Растения начинают впитывать меньше влаги, а оставшаяся вода в земле почти не испаряется из-за снижения температуры . Споры микроорганизмов, витающие в воздухе, попадают в благоприятную для них среду и начинают усиленно размножаться, образуя опасный налет на грунте.

Основные причины, приводящие к появлению колоний грибков:

• Неумеренный полив.
• Полив холодной водой из-под крана.
• Высокая влажность воздуха в комнате.
• Застой воды в цветочном горшке из-за некачественного дренажа.
• Некачественный грунт.

Профилактика появления плесени

Каждой хозяйке хочется, чтобы ее домашний сад был не просто красивым, но и безопасным. Если вдруг в вашем доме появилась непрошенная гостья - плесень в цветочном горшке: как избавиться от нее и не допустить ее повторного появления?

О получении углеводов из углекислого газа и воды и протекании реакций в растениях

Карпунин Иван Иванович,

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры Белорусского национального технического университета, академик МИА и МАИТ.

Наиболее вероятной итоговой реакцией образования гексоз из углекислого газа и воды, по-видимому, является 6CO 2 + 6H 2 O=C 6 H 12 O 6 + 6O 2 , пентоз -10СО 2 +10Н 2 О=2С 5 Н 10 О 4 + 11О 2 .

Влияние источников света на протекание физиологических процессов in vivo и на биосинтез различных веществ в растениях изложено в литературе .

Углеводный состав и количественное содержание углеводов определяли при помощи хроматографии на бумаге .

Анализ состоял их двух частей : а) разделения моносахаридов при помощи хроматографии на бумаге; б) количественного определения разделенных моносахаридов.

Из литературных источников известно, что в результате ассимиляции растениями углекислого газа образуется d-глюкоза и при этом промежуточным продуктом этой реакции является формальдегид: СО 2 + Н 2 О= СН 2 О+О 2 , 6СН 2 О=С 6 Н 12 О 6 (глюкоза). На образование формальдегида в качестве промежуточного продукта фотосинтеза свидетельствуют опыты по ассимиляции углекислого газа пурпурными бактериями, содержащими зеленый пигмент, который напоминал хлорофилл. В результате превращение углекислоты было представлено в виде уравнения: СО 2 + 2Н 2 А = h (CH 2 O) + H 2 O +2A, где Н 2 А – вещество, поставляющее водород для реакции восстановления СО 2 .

Причем, если веществом поставляющим водород вода, то выделяется кислород. Однако по данным других исследователей, использовавших радиоактивный изотоп углерода (С 11) для исследования процесса усвоения СО 2 , первая стадия заключается в присоединении углекислоты к альдегидам или спиртам. Эта реакция приводит к образованию оксикислот или кетонокислот и протекает без влияния света (относится к реакциям в темноте).

Вторая же стадия заключается в восстановлении кетонной или карбоксильной группы. В результате первая превращается во вторичноспиртовую, а вторая – в альдегидную группу. При этой реакции, где водород отдает вода, выделяется кислород. Эта вторая реакция, для ее протекания требуется влияние света.

Следовательно, формальдегид может и не являться промежуточным продуктом при синтезе углеводов из углекислого газа и воды и, в частности, d-глюкозы.

Ранее нами были получены углеводы из углекислого газа и воды и предложена технология их получения. В то же время не указан вид использованного катализатора и количество его введения в реакционную смесь, а также не была указана интенсивность облучения УФ-светом, что является предметом «ноу-нау». С целью дальнейшего усовершенствования технологии получения углеводов нами было проведено следующее:

1) изменена температура получения углеводов;

2) проведены исследования без использования облучения УФ-светом;

3) изменено время протекания процесса получения углеводов;

4) для реакции (взамен чистых выделенных хлорофиллов) использовали вместе с хлорофиллом (а и б) ксантофилл и каротин (в определенном соотношении) для упрощения технологии, так как получение чистого хлорофилла усложняет технологию.

В результате выход углеводов удалось повысить до 9-10% по отношению к взятой воде для реакции.

При этом для дальнейшего усовершенствования технологии получения углеводов (с целью повышения выхода углеводов) необходимо дальнейшее ее усовершенствование.

Литература

1. Никитин В.М. Лигнин. М.: Гослесбумиздат, 1961.-586 с.

