Английский исследователь Джозеф Пристли (1733<197>1804 гг.) провел однажды интересное наблюдение, но так же, как и ван Гельмонт, не смог его правильно истолковать.
Как известно, свеча не может долго гореть под герметически закрывающимся колпаком. Как только кислород воздуха, поддерживающий горение, будет израсходован, свеча начнет мерцать, а затем и вовсе погаснет. Пристли положил под стеклянный колпак вместе с горящей свечой зеленые ветви и с удивлением установил, что свеча могла гореть заметно дольше. Следовательно, зеленые части растений каким-то образом должны были влиять на воздух. Какой процесс при этом происходил, об этом Пристли не имел никакого представления, но в этом нет ничего удивительного - об ассимиляции углекислоты тогда еще не знали.
Критика учения Аристотеля, начавшаяся уже с ван Гельмонта была продолжена в работах итальянского ученого Марчелло Мальпиги (1628<197>1694 гг.) и его французского современника Эдме Мариотта (1620<197>1684 гг.). Оба они установили, что вещества, поглощаемые растениями из почвы в качестве пищи, безусловно, подвергаются химическими превращениями до того, как будут использованы для построения тканей растений. Многочисленные исследования Стефана Хейлса (1677<197>1761 гг.) показали, что воздух также играет большую роль в образовании органического вещества растений.
Этим был сделан бесспорно важный шаг на пути к теории питания растений, основанной на фактах.
Возможно, неожиданным покажется утверждение, что, вероятно, первая попытка выращивать растения в водных растворах без почвы была сделана более 250 лет назад. Джон Вудворд (1665<197>1828 гг.), профессор медицины в лондонском Грасхэм-колледже, сообщал в 1699 г. о собственных опытах этого рода. Он выращивал перечную мяту в дождевой воде, в воде из Темзы и в мутной жиже одного из каналов Гайд-парка, в которой он к тому же предварительно размешивал садовую почву. Он определял вес опытных растений при посадке и затем при уборке их из сосудов. На основании своих наблюдений и результатов взвешивания Вудворд сделал следующий вывод: "Растения образуются не из воды, а из какого-то почвенного материала". Об этом явно свидетельствовал наибольший прирост зеленой массы в третьем сосуде (с наибольшим количеством примесей). Этим опытом Вудворд опроверг мнение ван Гельмонта о том, что организм растения образуется из воды. Однако и Вудворд не мог еще полностью выявить все взаимосвязи.
Ян Ингенгауз (1730 - 1799 гг.) познакомил нас с основами ассимиляции углекислоты и дыхания растений. Теодор де Соссюр (1776-1845 гг.) и его современник Рене Дютроше (1776-1845 гг._ в своих исследованиях уже тогда близко подошли к современному воззрению на образование органического вещества. Однако в дальнейшем начался регресс.
К сожалению уже намеченный путь остался без внимания. Вместо этого появилась так называемая "старая гумусовая теория", согласно которой важнейшими источниками питания в почве являются не минеральные соединения, а органические компоненты и прежде всего гумус. Прошло всего лишь полтора столетия с тех пор, как удалось разрушить это ошибочное воззрение. Юстутс фон Либих (1803-1873 гг.), немецкий ученый-агрохимик, в 1840 г. в своей книге "Химия в применении к сельскому хозяйству и физиологии" четко констатировал следующее: "Растительные организмы, или, следовательно, органические соединения, являются средством питания и поддержания жизни людей и животных. Источником питания растений, напротив, является неорганическая природа".
Лиюих доказал, что количество гумуса в почве не уменьшается при росте растений, а, наоборот, увеличивается. Он доказал также, что нерастворимый в воде гумус вообще не может поглощаться растениями, если он только не будет "предварительно переварен" почвенными микроорганизмами, то есть не будет разложен (минерализован) ими до неорганических соединений.
Так была создана основа нашей современной агрохимии, и направление ее дальнейшего развития было указано в заявлении Либиха: "сейчас, когда выяснены условия, необходимые для того, чтобы почва была плодородной и способной поддерживать жизнь растений, вероятно никто не захочет отрицать, что дальнейшего прогресса в сельском хозяйстве можно ожидать только от химии".
В своей исследовательской деятельности Либих мог опираться на результаты работ многих других ученых и в том числе на работы Жана Баптиста Буссенго (1802-1887 гг.), возродившего "водные культуры" Вудворда в видоизмененной форме "песчаных культур". Этот французский ученый ставил в своем мнении в Эльзасе опыты и доказал, что полноценные растения можно выращивать в почве, совершенно лишенной гумуса. Вигманн (1771-1853 гг.) и Польсторф, участвуя в конкурсе Геттингенской академии наук, указывали в своей работе под названием "О неорганических составных частях растений", что некоторые неорганические вещества незаменимы для развития растений. На то же весьма ясно указывал еще и Шпренгель (1788-1859 гг.) в своей книге "Учение об удобрениях".
Мы видим, таким образом, что только в начале XIX века, прежде всего благодаря трудам Либиха, удалось устранить ошибочные представления о питании растений.
После того как в общих чертах были выяснены фактические процессы питания растений, быстро последовали дальнейшие открытия. История этих открытий одновременно является историй выращивания растений без почвы. Многие известные исследователи и ученые стремились в последние 100 лет обосновать дальнейшие детали питания растений и главным образом ответить на вопрос о том, какие неорганические соединения необходимы для питания растений. Эта работа продолжается еще и сейчас, и многие связанные с питанием растений проблемы ждут своего разрешения.
Год 1860-й был фактически годом рождения "растениеводства без естественной почвы". В этом году Вильгельм Кноп (1817-1901 гг.), профессор агрохимии и руководитель сельскохозяйственной опытной станции Лейпциг-Меккерн, вместе с Юлиусом Заксом (183201897 гг.), профессором ботаники Боннского университета, впервые приготовили растворы солей, пользуясь которыми, можно было выращивать зеленые растения без почвы. Первые успехи послужили стимулом к дальнейшему совершенствованию подобных опытных установок (рис.1).
Рис.1. Вегетационный сосуд Закса:
1 - растение кукурузы;
2 - пробка;
3 - питательный раствор.
С этого времени "сосуды для водных культур", или "вегетационные сосуды", стали неотъемлемым атрибутом сельскохозяйственных научно-исследовательских лабораторий.
Вначале полагали, что выращивание растений без почвы явится всего лишь методом научных исследований и опытов. Такое мнение кажется на странным сейчас, когда мы достоверно знаем, что все необходимые предпосылки для использования беспочвенных культур в промышленном или любительском растениеводстве имелись уже в самом начале столетия.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31