既然质量守恒,一盆土长了一个2斤南瓜,土未减少,南瓜质量哪来的?
1⃣️地球上有适温的阳光,水土和空气,也就衍生出了生物细胞,生存繁衍靠有机与无机元素的结合,比如南瓜的成分属于碳水化合物,它就得从土壤中,氮磷钾含量的元素中获取,利用阳光的光合作用,利用水分子才能循环转运结合生成新生物。
2⃣️所谓碳水化合物,你用火烧后的微小灰烬就证明它的分子结构不像泥土那样的有机质含量,所以植物的质量不是泥土组成的,而是泥土中的水分子及营养元素在适宜的环境中摄取结合并经过转化生成新物质而来的。
3⃣️盆中长出了二斤南瓜,总土质中有机质含量就会因元素含量减少,质地就有减轻,为何要不断补充施肥的理由可以证明。教育小孩别浪费粮食的口头语就是:一粒米的长成,农民要浇灌七斤水、可见水是生物生长循环不可缺少的"血液"、南瓜的主要质地以水为主,人们才爱吃碳水化合物含量的缘色植物一一南瓜。
谢谢!

既然质量守恒,一盆土长了一个2斤南瓜,土未减少,南瓜质量哪来的?
南瓜是有机物,也就是碳水化合物。碳就是空气中的二氧化碳中的碳,二氧化碳中的氧经过光合作用后释放回空气中被你吸进肺里制造新的二氧化碳了。而水就是你每天浇的水,跟泥巴本身没啥关系,泥巴的作用就是让它舒展根茎以及保持水分用的而已。
既然质量守恒,一盆土长了一个2斤南瓜,土未减少,南瓜质量哪来的?
既然质量守恒,一盆土长了一个2斤南瓜,土未减少,南瓜质量哪来的?
中国人到哪都种菜,从菜地种到阳台,从中国种到美国,嫦娥四号还从地球种到月球,是不是很夸张?其实一点都不,民以食为天,人到哪菜就到哪,因为植物是一种非常神奇的东西,它只需要阳光和水,当然还有一捧泥土,它就长出好吃的东西来!
所以中国人的土地一寸都不能丢,谁知道会又会长出啥好东西来!但有一个问题可能是大家都搞不清楚,这水和泥土和阳光,就变成了硕果累累的果实,啥都没少,这质量是从哪多出来的呢?
泥土、水和阳光是怎么变成果实的科学家一直都将地球上所有生命都称为碳基生命,因为构成生命的氨基酸中,连接氨基和羧基的碳元素,地球上所有发现的生命都是碳基生命!
碳连接羧基和氨基
植物中的碳元素来自于它大气中的二氧化碳,植物的叶子吸入二氧化碳,通过复杂的生物化学过程后,排出氧气,其中碳元素就被植物留下了,这就是著名的光合作用,很多朋友都认为海尔蒙特在1642年完成柳树实验时就发现了光合作用,其实他当时只是已经意识到了柳树的成长主要来自空气和水,因为泥土在柳树种植前后重量几乎就没有差别多少!
空气和水又是如何让植物生长的呢?这个问题一直要等到200多年后的十九世纪末的美国人查尔斯·里德·巴恩斯,他发现植物生长只需要水、阳光和二氧化碳,然后就能通过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,它是一种广义的糖类,我们吃起来甜甜的被称为单糖或者双糖,但纤维素和淀粉类属于多糖,一般我们嘴巴里嚼食米饭时间比较长,就能尝到甜丝丝的味道,这就唾液中的淀粉酶将其分解成了我们能尝到甜味的麦芽糖。
人类的消化酶能将淀粉类这些多糖消化,但很难将纤维素这类长链消化,它们需要更厉害的纤维素酶才可以,而牛马羊的偶蹄类动物有长长的胃肠道,也有纤维素酶可以消化,最终它们将转变为营养,这就是碳水化合物的来历,植物中几乎浑身上下都是碳水化合物。
光合作用是怎么合成碳水化合物的?
光合作用的过程非常复杂,但基本上我们了解个大概就可以了,它的大致流程是:
二氧化碳+水+光能→葡萄糖+氧气+水
叶绿体是其中最核心部分,在阳光的作用下,在叶子的气孔内吸收二氧化碳和从根部吸收的水转变成葡萄糖,同时释放出氧气!