2. Биохимия фенольных соединений. Пер. с англ. Под редакцией Н.М.Эмануэля. М.: Мир.-1988.- 541 с.

3. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. М.-Л.- 1962.- 710 с.

4. Лигнины (структура, свойства и реакции). Под реакцией Сарканена К.В. и Людвига К.Х. Пер. с англ. М.: Лесн. пром.- 1975.- 632 с.

5. Карпунин И.И., Карпунин А.В. О получении углеводов из углекислого газа и воды // Журнал аспирантов и докторантов. Курск -2015,№3.- С.122.

6. Карпунин И.И. О получении углеводов из углекислого газа и воды. Сообщение 2 // Журнал аспирантов и докторантов. Курск -2015,№4.- С.132-133.

Глюкоза в переводе с греческого языка обозначает "сладкий". В природе в больших количествах она встречается в соках ягод и фруктов, в том числе в виноградном соке, отчего и имеет в народе название "винный сахар".

История открытия

Глюкоза была открыта в начале XIX века английским врачом, химиком и философом Уильямом Праутом. Широкую известность данное вещество получило после того, как в 1819 году Анри Бракконо извлек его из древесных опилок.

Физические свойства

Глюкоза представляет собой бесцветный кристаллический порошок сладкого вкуса. Она хорошо растворима в воде, концентрированной серной кислоте, и реактиве Швейцера.

Строение молекулы

Как и все моносахариды, глюкоза является гетерофункциональным соединением (в состав молекулы входят несколько гидроксильных и одна карбоксильная группа). В случае глюкозы карбоксильной группой является альдегидная.

Общая формула глюкозы C6H12O6. Молекулы данного вещества имеют циклическое строение и два пространственных изомера альфа- и бета-формы. В твердом состоянии практически на 100% преобладает альфа форма. В растворе же более устойчива бета-форма (она занимает приблизительно 60%). Глюкоза является конечным продуктом гидролиза всех поли- и дисахаридов, то есть получение глюкозы происходит в подавляющем количестве случаев именно данным путем.

Получение вещества

В природе глюкоза образуется в растениях в результате фотосинтеза. Рассмотрим промышленные и лабораторные способы получения глюкозы. В лаборатории данное вещество является результатом альдольной конденсации. В промышленности же самым распространенным способом является получение глюкозы из крахмала.

Крахмал - это полисахарид, моночасти которого и являются молекулами глюкозы. То есть для ее получения надо разложить полисахарид на моночасти. Каким образом осуществляется данный процесс?

Получение глюкозы из крахмала начинается с того, что крахмал помещают в емкость с водой и перемешивают (крахмальное молоко). Другую емкость с водой доводят до кипения. Стоит отметить, что кипящей воды должно быть в два раза больше, чем крахмального молока. Для того чтобы реакция получения глюкозы прошла до конца, необходим катализатор. В данном случае им выступает соляная или Рассчитанное количество добавляется в емкость с кипящей водой. Затем медленно заливается крахмальное молоко. В данном процессе очень важно не получить клейстер, если все же он образовался, следует продолжать кипячение до полного его исчезновения. В среднем кипячение занимает полтора часа. Для того чтобы быть уверенными, что крахмал полностью гидролизовался, надо провести качественную реакцию. В отобранную пробу добавляется йод. Если жидкость приобретает синюю окраску, значит, гидролиз не закончен, если же становится бурой или красно-бурой, значит, крахмала в растворе больше нет. Но в данном растворе находится не только глюкоза, получение ее было с помощью катализатора, а это значит, что и кислота имеет место быть. Как удалить кислоту? Ответ прост: при помощи нейтрализации чистым мелом и мелко раскрошенным фарфором.

Нейтрализация проверяется Далее происходит фильтрация полученного раствора. Дело за малым: полученную бесцветную жидкость следует выпарить. Образованные кристаллы и есть наш конечный результат. Теперь рассмотрим получение глюкозы из крахмала (реакция).

Химическая суть процесса

Данное уравнение получения глюкозы представлено до промежуточного продукта - мальтозы. Мальтоза - дисахарид, состоящий из двух молекул глюкозы. Наглядно видно, что способы получения глюкозы из крахмала и из мальтозы одинаковые. То есть в продолжение реакции можем поставить следующее уравнение.

