Která rostlina poskytuje nejvíce kyslíku?

Naši čtenáři nám opakovaně kladli otázku: “Který strom produkuje nejvíce kyslíku?”. Dalo by se s jistotou odpovědět: „Je to topol“, ale není to tak jednoduché. Produktivita kyslíku nezávisí pouze a ani tolik na druhu dřeva. Je také nutné vzít v úvahu jeho věk, velikost, místo růstu a sezónní aktivitu. Ale to není vše. Zkusme pochopit detaily a začněme historií problému.

Priestleyho experimenty

Před mnoha staletími se vědci začali zajímat o problém zlepšení kvality ovzduší a jeho čištění. Již dlouho je známo, že vzduch se při dýchání „kazí“. V této oblasti působil i anglický kněz, přírodovědec a chemik. Joseph Priestley (1733–1804). Navrhl, že rostliny by mohly zlepšit složení vzduchu. V roce 1771 provedl Priestley jednoduchý, ale velmi informativní experiment. Umístil myš pod zapečetěný skleněný kryt. Po nějaké době se zvíře začalo křečovitě svíjet, doširoka otevírat tlamu a brzy zemřelo.

Priestley došel k závěru, že čistý vzduch pod kapotou došel a vzduch vydechovaný myší se stal nevhodným k dýchání. Ve druhém pokusu umístil mátu rostoucí v květináči pod digestoř s myší. V okolí rostliny myš volně dýchala, hermeticky uzavřená čepicí. Vědec pokračoval ve svých experimentech a měnil podmínky: nasadil čepici s myší a rostlinou na okno, dal ji do tmavé skříně. A došel k naprosto správnému závěru, že rostliny na světle „zlepšují“ vzduch „zkažená“ dýcháním a spalováním. Joseph Priestley se tak stal jedním z objevitelů kyslíku, oxidu uhličitého a fotosyntézy.

Fotosyntéza

Při procesu fotosyntézy se voda rozkládá na kyslík, který se uvolňuje do atmosféry, a vodík, který se využívá k redukci oxidu uhličitého, čímž vznikají organické látky. Vědci zjistili, že fotosyntéza produkuje nejen sacharidy, ale také bílkoviny. A oxid uhličitý se do rostliny dostává nejen ze vzduchu průduchy, ale také ve formě oxidu uhličitého je absorbován kořeny z půdy.

Proces uvolňování kyslíku můžete pozorovat pomocí velmi jednoduchého pokusu, který patří k oblíbeným ve školním kurzu biologie. Vodní rostlina Elodea (úlomek výhonku) se umístí do nádoby s vodou. Rostlina se zakryje nálevkou, na jejíž volný konec se umístí zkumavka a umístí se vedle zdroje světla. Po určité době se v buňkách elodea tvoří kyslík a hromadí se v mezibuněčných prostorech. Prostřednictvím řezu stonku se plyn uvolňuje ve formě nepřetržitého proudu bublin a hromadí se ve zkumavce. Dokázat, že jde o kyslík, není těžké. Doutnající třísku stačí spustit do zkumavky. Tento experiment je zajímavý i tím, že dokazuje přímou závislost intenzity uvolňování kyslíku na stupni osvětlení. Posouváním světelného zdroje stále blíže k rostlině můžete pozorovat změnu rychlosti tvorby bublin kyslíku.

U rostlin odolných vůči stínu je nejvyšší fotosyntetická aktivita pozorována v částečném stínu.

Závislost na světle

Rychlost fotosyntézy je přímo úměrná nárůstu intenzity světla.

[stextbox caption=”To je zajímavé” ccolor=”000000″ bgcolor=”AFD95B” cbgcolor=”AFD95B” bgcolorto=”AFD95B” cbgcolorto=”AFD95B”]Ale při úrovni osvětlení 10 000 luxů se rychlost fotosyntézy zvyšuje a proto se zastaví uvolňování kyslíku. Další zvýšení intenzity světla již neovlivňuje rychlost fotosyntézy.[/stextbox]

Je třeba poznamenat, že intenzita fotosyntézy (a produkce kyslíku) se u různých rostlinných druhů liší:

• u rostlin odolných vůči stínu je vrchol aktivity fotosyntézy pozorován v částečném stínu;
• U světlomilných druhů je intenzita fotosyntézy vysoká pouze při plném slunečním světle.

Stromy také vykazují periodické změny v rychlosti fotosyntézy. Inhibice procesu fotosyntézy nastává během poledních hodin, kdy se průduchy na listech zavírají, aby se snížilo odpařování a ztráta vlhkosti z rostliny.

Experimenty ukázaly, že osvětlování rostlin nepřetržitě po dobu 24 hodin nezvyšuje proces fotosyntézy. V noci nastává deprese fotosyntézy, která souvisí s vnitřními faktory. Další zajímavostí je, že zelený list může v procesu fotosyntézy využít pouze 1 % sluneční energie, která na něj dopadá.

Teplotní závislost

Nejen světlo, ale i okolní teplota ovlivňuje tvorbu organických látek a uvolňování kyslíku. Maximální intenzita fotosyntézy u většiny rostlin v mírném pásmu je pozorována v rozmezí od +20 do +28 °C. Se stoupající teplotou klesá intenzita fotosyntézy a naopak roste intenzita dýchání.