12H2O + 6CO2 -hv→ (与叶绿素产生化学作用)C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2 + 6H2O
在这里必须要澄清下,植物释放的氧气来自水,而不是吸收的二氧化碳中的氧气,也就是说二氧化碳被整个利用了,而水中则分解出了氧气。植物的光合作用有两部分:
12H2O +阳光→ 12H2 + 6O2 [光反应]
12H2 (来自光反应) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6H2O [碳反应]
当然在这个过程中少不了有氮磷钾以及其他无机盐的作用,尽管比例很低但却很重要,如果缺少这些肥料和无机盐,那么植物就会病恹恹的。当然也有朋友会问,为什么自然界的植物不用施肥就能长那么好?其实这和植物的要求不一样!
比如杂草,它只需要长好自身即可,而农作物却需要给你结果,你认为谁对肥料的需求更大?当然是需要结果摘叶的庄稼啦!
南瓜是怎么长大的?
南瓜中其实绝大部分是水、碳水化合物和少量的矿物质等,南瓜藤吸收了土壤中的水分,叶子吸收阳光和二氧化碳,还有部分肥料和矿物质,那么只要注意病虫害,那么植物南瓜生长就开始了,合适的时候就会开花,然后授粉(南瓜雌雄同株,异花授粉)。
雌花
雄花
人工授粉
当然你也可以把雄花摘下来去雌花那里抖抖,千万别搞错了,雌花很好认,开花时柄部有个小南瓜,如果不授粉,它就会慢慢变黄然后掉了,当然授了粉也可能会掉哦,一般应该是长势不好,也就是缺少磷肥和氮肥所致。
所以南瓜长大的重量就来自空气和水以及矿物质,而阳光正是促成其成长必不可少的一部分。
延伸阅读:人类利用的能源几乎都是太阳能一个很有趣且令人深思的话题,除了核能和地热以外,人类利用的大部分能源都源自太阳,可能很多人都想不明白,煤炭石油天然气这些是太阳能吗?风能、水力还有潮汐是太阳能,这些统统都不是直接的太阳能,但它们是间接的!
比如煤炭石油都是生物成因,而天然气大都也是生物成因,这些都来自太阳的恩赐!
风能水力与潮汐也来自于太阳,太阳的能量让大气形成环流,水汽循环全球,形成风能、水力势能,其实潮汐大部分是月球引起,但太阳也有分,可问题是如果没有太阳,都冻成了冰坨坨,哪来的潮汐能?
所以太阳对人类真的非常重要,如果太阳消失,人类只有两种能源可以使用,核能和地热,经常有朋友假设太阳消失后地球会怎么样,很简单,地球会变成冰坨坨,然后氧气和氮气都变成雪花,人类在地底下,在地热的庇护下苟延残喘!
既然质量守恒,一盆土长了一个2斤南瓜,土未减少,南瓜质量哪来的?
植物参与物质和能量转换、运输的主要器官是根、茎、叶3个主要部分。一盆土里长出了一个2斤重的南瓜,而土并未减少,南瓜的质量哪里来?肯定不能是凭空产生的,也就是说不可能是在没有任何物质输入的情况下多出来这个南瓜的质量。
植物的生长和发育,我们常说的是阳光、空气和水,可见,土壤对于植物的生长并非是必备的要素,现在的无土栽培技术就是用营养液的方式,代替了传统土壤的存在。只不过这种培育方式,我们普通人难以将之应用到家里面的绿植养护上来,仍然沿用传统的土壤栽培技术而已。
对于植物的根部来说,主要的功能就是吸收土壤中水分和无机盐,水分的重要性就不用说了,所有的细胞都离不开水,缺水就意味着死亡。根系从土壤中吸收的水分,99%以上最后都是通过叶片的蒸腾作用,散发到空气中,这么多水分散失,为何还需要从根部吸收那么多水呢?主要是蒸腾作用并不是完全没有意义的水的传输,最重要的是通过水分的传输,完成植物细胞生长所需要的水分、向株体提供水分和无机盐提供动力来源、降低植株温度避免被阳光晒伤。
植物所需的无机盐,主要是氮、磷、钾三大元素,说得简单一点,氮可以促进枝繁叶茂;磷可以促进根系生长和开花结果;钾可以促进茎杆强壮、不易倒伏,这些营养元素来自土壤,必要时人们可以施用相应的肥料来补充土壤的肥力。
