Чем питается растение? Этот вопрос был, естественно, одним из первых, с которым столкнулись фитофизиологы. Поэтому определение современного состояния корневого питания требует освещения его исторического становления. При этом интерес представляет не последовательность дат и фактов, а изменение идей, появлявшихся при анализе малозаметных фактов и открытий.
Источники зарождения науки о корневое питание растений прослеживаются в многовековом опыте выращивания сельскохозяйственных культур, практической деятельности людей.
В середине XVI в. Б. Палиси (1510-1590) установил, что в золе сожженной соломы содержатся соли, растения берут из почвы. Он утверждал, что зола служит удобрением, так как почвы возвращаются те вещества, которые были у нее взяты.
Голландский ученый Я. ван Гельмонт (1579-1644) впервые высказал мнение, что в растении происходит переработка веществ, воспринимаемых, что растения питаются за счет корней.
В конце XVIII - начале XIX вв. в питании растений доминировала так называемая гумусовая теория А. Тэера (1752-1828). Автор, правильно оценивая положительное значение органического вещества почвы, отрицал значение минеральных элементов для растений.
В середине XIX в. немецкий химик Ю. Либих (1803-1873) впервые сформулировал минеральную теорию питания растений. Этому способствовала разработка методов аналитической химии, открыли широкие возможности познания сущности строения вещества. С именем Либиха связано начало теоретических и практических исследований по минеральному питанию. Ученый решил проблемы земледелия чисто химическим путем. Сделав сотни анализов органической и зольной части различных растений, он определил, что в растениях содержатся 10 основных элементов: углерод, кислород, водород, сера, железо, кальций, магний, азот, калий и фосфор. Первые три элемента поступают из воздуха и воды; они составляют основную массу растения. Другие составные части (минеральные) дает земля.
Ю. Либих настаивал на том, что хозяйства традиционными методами непрестанно и неумолимо истощает почву. Изменением растений на полях можно только замедлить истощение, но не предотвратить его.
Ученый считал необходимым возвращение в почву минеральных веществ, видя в этом основной закон агрохимии. Он думал, что в грунт должны быть в первую очередь обращены те вещества, запасы которых наиболее истощены. По мнению Либиха, наибольшее внимание уделялось фосфорным удобрениям, потребляемых растением для образования семян. Предложение Либиха о применении фосфорных удобрений в виде молотых костей скота, особенно под зерновые культуры, явилось толчком к развитию суперфосфатный промышленности на базе ископаемых фосфатов.
Ю. Либих убедительно доказал несостоятельность основных положений гумусовой теории. Он сформулировал представление о том, что органическое вещество, которое дает начало гумуса, возникает из усвояемых растением минеральных веществ почвы. Большая заслуга Либиха заключается в том, что он сумел понять законы природы и пытался правильно их применять. Со свойственной ему образностью он писал: "природа говорит с нами на ее собственном языке, она всегда отвечает на вопросы, и эти вопросы - опыты". Книга Либиха "Химия в приложении к земледелию и физиологии растений" (1840) сделала определенный положительное влияние на развитие агрохимии.
Однако Ю. Либих пришел к неправильному выводу о том, что азот поступает в почву с атмосферными осадками в виде аммиака и этого количества азота достаточно для питания растений. Французский агрохимик и физиолог Ж. Буссенго (1802-1887) и немецкий ученый Г. Гельригель (1831-1895) опровергли представление Либиха о азотное питание растений. Используя вегетационные опыты, авторы нашли способность бобовых растений усваивать молекулярный азот атмосферы. В исследованиях с растением подсолнечника было доказано, что весь необходимый азот растение добывает из почвы. Другой ошибкой Либиха было утверждение, что удобрение нужно вводить в почву в нерастворенном или малорастворимого виде. Ему казалось, что в противном случае внесенные соли вымоются первым же дождем. О могуществе удерживающей способности почвы он еще не догадывался, а между тем растения усваивают только растворимые соединения.1
Русский ботаник М. С. Воронин (1838-1903) доказал, что на корнях бобовых из паренхимных тканей образуются клубеньки, в клетках которых находятся клубеньковые бактерии. Он впервые тщательно исследовал срезы клубеньки на корнях люпина и обнаружил в клетках ткани многочисленных бактерий. П. А. Костычев (1845-1895) детально разработал вопрос о взаимодействии между почвой, растениями и другими ее организмами. Исследования Б. А. Келлера (1874-1945) по вопросам экологии солончаковых растений в природе и путей их приспособлений заслуженно считаются классическими. Кроме галофиты, накапливающих соли в своих органах, он установил тип галофиты, выделяющие избыток солей. В. И. Вернадский (1863-1945) разработал основы биогеохимии. Он отмечал большое биогеохимические значение почвы и считал, что почвенные организмы, будучи неотъемлемой составной частью почвы, обусловливающие биохимические процессы, протекающие в ней. В. И. Вернадский также заложил основы учения о редкие и рассеянные элементы, или микроэлементах, в почвах.
Значительный интерес к вопросам питания растений появился лишь после того, как русский ученый С. Н. Виноградский (1856-1953) установил биологическую природу образования в почве нитратов, выделив при этом микроорганизмы-нитрификаторы. Ему принадлежат открытия анаэробной фиксации азота и выяснения роли микроорганизмов почвы в преобразовании гумусовых веществ.
Важными в теоретическом и практическом отношениях для минерального питания растений появились работы основоположника советской школы агрохимии Д Н. Прянишникова (1865-1948). Он установил, что правильное использование минеральных удобрений является мощным фактором регулирования физиологических процессов у растений и формирования урожая. Он всесторонне изучал азотное питание, доказав, что в слабокислом среде нитраты поглощаются более интенсивно, чем аммиачные соли, а последние, наоборот, в нейтральной среде поглощаются более энергично. Исследования д Н. Прянишникова были положены в основу мероприятий по химизации сельского хозяйства.
Основные выводы о значении форм азота в азотном питании растений, полученные Д Н. Прянишникова и его учениками, сводятся к следующему.
1. При одновременной присутствия во внешнем растворе азотной и аммонийной форм последняя поглощается и потребляется быстрее.
2. Внешние и внутренние оптимальные условия для питания растений аммиаком и нитратами разные.
3. При сравнении нитратов и аммония в оптимальных для каждого условиях они физиологически равноценны.
Комментариев нет:
Отправить комментарий