Дыхание растений — представляет процесс, соответствующий дыханию животных. Растение поглощает атмосферный кислород, а последний воздействует на органические соединения их тела таким образом, что в результате появляются вода и углекислота. Вода остается внутри растения, а углекислота выделяется в окружающую среду. При этом происходит уничтожение, трата органического вещества; следовательно, Дыхание растений прямо противоположно процессу ассимиляции углерода. До известной степени его можно уподобить окислению и горению вещества. Исходя из крахмала, схематическое уравнение Дыхание растений можно представить так:

C₆H₁₀O₅ (крахмал) +6O ₂ (кислород) = 6CO ₂ (углекислота) + 5H ₂ O (вода)

Это же уравнение, если читать его справа налево, дает схему процесса ассимиляции. Сходство Дыхание растений с горением Увеличивается еще тем, что и при Дыхание растений происходит выделение свободной энергии, обыкновенно в виде теплоты, а иногда и света. Освобождающаяся энергия идет на разнообразнейшие нужды организма: с прекращением Дыхание растений прекращается и жизнь растения [Некоторые микроорганизмы (напр., анаэробные бактерии) могут обходиться без атмосферного кислорода; в таких случаях источником энергии является не дыхание, а иные физиологические процессы.]. В то время как образование воды при Дыхание растений доказывается лишь на основании химических анализов, определяя потерю растением водорода (Буссенго), или путем довольно сложных прямых определений (Лясковский), весьма просто можно обнаружить выделение растением углекислоты. Для этой цели в градуированном эвдиометре на некоторой высоте помещают только что начинающие прорастать семена гороха или бобов и затем замыкают эвдиометр ртутью. Если спустя несколько дней ввести в эвдиометр раствор едкого кали, то заметим, что ртуть значительно поднимется; следовательно, в эвдиометре угольная кислота, которая и поглотилась едким кали. Для точного изучения (особенно в количественном отношении) Дыхание растений растений употребляют более сложного устройства приборы. Конструкция их различна, смотря по тому, желают ли определить только поглощение кислорода, или только выделение углекислоты, или, наконец, то и другое вместе. Прибор Волкова и Мейера отвечает первой цели. Он состоит из изогнутой в виде буквы U стеклянной трубки, одно колено которой шире, нежели другое. В широкое колено вводят растение и небольшой сосудик с едким кали; затем плотно закрывают его притертой стеклянной пробкой. Узкое колено, предварительно калибрированное и снабженное делениями, замыкают ртутью. Угольная кислота по мере образования поглощается едким кали; вследствие этого объем газа в трубке уменьшается и ртуть в узком колене поднимается; по поднятию ртути определяется количество поглощенного растением кислорода. Для определения количества выделяемой растением углекислоты лучше всего воспользоваться трубками Петтенкофера. Ток воздуха, освобожденного предварительно от углекислоты, проходит сначала через прибор с растениями, а потом через одну или две петтенкоферовские трубки, наполненные баритовой водой [Воздух протягивается при помощи аспиратора]. Вся выделенная растениями углекислота задерживается в трубках в виде углебариевой соли. Определив титрованием количество оставшегося свободным едкого барита, узнаем количество образовавшейся углебариевой соли, а отсюда и количество задержанной углекислоты. О приборах для одновременного определения количеств поглощенного кислорода, выделенной углекислоты (Бонье и Манжена, Годлевского и др.), как слишком сложных, здесь может быть только упомянуто.

