А. Определение необходимых составных частей пищи и участия корней и листьев в принятии сырой пищи

Участие корней в принятии сырой нищи

У большинства растений (за исключением растений с водными или воздушными корнями) корни ветвятся в почве и вбирают из нее необходимую для растений пищу. Исследования питания корнями при обыкновенных условиях произрастания растений представляет почти непреодолимые трудности. Затруднения обусловливаются не только чрезвычайным разнообразием и сложностью состава почвы, но еще и тем, что физические свойства ее являются почти столь же влиятельными на развитие растений, как и состав почвы. Если ограничить даже расследовапие питания корней одной какой-нибудь из плодородных почв, то и это не уменьшило бы значительно трудности задачи. В состав плодородной почвы входят, кроме минеральных соединений, значительные количества разлагающихся остатков животного и растительного происхождения; последние, разлагаясь, вызывают изменения в составе сопровождающих их минеральных соединений; подобная почва представляет, следовательно, среду постояпно изменяющуюся п действует на корни различно, соответственно химическим процессам, которым опа подвергается.

При этих условиях остается возможным один только путь расследования питапия растения: анализ растения в различные периоды развития; увеличение в весе сухого вещества и его составных частей укажет при этом на прибыль органического вещества, а также и несгораемых составных частей пищи, которые вошли в растение в промежуток времени между анализами. Подобных работ произведено несколько: пад овсом имеются работы Арендтаг, Бретшнейдера^[1][2][3] и Фитбогена над пшеницей —.

Изидора Пиерра^[4][5], над клевером — Ульбрихта ®, над Vicia narbonensis и Vicia Faba — Пота^[6][7], над свекловицей — Бретшнейдера над подсолнечником — Людоговского^[8]. Все они имеют один общий недостаток: приводимые цифры анализов относятся (за исключением работы Фитбогена над овсом) только к надземным частям растений; корни же совершенно выключены вследствие трудности отделить их от земли без значительного повреждения. Кроме того, данные, сообщенные различными исследователями, даже относительно одного и того же растения настолько различны, что на основании их невозможно сделать определенного вывода. Более всего согласные результаты получились касательно прибыли сухого вещества в различные периоды развития: максимум ассимиляции у всех растений оказался около времени цветения; у овса, свекловицы, клевера, подсолнечника количество сухого вещества возрастало до окончательного созревания растений, между тем как у пшеницы и рапса максимум сухого вещества был найден за 15—20 дпей до созревания; в последние дни оказалась даже значительная убыль в его весе. Этими данными определяются также и изменения в количестве органических (сгораемых) соединений, так как они составляют, как мы видели, главную массу сухого вещества.

Относительно минеральных составных частей растений выяснилось только, что они принимаются растением почти сполна до конца цветения. Более специальные указания настолько различны, что не позволяют вывести определенного заключения; таковы, например, данные о принятии растением магнезии, фосфорной кислоты и кремнекислоты. Максимум принятия магнезии овсом совпадал у Арендта с началом созревания семян, между тем как Бретшнейдер и Фитбоген наблюдали его в первом периоде развития овса; в последний период, обнимавший время от конца цветения до окончательного созревапия семян, по Бретшнейдеру, овес усвоил лишь 7>" всего количества магнезии; по Фитбогену же, вся магнезия оказалась принятой растением сполна до начала этого периода. Столь же различны указания о принятии овсом кислот, фосфорной и кремневой: по Фитбогену, максимум их усвоения падает на первый период развития овса до выколосовапия, по Арендту, совпадает со временем цветения, по Бретшнейдеру — с периодом созревания семян.

Кроме того, в каждой работе встречаются цифры, несомненпо свидетельствующие о нарушении правильного хода ассимиляции под влиянием внешних условий. Всякому известно, насколько засуха или излишняя влажность почвы, слишком низкая или высокая температура и недостаток или избыток света влияют на растительность; если принять в соображение бесконечное разнообразие совокупности условий произрастания на поле, то становится понятным, почему вышеприведенные работы непригодны для определения нормального хода ассимиляции, хотя и могут дать ценные указания в каждом частном случае. Путем анализа золы растений невозможно получить указаний на необходимые составные части пищи даже при нормальном развитии выращиваемого растения п при благоприятных внешних условиях; несомненные факты убеждают в том, что одним составом золы нельзя руководствоваться при определении значения в питании растепий составных ее частей. Наглядный пример этому представляет кремнекислота: она изобилует постоянно в золе злаков и содержание ее в золе их нередко доходит до 70%, между тем Ннопу и другим исследователям удалось выращивать весьма успешно овес и маис в растворе солей без кремнекислоты. С другой стороны, железо, находимое в золе лишь в минимальных количествах, оказалось необходимым для нормального развития растений; присутствием его обусловливается, как увидим ниже, зеленая окраска растений, т. е. образование хлорофилла. При недостатке железа растения образуют желтоватые побеги и остаются недоразвитыми.