从以上可以看出,植物从土壤中吸收的无论是水还是无机盐,其最后贮存在植株体内的总量都是比较微小的,是推动植株生长发育、开花结果的保障剂、稳定剂和催化剂,但不是主要的物质来源。这个物质的主要来源,还得归结为植物叶片的光合作用。
绿色植物通过叶片中的叶绿体,利用光能,以二氧化碳和水为主要原料,可以合成有机物并释放出氧气。绿色植物通过光合作用,可以将光能转化为化学能,并最终以生物质能的形式贮存在植株体内,为植物的生长壮大、开发结果提供了必要的有机物质。同时,可以为全世界各种生物的呼吸提供了氧气来源。可以说,没有绿色植物,就没有现在地球上形形色色生物的存在。
回到题主的问题上来,2斤重的南瓜的形成,之所以土壤没有太多变化,关键是为植物发展壮大提供物质来源的是光合作用,将光能进行转化,同时将空气中的二氧化碳也进行转化,合成了有机物质贮存在自身体内,这是推动植物生长、开花、结果的主要物质和能量来源。而从土壤中主要吸收的是水和无机盐,水我们可以定期补充,无机盐我们从表面上根本看不出来变化,但也可以通过施用相应的肥料加以补充,所以土壤看起来没有什么变化。
既然质量守恒,一盆土长了一个2斤南瓜,土未减少,南瓜质量哪来的?
用一盆土载了一棵南瓜,南瓜结了一个2斤的南瓜,然而盆里的土并没有多少变化,那么南瓜的质量的从哪里来的呢?是不是觉得很奇怪呢?
其实这个有趣的问题早在400年前有人发现了,并且做了一个实验。这个人是比利时科学家叫范-海尔蒙特。海尔蒙特在盆中装了200磅(大约90.7公斤)用炉子干燥过的土。他用炉子把土烘干的目的是去除泥土中的水分。然后他在盆中载下了一棵重量为5磅的柳树。在之后的5年里,范海尔蒙特只给柳树浇蒸馏水,并记下每次浇水的重量。5年后,他拔出了柳树将盆中的泥土再次烘干称重,发现盆中土的重量仍为200磅。然而柳树的重量却增加了大约164磅。
图示:海尔蒙特的盆栽柳树实验
范海尔蒙特通过这个实验得出,柳树增加的质量不是来自盆中的泥土而是来自浇入的水。这个科学故事想必大家都很熟悉。我们在学习植物光合作用的时候都听过这个故事。其实海尔蒙特得出的数据结论并不是很严谨。我们已经知道,植物利用土壤中的水分和空气中的二氧化碳来为自己制造食物。因此植物增加的重量不但来自土壤中的水,还来自空气中的二氧化碳。
但是有一点要值得注意,严格的说在这个过程中土的质量是减少了的。因为植物生长需要的不仅仅是水分和和二氧化碳,还需要从土壤中吸收无机盐分。这部分无机盐分倍植物吸收后,土壤的质量是减少了的。
如果我们假设这个南瓜长到2斤重全部是由光合作用增加的,那么长这么大一个南瓜需要多少水和二氧化碳呢?可以利用植物的光合作用化学反应方程式来简单计算一下。
6 CO2 + 6 H2O = C6H12O6 + 6O2↑,这是植物光合作的化学反应方程式。通过计算得知要长成1000克的南瓜,需要水600克,需要二氧化碳1467克,同时这颗南瓜在光合作用中向空气中排放了1067克氧气。看来南瓜的在生长过程中吸收空气中的二氧化碳的质量更多一些。
图示:光合作用示意图
了解了光合作用我们就知道一盆土长了一个二斤重的南瓜,南瓜的质量主要是从哪里来的了吧!
既然质量守恒,一盆土长了一个2斤南瓜,土未减少,南瓜质量哪来的?
作物生长所需的养份不完全是从土吸取的,有很大部份是从阳光、水中得来的。对此,记不清是丹麦还是哪个国家的科学家很早就曾做过实验证实了植物可以完全靠光合作用生长。他把一棵柳树栽在无任何营养的土中,也只给它浇无营养的水,结果靠光合作用也增长了2斤半。这里跟质量守恒并不冲突。
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