje vykstančius procesus, taip pat suprasti medžiagų apykaitos procesus studijuojant gamtinę žemdirbystę. Šis supratimas padės suprasti, kas yra pati gyvybė (anglis). Ši išlyga nėra atsitiktinė, nes ne visa Gyvybė Žemės planetoje pateikiama tik anglies pavidalu, kaip buvo tikima dar visai neseniai. Bet apie tai vėliau.

Visas mūsų gyvenimas ir aplinkinių „gyvų“ būtybių gyvenimas yra įmanomas dėl pagrindinio šios gyvybės cheminės medžiagos – anglies (C). Taip, mes esame padarai, kaip ir visi kiti, pusiau pagaminti iš anglies. Tai paaiškinama tuo, kad šis cheminis elementas yra universalus, nes jis gali dalyvauti įvairiose cheminėse reakcijose su beveik visais kitais mokslui žinomais cheminiais elementais. Jo gebėjimas sudaryti su jais įvairius junginius, nuo paprasčiausių, tokių kaip gliukozė (visiškai oksiduotos anglies CO2 ir vandenilio derinys vandenyje), iki neįtikėtinai didžiulių polimerų (turinčių didelį dydį, matą). Anglis gali sukurti begalę formų, grandinių ir struktūrų ir įsitraukia į chemines reakcijas su beveik viskuo, kas atsitinka šalia jos..

Beje, polimerų pavyzdžiais kasdieniame gyvenime gali būti įvairūs plastikai. Visus anglies junginius ir jų savybes gyvojoje gamtoje tiria speciali chemijos šaka – biochemija, arba kitaip tariant „gyvybės chemija“, o negyvuosius – organinė chemija..

Tačiau prieš tęsdamas savo paaiškinimą, turiu supažindinti jus su kai kuriomis sąvokomis. Cheminių elementų sujungimo procesas kitaip vadinamas sinteze (šis terminas verčiamas kaip „junginys“). Skilimo procesas arba sudėtingų cheminių junginių suskaidymas į paprastesnius vadinamas analize (terminas verčiamas kaip „skilimas“, „išskaidymas“). Bet šie procesai organinėje chemijoje neįmanomi savaime, t.y. nevaldomai, o gamta tam išmintingai sugalvojo specialių medžiagų.

Jungimo, arba sintezės, procese naudojamos specialios medžiagos, kurios valdo šį procesą, jį greitina, ir jos vadinamos katalizatoriais. Jie sąveikauja su pradinėmis cheminių reakcijų medžiagomis, tačiau nėra suvartojami ir nėra sintetinių produktų dalis. Tai yra savotiški neutralūs „greitintuvai“ be jų, sintezė (kombinacija) arba neįmanoma, arba vyksta labai lėtai, tačiau jie patys išlieka nepakitę ir nesuvartojami;.

Biocheminių reakcijų greitintojų vaidmenį gyvose ląstelėse atlieka kiek kitokios struktūros medžiagos, specialūs baltymai – hormonai ir fermentai. Tai labai sudėtingi specifiniai junginiai. Tai taip pat katalizatoriai, bet procesams gyvose ląstelėse arba gyvojoje gamtoje. Biokatalizė, arba fermentinė katalizė, remiasi tais pačiais cheminiais principais, kaip ir nebiologinės katalizės (cheminių reakcijų pagreitinimas, jų valdymas). Hormonų ir fermentų, arba biologinių katalizatorių, yra visose gyvose ląstelėse. Be jų negali įvykti nei viena cheminė reakcija. Jie yra griežti “kontroliatoriai”».

Tačiau jų vaidmuo yra dvejopas. Kai kurie dalyvauja tiek sintezėje (jungime), tai yra hormonai, ir analizėje (skaldymas), tai yra fermentai. Tai yra jų universalumas. Bet kiekvienas hormonų ir fermentų tipas „pagreitina“ arba katalizuoja tam tikrų medžiagų, kartais tik pavienių, virsmą viena kryptimi (sintezė arba analizė). Todėl daugybę cheminių reakcijų gyvūnų ir augalų organizme vykdo daugybė skirtingų hormonų ir fermentų. Gamta taip išmintingai sumanyta, kad cheminės reakcijos nevyksta savaime, spontaniškai, o yra griežtai reguliuojamos, priklausomai nuo organizmo poreikių. Tai pati bendriausia biocheminių procesų eilės schema, tai yra gyvenimo reguliavimo pagrindas.

Taigi, supratome, kad be hormonų ir fermentų – biologinių katalizatorių niekas nevyksta organiniame gyvenime, nevyksta biocheminės reakcijos ar virsmai. Tai yra gyvūnų, augalų ir grybų biochemijos pagrindas.