В завершение стоит подытожить необходимые условия для того, чтобы получение глюкозы из крахмала прошло успешно.

Необходимые условия

• катализатор (соляная или серная кислота);
• температура (не менее 100 градусов);
• давление (достаточно атмосферного, но увеличение давления ускоряет процесс).

Данный метод самый простой, с большим выходом конечного продукта и минимальными энергетическими затратами. Но он не единственный. Получение глюкозы осуществляется так же из целлюлозы.

Получение из целлюлозы

Суть процесса практически полностью соответствует предыдущей реакции.

Приведено получение глюкозы (формула) из целлюлозы. На деле же этот процесс намного сложнее и энергозатратнее. Итак, продуктом, вступающим в реакцию, являются отходы из деревоперерабатывающей промышленности, измельченные до фракции, размер частиц в которой 1,1 - 1,6 мм. Данный продукт обрабатывается сперва уксусной кислотой, затем перекисью водорода, затем серной кислотой при температуре не ниже 110 градусов и гидромодуле 5. Длительность этого процесса 3-5 часов. Затем, на протяжение двух часов проходит гидролиз серной кислотой при комнатной температуре и гидромодуле 4-5. Затем происходит разбавление водой и инверсия в течение приблизительно полутора часов.

Методы количественного определения

Рассмотрев все способы получения глюкозы, следует изучить методы ее количественного определения. Бывают ситуации, когда в технологическом процессе должен участвовать лишь раствор, содержащий глюкозу, то есть процесс выпаривания жидкости до получения кристаллов - лишний. Тогда возникает вопрос, как определить, какая концентрация данного вещества в растворе. Полученное количество глюкозы в растворе определяют спектрофотометрическим, поляриметрическим и хроматографическим методами. Существует и более специфический метод определения - ферментативный (с помощью фермента глюкозидазы). В данном случае подсчет идет уже продуктов действия этого фермента.

Применение глюкозы

В медицине глюкозу используют при интоксикации (это может быть как пищевое отравление, так и деятельность инфекции). В данном случае раствор глюкозы вводят внутривенно с помощью капельницы. Это значит, что в фармации глюкоза является универсальным антиоксидантом. Так же не малую роль данное вещество играет при обнаружении и диагностировании сахарного диабета. Здесь глюкоза выступает как стресс-тест.

В пищевой промышленности и кулинарии глюкоза занимает очень важное место. Отдельно же следует обозначить роль глюкозы в виноделии, пиво- и самогоноварении. Речь идет о таком методе как получение этанола Рассмотрим подробно данный процесс.

Получение спирта

Технология получения спирта имеет две стадии: брожение и перегонку. Брожение, в свою очередь, осуществляется с помощью бактерий. В биотехнологии уже давно выведены культуры микроорганизмов, которые позволяют получить максимальный выход спирта при минимально затраченном времени. В быту же в качестве помощников реакции могут быть использованы обычные столовые дрожжи.

Прежде всего, глюкоза разводится в воде. В другой емкости разводятся используемые микроорганизмы. Далее, полученные жидкости перемешиваются, встряхиваются и помещаются в емкость с Данная трубка соединяется с еще одной (U-образной формы). В середину второй трубки наливается Конец трубки закрывается резиновой пробкой с полой стеклянной палочкой, имеющей оттянутый конец.

Данная емкость помещается в термостат при температуре 25-27 градусов на четверо суток. В трубке с известковой водой будет наблюдаться помутнение, что свидетельствует о вступлении в реакцию с ней углекислого газа. Как только углекислый газ перестанет выделяться, брожение можно считать оконченным. Далее следует стадия перегонки. В лаборатории для дистилляции спирта используют обратные холодильники - приборы, в которых по внешней стенке проходит холодная вода, тем самым охлаждая образовавшийся газ и переводя его обратно в жидкость.

На данном этапе жидкость, которая находится в нашей емкости, следует нагреть до 85-90 градусов. Таким образом испаряться будет спирт, вода же не будет доведена до кипения.

Механизм получения спирта

Рассмотрим получение спирта из глюкозы в уравнении реакции: С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2.

