质量守恒?一盆土长了个3斤南瓜,土没减少,南瓜质量凭空来的?

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!