Tačiau pirminiame sintezės procese – gliukozės molekulės, kaip visos organinės gyvybės pagrindo ir energijos šaltinio, susidarymo metu, „katalizatoriaus“ vaidmenį augalų lapuose (jei leidžiame tokį palyginimą) atlieka žalia medžiaga – chlorofilas. Šis procesas yra sudėtingas, todėl, kad nekiltų painiavos, jo neaprašysiu. Bendram supratimui to nereikia, tiesiog reikia žinoti, kad toks procesas vyksta. Toliau visos funkcijos perduodamos hormonams ir fermentams, pagrindiniams biocheminių procesų reguliatoriams. Visos šios sąvokos mums bus naudingos toliau tiriant humuso sintezės (susidarymo) ir „virškinimo“ ar mikrobų, grybų ir kirmėlių atliekamų suyrančių organinių liekanų (detrito), veikiant fermentams, procesus (skaidymą)..

Bet grįžkime prie anglies, kaip pagrindinio cheminio elemento, sudarančio organinę gyvybę. Ir jau minėjau, kad pirminė organinė medžiaga, į kurią įeina anglis, yra gliukozė. Gliukozė (pažodinis vertimas – „saldus“) yra labiausiai paplitęs monosacharidas gamtoje. Gliukozė laisvoje būsenoje randama meduje, nektare, augalų ir gyvūnų audiniuose, krakmole ir yra neatsiejama skaidulų ir lignino (polimerų, sudarančių augalų skeletą) dalis. Gliukozė augalų ir gyvūnų organizme yra pagrindinis energijos šaltinis. Anglies apykaita yra labai sudėtinga, tačiau viskas prasideda nuo gliukozės susidarymo ir baigiasi skaidymu.

Štai kaip tai atrodo supaprastintoje diagramoje. Sintezės metu saulės energiją sugeria augalų lapai, o veikiant chlorofilui iš vandenyje esančio anglies dioksido ir vandenilio susidaro gliukozės molekulė (tam reikia kelių anglies dioksido ir vandens molekulių).

Kai fermentai skaido gliukozės molekulę, vyksta atvirkštinis procesas, išskiriama energija ir susidaro anglies dioksido bei vandens molekulės..

Sintezės metu energija sugeriama skilimo metu, energija išsiskiria. Būtent tokiu būdu augalai, gyvūnai ir žmonės gauna energijos augimui ir judėjimui visame kūne. Ir čia reikia suprasti labai svarbų dalyką. Šiuos procesus lydi deguonies molekulių išsiskyrimas ir įsisavinimas (kvėpavimo proceso dalis). Kai susintetinama gliukozės molekulė, augalų lapai išskiria deguonį (vandens molekulei suskaidžius į vandenilį ir deguonį). Tai vadiname augalų „maitinimu“ anglimi. Suskaidžius gliukozės molekulę, priešingai, deguonies molekulės yra absorbuojamos, o šis procesas vadinamas oksidacija, o jį lydi energijos išsiskyrimas. Visa tai lydi medžiagų apykaitos procesai – deguonies įsisavinimas ir anglies dioksido molekulių išsiskyrimas, kuris vadinamas kvėpavimu..

Štai kodėl oro deguonis yra toks svarbus medžiagų apykaitos procesuose, be jo neįmanomi kvėpavimo ir oksidacijos procesai, o galiausiai ir augimui reikalingos energijos gavimas. Oro anglies dioksidas yra ne mažiau svarbus kaip anglies maisto tiekėjas augalams. Šie procesai gamtoje vienas kitą sulygina, uždaroje sistemoje, kadangi sunaudojama daug šių anglies ir deguonies elementų, jų išsiskiria tiek pat. Šie procesai yra nuolat tarpusavyje susiję. O jei kažkokio elemento trūksta, sutrinka ir pats gyvenimas. Kai trūksta deguonies, augalai, gyvūnai ir žmonės dūsta. Tai yra, oksidaciniai procesai neįmanomi..

Kai trūksta anglies dvideginio, augalų augimas sustoja. Ir tai labai svarbu suprasti. Augalams „kaip orui“ reikia anglies dioksido, be jo jie negali augti ar kurti savo kūno audinių. Ir be deguonies jie negali gauti energijos augimui. Nes bet kokiai sintezei reikia energijos. Pavyzdžiui, vienos baltymo molekulės sintezei reikia trijų gliukozės molekulių energijos. Skaitykite, jo oksidacija iki anglies dioksido ir vandens..

Tačiau anglies dioksido kiekis atmosferos ore yra labai mažas, apie 0,03%. Saulėtomis dienomis augalai anglies dioksidą sugeria taip intensyviai, kad jo koncentracija prie pat lapų pastebimai sumažėja. Ramiu oru atviros žemės pasėliai dažnai patiria anglies badą, jau nekalbant apie šiltnamius, kur patekimas į atmosferos orą yra smarkiai apribotas. Leiskite padaryti išlygą, tai yra naudojant įprastą žemės kasimo technologiją. Tai yra, nemulčiuojant dirvožemio organinėmis medžiagomis.

Anglies dioksido tiekimas turi didžiulę įtaką augalų augimui, derėjimui ir sveikatai. Jei anglies dvideginio koncentracija sumažėja 3-6 kartus, tai fotosintezė (gliukozės susidarymas lapuose) nukrenta iki kritinės ribos ir augalų masė nedidėja. Anglies badas ne tik mažina derlių, bet ir silpnina imunitetą – gebėjimą atsispirti infekcijoms.