Experimenty ukázaly, že osvětlování rostlin nepřetržitě po dobu 24 hodin nezvyšuje proces fotosyntézy.

Závislost na oxidu uhličitém a znečištění

Obsah oxidu uhličitého ve vzduchu má obrovský vliv na proces fotosyntézy. V průměru je koncentrace oxidu uhličitého nízká a činí 0,03 % objemu vzduchu. Zvýšení koncentrace pouze o 0,01 % zdvojnásobuje produktivitu fotosyntézy a výnos rostliny. Mírný pokles koncentrace oxidu uhličitého naopak prudce snižuje produktivitu procesu fotosyntézy.

[stextbox bgcolor=”AFD95B” cbgcolor=”AFD95B” bgcolorto=”AFD95B” cbgcolorto=”AFD95B”]Úroveň znečištění ovzduší ovlivňuje fotosyntézu jako žádný jiný faktor. Při vysokém znečištění plynem (ve velkém městě poblíž dálnic) intenzita fotosyntézy klesne 10krát.[/stextbox]

Vlastní dýchání rostlin

Neměli bychom zapomínat, že rostlina, stejně jako každý jiný živý organismus, nepřetržitě dýchá, uvolňuje oxid uhličitý a absorbuje produkovaný kyslík. Koneckonců, dýchání je obrácený proces fotosyntézy. V noci se navíc fotosyntéza zastaví, ale rostlina dál dýchá. Proto je množství kyslíku, které strom uvolňuje, ve skutečnosti nižší, protože jeho část využívá k dýchání.

[stextbox bgcolor=”AFD95B” cbgcolor=”AFD95B” bgcolorto=”AFD95B” cbgcolorto=”AFD95B”]Udržitelná lesní biocenóza produkuje tolik kyslíku, kolik spotřebuje. Další kyslík produkují pouze aktivně rostoucí stromy nebo mladé stromky. Naopak staré stromy mohou spotřebovávat více kyslíku.[/stextbox]

Fotosyntéza v číslech

Každý rok na sebe vegetace Země váže 170 miliard tun uhlíku a v rostlinách se ročně syntetizuje asi 400 miliard tun organických látek.

Nejvyšší produktivita kyslíku byla pozorována v dub и modříny (6,7 t/ha), r borovice и jedl (4,8-5,9 t/ha). Každý rok 1 hektar středně starého (60letého) borového lesa absorbuje 14,4 tun oxidu uhličitého a uvolní 10,9 tun kyslíku. Za stejné období 1 hektar 40letého dubového lesa absorbuje 18 tun oxidu uhličitého a uvolní 13,9 tun kyslíku.

Zelené plochy na ploše 1 hektaru absorbují za 1 hodinu tolik oxidu uhličitého, kolik za tuto dobu vydechne 200 lidí. Při vzniku 1 tuny absolutně suchého dřeva se bez ohledu na dřevinu v průměru absorbuje 1,83 tuny oxidu uhličitého a uvolní se 1,32 tuny kyslíku.

Pro zajištění absorpce kyslíku 1 osobou za rok (400 kg) je potřeba mít lesní plochu 1–0,1 hektaru na osobu. Jeden velký strom uvolní tolik kyslíku, kolik potřebuje jeden člověk za den k dýchání.

držitel rekordu

Přibližně můžete vypočítat, kolik sušiny je ve stromu hmotnostně, stejné množství hmotnostně tento strom uvolnil do atmosféry kyslíku za celý svůj život.

Čím větší je strom a čím rychleji roste, tím více kyslíku uvolňuje do atmosféry. Topolje skutečně jedním z nejrychleji rostoucích stromů, a proto během svého života uvolňuje více kyslíku než ostatní. Dospělý topol ve věku 25–30 let vydává 7krát více kyslíku než stejná smrková rostlina. Topol je také dobrý zvlhčovač vzduchu a je odolný vůči znečištění ovzduší.

[stextbox bgcolor=»AFD95B» cbgcolor=»AFD95B» bgcolorto=»AFD95B» cbgcolorto=»AFD95B»]Část nahromaděné organické hmoty je využita při procesu dýchání samotného stromu a rozkladu jeho odumřelých částí.[/ textové pole]

Prachotěsné vlastnosti

Když mluvíme o úloze stromů při zlepšování kvality ovzduší, neměli bychom zapomínat na jejich protiprašné vlastnosti. Nejzřetelněji to dokazují čísla. Hrubé velké listy vяза zadrží 6x více prachu než hladké listy topolu. Ve výšce 1,5 m od země se zadržuje 8x více prachu než na vrcholu koruny (ve výšce asi 12 m). V průběhu roku 1 hektar smrkového lesa zadrží 32 tun prachu a 1 hektar dubového lesa 56 tun.

Ionty a fytoncidy

Kyslík produkovaný v lesních plantážích je nasycen zápornými ionty, na rozdíl od kyslíku, který uvolňuje fytoplankton oceánů. Množství záporných iontů závisí na složení lesů: většina z nich se tvoří v modřínových a borových lesích.

V současné době vědci prokázali fytoncidní aktivitu pro téměř všechny druhy stromů a keřů ve středním Rusku. 1 hektar březového lesa tak uvolňuje až 3 kg fytoncidů denně a jalovcový les až 30 kg. Současně je zaznamenána vysoká antimikrobiální aktivita fytoncidů jehličnatých stromů.