


Zweiter Jahrgang. 
Die Ausnutzung der Sonnenstrahlung 
durch die grünen Pflanzen. 
Von Prof. Dr. A. Pütter, 
Zur direkten Ausnutzung der strahlenden 
Energie, die die Erde von der Sonne enthält, sind 
nur die grünen Pflanzen befähigt. Sie verwenden 
die Sonnenstrahlung zur Synthese von Zucker 
und sind durch diese Form der ,,autotrophen“ 
Ernährung von der Zufuhr vorgebildeter organi- 
scher Substanz unabhängig, deren alle anderen 
- — heterotrophen — Organismen zum Leben be- 
dürfen. 
Je größer der Anteil der Gesamtstrahlung ist, 
den die grünen Pflanzen beim Aufbau organiseher 
_ Substanz verwerten, eine um so größere Menge 
heterotropher Organismen: Bakterien, Pilze und 
Tiere (einschließlich des Menschen) finden auf 
einem gegebenen Flächenraum hinreichende Nah- 
rung. 
Die Zahl, welche den ,,Nutzeffekt“ angibt, mit 
‘dem die Sonnenenergie in der Photosynthese des 
ZLuckers ausgenutzt wird, würde — wenn es sich 
um eine Konstante handelte — die Berechnung 
der Gesamtmenge der Nahrung erlauben, die auf 
der Erde überhaupt von heterotrophen Wesen um- 
‚gesetzt werden könnte. Diese Zahl und ihre 
eventuelle Abhängigkeit von äußeren und inneren 
Bedingungen ist also von größtem allgemein-bio- 
logischen Interesse. 
Um sie angeben zu können, muß man einer- 
seits für eine gewisse Fläche die Größe der Ein- 
strahlung pro Zeiteinheit kennen und andrerseits 
die Menge des photosynthetisch aufgebauten 
 Zuckers. Für den letzteren Wert kann man auch 
die Menge des bei diesem Prozeß frei werdenden 
Sauerstoffs oder der verbrauchten Kohlensäure 
einsetzen, denn auf je 1 g COs, die verbraucht 
wird, werden 0,682 & Zucker gewonnen, und der 
Produktion von 1 g Sauerstoff entspricht eine 
Synthese von 0,937 ¢ Zucker. 
Um den Grad der Ausnutzung der Sonnen- 
strahlung angeben zu können, muß man erstens 
die Intensität der Strahlung kennen, die die 
‘grünen Blätter einer Pflanze trifft, und zweitens 
die Menge organischer Substanz, die sie in einer 
- bestimmten Zeit, für die die Strahlung bekannt 
ist, bilden. 
> Die Frage, wie groß die Energiemenge ist, 
welche der Erde von der Sonne aus zugestrahlt 
wird, ist seit langem Gegenstand zahlreicher 
Untersuchungen der Astronomen und Physiker. 
Es handelt sich für diese Disziplinen einerseits 
um das schwierige Problem, die Strahlungsinten- 
Bonn. 

































NW. 1914. 
ee; 
20. Februar 1914. 
NATURWISSENSCHAFTEN 
Herausgegeben von 
Dr. Arnold Berliner una Prof. Dr. August Pütter 
Heft 8. 
sität zu bestimmen, welche an der äußeren Grenze 
der Erdatmosphäre herrscht, andrerseits um die 
— für die Astronomie, Meteorologie und Biologie 
gleich interessante — Frage, ob die Intensität 
der Sonnenstrahlung, die Solarkonstante, perio- 
dische oder unperiodische Änderungen erfährt. 
Für die Frage, welche uns hier beschäftigt, 
brauchen wir die endgültige Lösung dieser wich- 
tigen Probleme nicht abzuwarten, vielmehr geben 
uns die experimentellen Daten über die wirkliche 
Intensität der Sonnenstrahlung am Boden des Luft- 
meeres, welche den Astronomen und Physikern 
nur als Material zur theoretischen Verarbeitung 
dienen, gerade das, was uns interessiert, nämlich 
die Energiemenge, welche in den Bereich der 
Flora gelangt, mit deren Hilfe die assimilieren- 
den Pflanzenorgane die Kohlensäure der Luft 
reduzieren und so in letzter Linie alle organische 
Substanz aufbauen, die es auf der Erde gibt, mit 
einziger Ausnahme jener geringen Beträge, die 
durch einige Bakterien mit anorganischem Oxy- 
dationsmaterial geliefert werden und ebenso 
theoretisch interessant wie praktisch belanglos 
sind. 
Die Menge Sonnenenergie, welche der Erdober- 
fläche zugestrahlt wird, wird ausgedrückt im 
Grammkalorien (cal) pro 1 em? und Minute, und 
dieser Wert ist zunächst an verschiedenen Orten 
zur Mittagsstunde bei klarem Himmel bestimnit 
worden. Die längsten Beobachtungsreihen liegen 
aus Montpellier (43° 36’ N. Br.) vor, wo von 
1883 bis 1900 an allen geeigneten Tagen um Mit- 
tag die Messung der Gesamtstrahlung ausgeführt 
wurde. Der höchste Wert, der hierbei gemessen 
wurde, betrug 1,6 cal pro em? Min. Die Mittel- 
werte der einzelnen Monate liegen zwischen 1,01 
(Dezember) und 1,16 (April) und das Mittel der 
ganzen Periode ergibt 1,10 cal pro em? Min. Im 
botanischen Garten in Kew (51° 28’ N. Br.) sind 
in den Jahren 1900 und 1901 eine Reihe ähn- 
licher Messungen von Brown und Escomb ausge- 
führt worden, mit denen wir uns noch mehrfach 
zu beschäftigen haben werden. Es ergaben sich 
dabei Zahlen, die, selbst bei vollem Sonnenschein. 
erheblich hinter den Werten von Montpellier zu- 
rückblieben. Das Maximum (17. Juli 1900) be- 
trug nur 1,019 cal, also kaum mehr als das Mini- 
mum in Montpellier, und die übrigen Werte aus 
Juni und Juli liegen zwischen 0,932 und 0,972 
eal. 
Aber auch diese Zahlen sind noch zu groß, um 
der Berechnung jener Energiemengen zugrunde 
gelegt werden zu können, die den Pflanzen zug 
strahlt werden, denn klarer Himmel, d. h. 100 ? 
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