Kaip pataisyti situaciją? Ne, mums padės ne ventiliatorius ir anglies dvideginio balionas. Prisiminkite, pateikiau pavyzdį, kad per metus susidaro augalų biomasė, kurioje anglies kiekis kelis kartus didesnis nei joje per metus deginant visų rūšių kurą. Tai neišspręs problemos. Pagrindiniai anglies dvideginio tiekėjai į dirvožemį ir atmosferą (ypač jo gruntinį sluoksnį) yra dirvožemio gyventojai: aerobiniai mikrobai, grybai ir gyvūnai (kirmėlės ir kt.). Būtent jie „pagamina“ augalams reikalingą anglies dvideginio kiekį, kaip anglies mitybos šaltinį. Todėl rūpindamiesi, kad daugėtų šių nematomų pagalbininkų – mikrobų, grybų ir kirmėlių, geriname savo augalų gyvenimo sąlygas, aprūpiname juos anglimi – pagrindiniu jų mitybos šaltiniu..

Taigi pirmiausia reikia tuo pasirūpinti. Dirvos „netręškite“ cheminėmis trąšomis, jos yra nuodai mikrobams, grybams ir kirmėlėms, o atvirkščiai – jokiu būdu nenaudokite cheminių trąšų. Kad ir kaip įtikinamai tokios žemės ūkio technologijos šalininkai apibūdintų trąšų naudingumą, siekiant derliaus, žinokite, kad tai yra saviapgaulė. Siekdami didesnio derliaus, žmonės pradeda mąstyti tik galva, o ne širdimi, pamiršta, kad jie patys yra gamtos dalis, kurią naikina savo neprotingu elgesiu..

Prašau, nebūkite kaip kvailiai. Norint gauti didelį derlių ir sveikus produktus, tam visai nereikia trąšų, pakanka suprasti tikrus gyvenime vykstančius procesus. Tiesiog reikia „veisinti“ savo pagalbininkus – mikrobus, grybus ir kirminus savo sode ir sode, kaip ir augintinius, rūpinantis jų skaičiumi ir sveikata. Kaip tai padaryti, sakiau ankstesniame straipsnyje, bet pakartosiu. Būtina sukurti jiems namus – storą organinio mulčio sluoksnį, kuris aprūpins ir maistu. Tai yra visa didelio derliaus „paslaptis“ ir NEMOKAMAI. Gamtoje viskas subalansuota ir tarpusavyje susiję, nepamirškite apie tai.

Taigi, aš jums papasakojau apie pagrindines anglies pagrindu gyvybės Žemėje sąvokas, apie jos pagrindą – anglį ir gliukozę. Tai įvaldę suprasite visas gamtinės žemdirbystės subtilybes..

Pabaigoje nedidelis nukrypimas nuo temos. Dar visai neseniai buvo manoma, kad gyvybės Žemėje pagrindas yra anglis. Tačiau paaiškėjo, kad tas pats universalus cheminis elementas yra silicis, tačiau periodinėje cheminių elementų lentelėje jis yra daug mažesnis nei anglis. Silicis, kaip ir anglis, gali dalyvauti cheminėse reakcijose su beveik visais elementais. Jis sudaro (87%) pagrindinį Žemės paviršiaus sluoksnį, jos „plutą“ įvairių mineralų pavidalu. Mokslininkai pripažino teorinę tokio silicio gyvybės egzistavimo galimybę, tačiau Žemėje nerado jokių įrodymų. Buvo pasiūlymų apie silicio gyvybės formų egzistavimą kitose planetose. Tačiau palyginti neseniai Žemėje buvo aptiktos būtybės, kurių gyvybė pagrįsta siliciu, o ne anglimi. Tai giliavandenės kempinės, kurioms visiškai nereikia saulės šviesos, jos gali vystytis ir gyventi tamsioje tamsoje. Mokslininkai dabar bando ištirti šią gyvybės apraišką. Tačiau iš šio pavyzdžio išplaukia akivaizdu: hipotezės, kad akmenys yra „gyvi“, turi realų pagrindą ir patvirtinimą..

Beje, kompiuterinis „intelektas“ pagrįstas silicio junginiais. Ši informacija neturi nieko bendra su Natūralaus ūkininkavimo tema, išskyrus tai, kad ji dar kartą patvirtina mintį, kad mus supantis pasaulis yra įvairus ir didžiulis, o žmonija dar nežino nė dalelės to, kas iš tikrųjų vyksta gamtoje. Ir tai dar vienas argumentas už tai, kad jei mes dėl savo ribotumo kažko nesuprantame, tai nereiškia, kad to nėra. Pagalvok apie tai. Viso ko geriausio jums ir sėkmės jūsų darbuose.

Aleksandras Kuznecovas

Straipsnis parašytas ir publikuotas pirmą kartą 2005 09 08