Quale pianta produce più ossigeno per le sue dimensioni, e quanto di esso è necessario per produrre ossigeno per 1 persona?

Penso che ci possa essere un malinteso incorporato in questa domanda. Le piante non stanno lì a sfornare ossigeno per servire l'uomo. (Beh, in un certo senso se ne stanno sedute, o in piedi, lì, ma non per produrre ossigeno. E mi scuso per il riff su un vecchio episodio di Twilight Zone.)

Le piante verdi producono ossigeno come sottoprodotto della fissazione del carbonio. Prendono la CO2 e la convertono, in ultima analisi, in glucosio, che polimerizzano in cellulosa necessaria per la loro crescita o in amido come riserva di energia. I fusti, le radici e le foglie delle piante sono composti per la maggior parte da cellulosa. I semi sono per lo più amido.

Se una pianta non sta crescendo attivamente - aumentando di dimensioni o spuntando le foglie in primavera o mettendo i semi - non ha bisogno di cellulosa o amido, e quindi produce molto poco glucosio, e quindi molto poco ossigeno.

Quindi, in sostanza, una pianta grande e pesante avrà prodotto molto ossigeno nel corso della sua vita. A small plant … not so much. So there is no “a lot for its size” … because its size almost completely determines how much oxygen has been produced.*

Quantitatively,

[math]6\space CO_2 + 6\space H_2O → C_6H_{12}O_6 + 6\space O_2[/math]

6 moles (192 g) of oxygen will be formed for each mole of glucose. Because most glucose gets polymerized into cellulose, and the monomer molecular mass is 162 g, we can say with a fair degree of accuracy that 162 g of plant biomass will have concurrently produced 192 g of oxygen. To produce another 192 g of oxygen, it will have to increase its biomass another 162 g.

As to how much oxygen is required by a human to live, we can roughly estimate that. Anything more accurate would require knowing the size and activity level of the human, so rough is good. Assumptions:

Breath volume: 1 L
Breathing rate: 6/min
Oxygen content of inhaled air: 20% (0.20)
Oxygen content of exhaled air: 15% (0.15)
Standard molar volume of oxygen (or any gas): 22.4 L/mole
Massa molare di ossigeno: 32 g/mol

1 L aria/respiro × 6 respiri/min × 60 min/ora × 24 ore/giorno × (0,20 L ossigeno/L aria inalata - 0,15 L ossigeno/L aria espirata) = 432 L di ossigeno/giorno

(32 g/mol / 22.4 L/mol) × 432 L = 620 g di ossigeno

Fornirci di 620 g di ossigeno richiede quindi un aumento della biomassa vegetale di circa 525 g - al giorno - per persona.

*A eccezione delle piante decidue, che producono e poi perdono le foglie, e delle colture alimentari, che producono semi o frutti e vengono raccolte. La cellulosa e il sottoprodotto dell'ossigeno rappresentati da quelle foglie, semi e frutti non si riflettono nella dimensione della pianta.

EDIT:

Nella mia risposta originale - che è rimasta troppo a lungo senza che qualcuno mi facesse notare il mio errore - ho trascurato di tenere conto del fatto che non usiamo tutto l'ossigeno nell'aria che respiriamo. Le mie stesse ipotesi lo dicono, ma ho omesso questo fattore dal calcolo. Ho corretto il calcolo di conseguenza.