Итак, можно отметить, что механизм получения этанола из глюкозы весьма прост. Более того, он известен человечеству уже много веков, и доведен практически до совершенства.

Значение глюкозы в жизни человека

Итак, имея определенное представление о данном веществе, его физических и химических свойствах, использовании в разных сферах промышленности, можно сделать вывод, что такое глюкоза. Получение ее из полисахаридов, уже дает понимание того, что, являясь главной составляющей всех сахаров, глюкоза представляет собой незаменимый источник энергии для человека. В результате метаболизма, из данного вещества образуется аденозинтрифосфорная кислота, которая и преобразуется в единицу энергии.

Но не вся глюкоза, которая поступает в организм человека идет на восполнение энергии. В состоянии бодрствования человек превращает лишь 50 процентов полученной глюкозы в АТФ. Остальное преобразуется в гликоген и скапливается в печени. Гликоген с течением времени разрушается, тем самым регулируя уровень сахара в крови. Количественно содержание данного вещества в организме - прямой показатель его здоровья. От количества сахара в крови зависит гормональное функционирование всех систем. Поэтому стоит помнить, что чрезмерное употребление данного вещества может привести к тяжелым последствиям.

Глюкоза на первый взгляд простое и всем понятное вещество. Даже с точки зрения химии её молекулы имеют достаточно простое строение, а химические свойства понятны и знакомы в быту. Но, несмотря на это, глюкоза имеет большое значение как для самого человека, так и для всех сфер его жизнедеятельности.

Углекислый газ, глюкоза и углеродная жизнь

На первый взгляд эти понятия совершенно не связаны между собой. Но это только на первый взгляд. Но разобраться в этих понятиях крайне необходимо, чтобы глубже понять все происходящие процессы в органической жизни, а также разобраться в обменных процессах при изучении Природного земледелия. Это понимание поможет Вам уяснить, что такое сама жизнь (углеродная). Эта оговорка не случайная, потому что не вся Жизнь на планете Земля представлена только в углеродной форме, как считалось до недавнего времени. Но об этом позже.

Вся наша жизнь и жизнь окружающих нас «живых» существ возможна благодаря главному химическому элементу этой жизни - углероду (С). Да, мы существа, как и все остальные, наполовину состоящие из угля - углерода. Это объясняется универсальностью этого химического элемента вступать в самые различные химические реакции почти со всеми другими химическими элементами, известными науке. Его способностью образовывать с ними самые разные соединения, от самых простых, как глюкоза (соединение углерода с водой), до невероятно огромных полимеров (имеющих большой размер, меру). Углерод способен создавать бесконечные формы, цепи и структуры, и вступать в химические реакции почти со всем, что, оказывается, по близости.

Кстати, примером полимеров в быту могут быть различные пластмассы. Все углеродные соединения, их свойства, в живой природе, изучает специальный раздел химии - биохимия, или по-другому «химия жизни», а неживой - органическая химия.

Но прежде чем пойти в своих объяснениях дальше, я должен познакомить вас с некоторыми понятиями. Процесс соединения химических элементов по-другому называется синтез (этот термин так и переводится - «соединение»). Процесс разложения, или расчленения сложных химических соединений до более простых, называется анализ (термин так и переводится - «разложение», «расчленение»). Но эти процессы в органической химии не возможны сами по себе, т.е. бесконтрольно, и природа мудро придумала специальные вещества для этого.

В процессе соединения, или синтеза, используются специальные вещества, которые управляют этим процессом, ускоряя его, и называются они катализаторы. Они взаимодействуют с исходными веществами химических реакций, но не расходуются и не входят в состав синтезируемых продуктов. Это своего рода нейтральные «ускорители», без их присутствия синтез (соединение) либо не возможен, либо протекает очень медленно, но сами они при этом остаются неизменными и не расходуются. Роль ускорителей химических реакций в живых клетках выполняют вещества несколько другой структуры, специальные белки - ферменты. Это очень сложные специфические соединения. Это тоже катализаторы, но для процессов в живых клетках, или живой природе. В основе биокатализа, или ферментативного катализа, лежат те же химические закономерности, что и в основе небиологического катализа (ускорения химических реакций, их контроль). Ферменты, или биологические катализаторы, присутствуют во всех живых клетках. Без них не обходится ни одна химическая реакция. Они своего рода строгие «контролёры».