В настоящее время поэтому при исследовании питания прибегают к искусственной культуре растений в условиях по возможности определенных: выращивают растение из семени в почве известного состава и, кроме того, наблюдают, чтобы и остальные внешние деятели — теплота, свет, состав атмосферы — влияли в продолжение опыта равномерно или же варьировали в известном только направлении, согласно желанию экспериментатора. Кроме растения, подвергают анализу и почву. Этим путем удалось уже выяснить некоторые стороны питания.

Первые попытки культуры растепий в искусственной почве были произведены Дюгамелем10; он заставлял прорастать семена в губке, смоченной водой, а затем выращивал проросшие растения, погружая их корнями в воду. Ему удалось получить из семени боба растение со стеблем в 3 фута высотой; стебли были покрыты отлично развитыми листьями и цветами; некоторые цветы принесли даже маленькие плоды. Дикие каштаны тоже разрастались быстро в воде и в первые три года не отставали в развитии от посаженных в обыкновенную почву; миндальное дерево продолжало расти в воде четыре года, дуб — восемь лет; по уверению Дюгамеля, оба последние деревца погибли лишь случайно. Не отрицая, что прирост их с каждым годом становился меньше, Дюгамель считал вышеприведенные опыты вполне доказывающими возможность нормального питания растений одной водой и заключил из них, что растения в состоянии выработать из воды значительное количество твердого вещества, между прочим, и минеральные соединения.

В настоящее время мы знаем, что разрастание растений в опытах Дюгамеля было обусловлено содержанием неорганических солей в воде, в которой находились корни растений, так как для опытов употреблялась безразлично дождевая, колодезная или речная вода; мы знаем также, что при устранении минеральных соединений из почвы, при замене колодезной или речной воды дистиллированной получается совершенно другой результат. Воззрения, сходные с высказанным Дюгамелем, господ;

^ia Duhamel. Physique d. arbres. 1 partie. Paris, 1758.

ствовали в науке до начала сороковых годов, несмотря даже на капитальные труды Соссюра, который в самом начале настоящего столетия утверждал, что минеральные составные части растений заимствуются paj стением из почвы и необходимы для его питания. Результаты Соссюра оставались почти сорок лет мертвой буквой, так что даже в 1838 г. была предложена в Реттингене анонимным любителем ботаники задача: исследовать, составляют ли неорганические соединения необходимые составные части растений? Нуждаются ли в них растения для своего развития и доставляются ли минеральные составные части растению извне? В работе, представленной Вигманом и Польстдорфом «и удостоенной премии, предложенные вопросы были решены в смысле, согласно с воззрениями Соссюра. Они выращивали семена в платиновом тигле, на мелко изрезанной тонкой платиновой проволоке и поливали их дистиллированной водой. Сравнительные определения количества золы семян Vicia sativa, Hordeum vulgare, Avena sativa, Polygonum Fagopyrum и золы выращенных из них растений показали, что при полном устранении из почвы минеральных соединений вес золы проросших растений совпадал с весом волы семяп, взятых для опыта.

Только со времени появления работы Вигмана и Польстдорфа учение Соссюра о роли минеральных соединений в питании растений сделалось общепринятым; упрочению этого взгляда весьма много содействовал Либиххг. В последнее время удалось, наконец, посредством культуры растений в искусственных почвах поставить вне всякого сомнения необходимость минеральных веществ в питании растений.

Растение выращивается в искусственной почве из семени. Почвами для культуры растений служат предварительно прокалепный и промытый песок, пемза, бисер, уголь или же дистиллированная вода, к которым примешивают смесь питательных веществ совершенно определенного состава. Из сравнения веса сухого вещества семени и выросшего растения заключают о количестве усвоенпого растением твердого вещества.

• [1] Arendt. Die Haferpflanze, 1859.
• [2] Bretschneider. Journ. f. pract. Chcm. 76; 193 (1859).
• [3] * Fittbogen. Land. Vers. 6; 474 (1864).
• [4] Isidore Pierre. Rech. cxperimcntales s. 1. developpement. du ble etc. 1866.
• [5] e Ulbricht. Land. Vers. 3; 241 (1861) и 4; 1 (1862).
• [6] Pott. Land. Vers. 25; 57 (1880).
• [7] Brelschneider. Mittheil. d. landwirthsch. Centralvereins f. Schlesien, H. 11; 94 (1860).
• [8] Людоговский. Подсолнечник. 1869.