中國人到哪都種菜,從菜地種到陽臺,從中國種到美國,嫦娥四號還從地球種到月球,是不是很誇張?其實一點都不,民以食為天,人到哪菜就到哪,因為植物是一種非常神奇的東西,它只需要陽光和水,當然還有一捧泥土,它就長出好吃的東西來!
所以中國人的土地一寸都不能丟,誰知道會又會長出啥好東西來!但有一個問題可能是大家都搞不清楚,這水和泥土和陽光,就變成了碩果纍纍的果實,啥都沒少,這質量是從哪多出來的呢?
泥土、水和陽光是怎麼變成果實的
科學家一直都將地球上所有生命都稱為碳基生命,因為構成生命的胺基酸中,連接氨基和羧基的碳元素,地球上所有發現的生命都是碳基生命!
碳連接羧基和氨基
植物中的碳元素來自於它大氣中的二氧化碳,植物的葉子吸入二氧化碳,通過複雜的生物化學過程後,排出氧氣,其中碳元素就被植物留下了,這就是著名的光合作用,很多朋友都認為海爾蒙特在1642年完成柳樹實驗時就發現了光合作用,其實他當時只是已經意識到了柳樹的成長主要來自空氣和水,因為泥土在柳樹種植前後重量幾乎就沒有差別多少!
空氣和水又是如何讓植物生長的呢?這個問題一直要等到200多年後的十九世紀末的美國人查爾斯·裡德·巴恩斯,他發現植物生長只需要水、陽光和二氧化碳,然後就能通過自身的作用合成碳水化合物!
碳水化合物可能大家都很熟悉,它是一種廣義的糖類,我們吃起來甜甜的被稱為單糖或者雙糖,但纖維素和澱粉類屬於多糖,一般我們嘴巴裡嚼食米飯時間比較長,就能嘗到甜絲絲的味道,這就唾液中的澱粉酶將其分解成了我們能嘗到甜味的麥芽糖。
人類的消化酶能將澱粉類這些多糖消化,但很難將纖維素這類長鏈消化,它們需要更厲害的纖維素酶才可以,而牛馬羊的偶蹄類動物有長長的胃腸道,也有纖維素酶可以消化,最終它們將轉變為營養,這就是碳水化合物的來歷,植物中幾乎渾身上下都是碳水化合物。
光合作用是怎麼合成碳水化合物的?
光合作用的過程非常複雜,但基本上我們了解個大概就可以了,它的大致流程是:
二氧化碳+水+光能→葡萄糖+氧氣+水
葉綠體是其中最核心部分,在陽光的作用下,在葉子的氣孔內吸收二氧化碳和從根部吸收的水轉變成葡萄糖,同時釋放出氧氣!
12H2O + 6CO2 -hv→ (與葉綠素產生化學作用)C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2 + 6H2O
在這裡必須要澄清下,植物釋放的氧氣來自水,而不是吸收的二氧化碳中的氧氣,也就是說二氧化碳被整個利用了,而水中則分解出了氧氣。植物的光合作用有兩部分:
12H2O +陽光→ 12H2 + 6O2 [光反應]
12H2 (來自光反應) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6H2O [碳反應]
當然在這個過程中少不了有氮磷鉀以及其他無機鹽的作用,儘管比例很低但卻很重要,如果缺少這些肥料和無機鹽,那麼植物就會病懨懨的。當然也有朋友會問,為什麼自然界的植物不用施肥就能長那麼好?其實這和植物的要求不一樣!
比如雜草,它只需要長好自身即可,而農作物卻需要給你結果,你認為誰對肥料的需求更大?當然是需要結果摘葉的莊稼啦!
南瓜是怎麼長大的?
南瓜中其實絕大部分是水、碳水化合物和少量的礦物質等,南瓜藤吸收了土壤中的水分,葉子吸收陽光和二氧化碳,還有部分肥料和礦物質,那麼只要注意病蟲害,那麼植物南瓜生長就開始了,合適的時候就會開花,然後授粉(南瓜雌雄同株,異花授粉)。
雌花
雄花
人工授粉
當然你也可以把雄花摘下來去雌花那裡抖抖,千萬別搞錯了,雌花很好認,開花時柄部有個小南瓜,如果不授粉,它就會慢慢變黃然後掉了,當然授了粉也可能會掉哦,一般應該是長勢不好,也就是缺少磷肥和氮肥所致。
所以南瓜長大的重量就來自空氣和水以及礦物質,而陽光正是促成其成長必不可少的一部分。
延伸閱讀:人類利用的能源幾乎都是太陽能
一個很有趣且令人深思的話題,除了核能和地熱以外,人類利用的大部分能源都源自太陽,可能很多人都想不明白,煤炭石油天然氣這些是太陽能嗎?風能、水力還有潮汐是太陽能,這些統統都不是直接的太陽能,但它們是間接的!
比如煤炭石油都是生物成因,而天然氣大都也是生物成因,這些都來自太陽的恩賜!
風能水力與潮汐也來自於太陽,太陽的能量讓大氣形成環流,水汽循環全球,形成風能、水力勢能,其實潮汐大部分是月球引起,但太陽也有分,可問題是如果沒有太陽,都凍成了冰坨坨,哪來的潮汐能?
所以太陽對人類真的非常重要,如果太陽消失,人類只有兩種能源可以使用,核能和地熱,經常有朋友假設太陽消失後地球會怎麼樣,很簡單,地球會變成冰坨坨,然後氧氣和氮氣都變成雪花,人類在地底下,在地熱的庇護下苟延殘喘!