Но их роль двояка. Они участвуют как в синтезе (соединении), так и в анализе (расщеплении). В этом их универсальность. Но каждый вид ферментов «ускоряет», или катализирует превращение определённых веществ, иногда лишь единственных, в единственном направлении (синтеза или анализа). Поэтому многочисленные химические реакции в организме животных и растений осуществляются огромным количеством различных ферментов. Так мудро задумано природой, чтобы химические реакции не происходили сами по себе, стихийно, а строго регламентировались, в зависимости от потребностей организма. Это самая общая схема порядка биохимических процессов, это регулирующая основа жизни.

Итак, мы уяснили, что без ферментов - биологических катализаторов, ничего ни происходит в органической жизни, никакие биохимические реакции и превращения. Это основа биохимии животных, растений и грибов. Но в первичном процессе синтеза - образовании молекулы глюкозы, как основы всей органической жизни и источника энергии, роль «катализатора» в листьях растений (если допустить такое сравнение) выполняет зелёное вещество - хлорофилл. Процесс этот сложный, чтобы не внести путаницу, я не стану его описывать. Для общего понимания этого и не требуется, просто, следует знать, что такой процесс происходит. Далее все функции передаются ферментам, основным регуляторам биохимических процессов. Все эти понятия пригодятся нам для дальнейшего изучения процессов синтеза (образования) гумуса и «переваривания» или анализа (расщепления) микробами, грибами и червями разлагающихся органических остатков (детрита) под действием ферментов.

Но вернёмся к углероду, как основному химическому элементу, составляющему органическую жизнь. И я уже упомянул, что первичным органическим веществом в состав, которого входит углерод, является глюкоза. Глюкоза (дословный перевод - «сладкая») моносахарид наиболее распространённый в природе. Глюкоза в свободном состоянии содержится в мёде, нектаре, тканях растений и животных, крахмале, является составной частью клетчатки и лигнина (полимеров, составляющих остов растений). Глюкоза в организме растений и животных - главный источник энергии. Углеродный обмен очень сложный, но всё начинается с образования, а заканчивается расщеплением глюкозы.

Вот как это выглядит, в упрощённой схеме. При синтезе идёт поглощение солнечной энергии листьями растений, и под действием хлорофилла из углекислого газа и воды образуется молекула глюкозы (для этого требуется несколько молекул углекислого газа и воды). При расщеплении молекулы глюкозы под действием ферментов, происходит обратный процесс, высвобождение энергии и образование молекул углекислого газа и воды. При синтезе идёт поглощение энергии, при расщеплении - выделение энергии. Именно таким способом растения животные и человек получают энергию для своего роста и движения во всём организме. И здесь существует очень важный момент для понимания. Эти процессы сопровождаются выделением и поглощением молекул кислорода (часть процесса дыхания). При синтезе молекулы глюкозы кислород выделяется листьями растений. Мы называем это углеродным «питанием» растений. При расщеплении молекулы глюкозы, наоборот, идёт поглощение молекул кислорода, и этот процесс называется окислением, и сопровождается он высвобождением энергии. Всё это сопровождается процессами обмена - поглощением кислорода и высвобождением молекул углекислого газа, что называется дыханием.

Вот почему так важен кислород воздуха в обменных процессах, без него не возможны процессы дыхания и окисления, а в итоге получения энергии необходимой для роста. Ни менее важен и углекислый газ воздуха, как поставщик углеродного питания растений (и источник кислорода при синтезе молекул глюкозы). Эти процессы в природе взаимно уравнивают друг друга, в замкнутой системе, сколько этих элементов углерода и кислорода расходуется, столько же их и выделяется. Эти процессы постоянно взаимосвязаны. И если какого-то элемента не хватает, происходит нарушение самой жизни. При нехватке кислорода растения, животные и человек задыхаются. При нехватке углекислого газа прекращается рост растений. И это очень важный момент для понимания. Растениям «как воздух» необходим углекислый газ, без него они не могут расти, строить ткани своего организма. А без кислорода не могут получить энергию для роста.