Дыхание растений у растений, конечно, не столь энергично, как у теплокровных животных, но его можно сравнивать с Дыхание растений холоднокровных животных. Следующие цифры Гарро дают понятие об его абсолютной величине (интенсивности): 12 почек сирени, которые, будучи высушены при 110° весят 2 гр., выдохнули в течение 24 часов 70 куб. см. углекислоты, причем во время опыта листики их успели распуститься. Далее, ростки мака, весившие потом в сухом состоянии 0,45 гр., выделили в 24 часа 55 куб. см. углекислоты. Энергия Дыхание растений находится в зависимости от различных условий: внутренних и внешних. Так, еще Соссюр (1804) доказал, что Дыхание растений цветов энергичнее дыхания зеленых листьев того же растения — при равном весе и объеме, а листья, в свою очередь, дышат (в темноте) интенсивнее, нежели стебли и плоды. Вот пример: цветы белой лилии потребили в 24 часа объем кислорода в 5 раз больший их собственного объема — тогда как листья только в 2,6 раза больший. Определение энергии Дыхание растений зеленых листьев (и вообще хлорофиллоносных органов) на свету сопряжено с значительными трудностями, так как на свету, особенно ярком, Дыхание растений маскируется гораздо более интенсивным и ему прямо противопоположным процессом ассимиляции (усвоения) углерода. Опыты Буссенго показали, напр., что квадратный дециметр листовой поверхности лавровишни (Prunus Laurocerasus) и олеандра (Nerium Oleander) разлагает на свету в 1 час в среднем 5,28 куб. сант. углекислоты, а выдыхает в тот же срок в среднем только 0,33—0,34 куб. сант. Для доказательства Дыхание растений листьев на свету Гарро устроил такого рода опыт: он поместил в сосуд 100 грам. листьев вместе с чашкой раствора едкого кали, а потом замкнул сосуд снизу водой. Так как спустя некот. время уровень воды в сосуде поднялся, то отсюда он заключил о выделении листьями углекислоты и следовательно об их Дыхание растений на свету. — Энергия Дыхание растений находится также в тесной связи с явлениями роста. Чем быстрее растет растение, тем более поглощает кислорода и выделяет углекислоты. Дыхание растений молодых, прорастающих из семян растеньиц совершается весьма энергично, и вместе с тем оно сопровождается значительной тратой органического вещества. При более или менее продолжительном проростании в темноте [В темноте растения не могут ассимилироваться и пополнять убыль углерода] Дыхание растений может разрушить более половины всего органического вещества; путем такого разрушения и сожигания оно освобождает необходимую для постройки молодого растения энергию. Внутренние условия оказывают влияние однако не только на интенсивность Дыхание растений, но и на качественную его сторону, меняя самое отношение CO ₂/O₂, т. е. отношение объемов выделенной углекислоты и поглощенного кислорода. Иногда CO ₂/O₂ = 1, т. е. выделяется углекислоты столько же, сколько поглощается кислорода. Но отношение CO ₂/O₂ может быть и меньше и больше единицы. Так, например, у растущих органов (Палладин), а особенно у прорастающих маслянистых семян CO ₂/O₂ < 1, при созревании же плодов с масляничными семенами, наоборот, CO ₂/O₂ > 1. В первом случае, следовательно, происходит приобретение, ассимиляция кислорода, во втором — потеря его.

В противоположность внутренним условиям, внешние оказывают влияние только на энергию Дыхание растений, нисколько не изменяя отношения CO ₂/O₂. Влияние температуры в этом направлении наиболее сильно, в то же время оно и наилучше изведано. Энергия Дыхание растений до известного предела температуры (около 40° Ц.) возрастает почти прямо пропорционально повышению температуры, а затем остается постоянной до смерти растения. Что касается до света, то прямое влияние его сказывается, по опытам Бонье и Манжена, некоторым замедлением Дыхание растений; косвенно же свет может благоприятствовать Дыхание растений, по крайней мере Дыхание растений хлорофиллоносных растений (Бородин), так как на свету увеличивается количество углеводов (результат ассимиляции), тех именно соединений, на счет которых и происходит процесс Дыхание растений Не без влияния остается на Дыхание растений растений, как и на Дыхание растений животных, и парциальное давление кислорода в окружающей атмосфере. — Хотя при Дыхание растений исчезают и убывают только безазотистые органические соединения — углеводы и жиры [По исследованиям Виноградского, серные бактерии и нитрифицирующие микроорганизмы окисляют минеральные вещества, пользуясь освобождающейся при этом энергией. Первые окисляют серовород до серы и серной кислоты, вторые окисляют аммиак в азотистую и азотную кислоту], но это еще не доказывает, что кислород воздуха при акте Дыхание растений непосредственно действует на эти вещества, разрушая и сожигая их; вероятнее, что они служат лишь непрямым материалом для Дыхание растений и что первоначально кислород воздействует на сложную частицу белка. Как у животных, и у растений процесс Дыхание растений развивает теплоту. Но так как растения легко теряют эту теплоту в окружающую среду, то температура тела их не выше температуры окружающего воздуха, а часто даже и ниже. Но в некоторые периоды жизни — во время прорастания семян и во время цветения, — температура растения может подняться на много градусов выше температуры окружающей среды (см. Теплота растений). В немногих случаях освобождающаяся при Дыхание растений энергия является даже в виде свечения или фосфоресценции. С достоверностью наблюдали такое свечение пока только у низших растений: у некоторых грибов и бактерий (см. Светящиеся растения). Наконец, внутреннее, или интрамолекулярное, Дыхание растений состоит в том, что растения, находясь в бескислородной среде и, следовательно, не поглощая кислорода, продолжают все-таки выделять углекислоту. Явление это имеет мало общего с обыкновенным нормальным Дыхание растений и сближается обыкновенно с процессами брожения (см. Интрамолекулярное Дыхание растений и Спиртовое брожение). Литературу специальную о Дыхание растений растений см.: Палладин, "Физиология растений" (1891); А. С. Фаминцын, "Учебник физиологии растений" (1887); Sachs, J. "Vorlesungen über Pflanzen-Physiologie" (1887); Pfeffer, W." Pflanzenphysiologie" (1881); Van-Tieghem, Ph. "Traité de Botanique" (1891).

Г. Надсон.