Но содержание углекислого газа в атмосферном воздухе очень мало, около 0,03%. В солнечные дни растения поглощают углекислый газ столь интенсивно, что его концентрация в непосредственной близости от листьев заметно падает. При безветренной погоде культуры открытого грунта часто испытывают углеродное голодание, не говоря уже о теплицах, где доступ атмосферного воздуха резко ограничен. Обеспеченность углекислым газом оказывает огромное влияние на рост растений, их плодоношение и здоровье. Если концентрация углекислого газа снижается в 3-6 раз, то фотосинтез (образование глюкозы в листьях) падает до критического уровня и прироста массы растений не происходит. Углеродное голодание не только снижает урожай, но и ослабляет иммунитет - способность противостоять инфекциям.

Как же исправить ситуацию? Нет, нам поможет не вентилятор и баллон углекислого газа. Помните, я приводил пример, что за год создаётся биомасса растений, заключающая в себе содержание углерода в несколько раз превышающее его содержание при сжигании всех видов топлива за год. Это не решит проблемы. Основными поставщиками углекислого газа в почву и атмосферу (особенно её приземный слой) являются почвенные обитатели: аэробные микробы, грибы и животные (черви и др.). Именно они «производят» необходимое растениям количество углекислого газа, как источник углеродного питания. Поэтому, заботясь о повышении количества этих незримых помощников - микробов, грибов и червей, мы улучшаем условия жизни нашим растениям, обеспечивая их углеродом - основным источником их питания.

Так вот о чём надо заботиться в первую очередь. Не «удобрять» почву химическими удобрениями, они яд для микробов, грибов и червей, а наоборот, ни в коем случае не применять химические удобрения. Как бы убедительно ни описывали сторонники такой агротехники полезность удобрений, в погоне за урожаем, знайте это самообман. В погоне за прибавкой урожая люди начинают думать только головой, а не сердцем, они забывают, что сами являются частью природы, которую губят своим неразумным поведением.

Прошу вас, не уподобляйтесь глупцам. Чтобы получать высокие урожаи и здоровую продукцию, вовсе не нужны удобрения, для этого достаточно понять истинные процессы, которые происходят в жизни. Надо, просто, «разводить» наших помощников - микробов, грибы и червей у себя на огороде и в саду, как домашних животных, заботясь об их численности и здоровье. Как это делать я рассказывал в предыдущей статье, но повторюсь. Необходимо создать им дом - толстый слой органической мульчи, что одновременно обеспечит их и кормом. Вот и весь «секрет» больших урожаев, и при том БЕСПЛАТНО. В природе всё сбалансировано и взаимосвязано, не надо об этом забывать.

Итак, я рассказал вам об основных понятиях углеродной жизни на Земле, о её основе - углероде и глюкозе. Усвоив это, вы поймёте все тонкости природного земледелия.

В конце небольшое отступление от темы. До недавнего времени считалось, что основой жизни на Земле является углерод. Но оказалось, что таким же универсальным химическим элементом является кремний, но стоящий в периодической системе химических элементов на порядок ниже, чем углерод. Кремний, как и углерод, способен вступать, практически, со всеми элементами в химические реакции. Он образует (на 87%) основной пласт поверхности Земли, её «кору» в виде различных минералов. Учёные допускали теоретическую возможность существования такой кремниевой жизни, но не находили доказательств на Земле. Высказывались предположения о существовании кремниевой формы жизни на других планетах. Но относительно недавно и на Земле были обнаружены существа, в основе жизни которых лежит кремний, а не углерод. Это глубоководные губки, которым совсем не нужен солнечный свет, они способны развиваться и жить в кромешной тьме. Учёные сейчас пытаются изучать такое проявление жизни. Но из этого примера следует очевидное: гипотезы о том, что и камни «живые» имеют под собой реальное обоснование и подтверждение.

Кстати, компьютерный «интеллект» основан на кремниевых соединениях. Эта информация никак не относится к теме Природного земледелия, разве что ещё раз подтверждает мысль о том, что мир вокруг нас многообразен и огромен, и человечество пока не знает и доли того, что происходит в природе на самом деле. И это ещё один аргумент в пользу того, что если мы, в силу своей ограниченности, чего-то не понимаем, это не значит, что этого не существует. Подумайте над этим. Всего вам доброго и удачи в ваших делах.

Александр Кузнецов

Продолжение в статье

Другие работы Александра Ивановича на странице