Итак, к завещанному Буссенго доверительному «разговору с цветком» — разговору, который, по мысли великого француза и его русских единомышленников, должен был происходить на весьма квалифицированном химическом языке, и готовился Прянишников. В данном случае он отнюдь не собирался провозглашать какие-либо методические откровения. Система опытов, которую он задумал произвести на станции Гардениных, уже давно стала достоянием нескольких лучших физиологических и агробиологических лабораторий мира. Ее подробное описание читатель найдет в замечательных лекциях по физиологии растений Климента Аркадьевича Тимирязева, к которым мы очень настойчиво советуем ему обратиться. Тимирязева нужно читать в подлиннике! Здесь мы воспроизведем лишь бледную схему его красочных объяснений.
Аналитическая химия — могучий химический анализ, пользуясь самыми разнообразными способами исследований тканей растения, — может уверенно сообщить, какие вещества в нем присутствуют.
Но это еще совсем не значит, что все эти вещества необходимы для растения. Некоторые из них могли обнаружиться в его тканях потому, что они находились в питающем растение почвенном растворе. Лучшим примером тому могла служить кремниевая кислота, или кремнезем. Либих, как увлеченный аналитик, обнаружив кремнезем в растениях, уже готов был зачислить его в число необходимых для жизни растений веществ. Он решил, что этот материал идет на упрочение стебля. Биологи, вооруженные тем же аналитическим методом, который подарила им химия, с легкостью отвергли предположения Либиха. Они доказали, что многие растения охотнее накапливают кремнезем не в стебле, а в листьях; это утяжеляет «конструкцию» растения и, наоборот, делает ее неустойчивой.
Другой пример таков: в состав самой плодородной почвы, например чернозема, входят органические вещества — перегной; они же входят в состав важнейшего из удобрений — навоза; растение также состоит из органических веществ. Не ясно ли, что для своего питания оно нуждается в органических веществах почвы? Этот вывод и был сделан в свое время так называемой гумусовой теорией питания растений, которую поддерживали такие авторитеты, как знаменитый шведский химик Берцелиус и английский Дэви. Вывод, также оказавшийся неверным и разоблаченный самим растением.
А вот еще один пример. Химический анализ показывает, что растения из группы бобовых — горох, бобы, клевер и другие — содержат значительно больше азота, чем хлебные злаки. Казалось бы, им необходимо в изобилии доставлять его из почвы. Но прямые опыты доказывают, что удобрять почву под бобовые растения азотом — значит напрасно выбрасывать деньги.
А что же действительно необходимо растению?
На это опять-таки может ответить только оно само.
Бесчисленные исследования приводили к заключению, что непосредственно для питания растениям служит только незначительная часть почвы. Все остальное — ее минеральный и органический остов — прямо в питании не участвует. Следовательно, роль этого остова могут играть какие-нибудь простые и совершенно бесплодные вещества, например прокаленный или обработанный для верности кислотой песок, или, наконец, вода — перегонная или дождевая, — во всяком случае, настолько чистая, чтобы можно было быть уверенным, что растение не найдет в ней других питательных веществ, кроме тех, которые мы ему умышленно доставили.
В 1896 году на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде Тимирязев провел серию публичных опытов с подобными водными культурами. Один юный почвовед был поражен, увидев отлично растущие растения, корни которых целиком погружены в воду. Он нашел в этом противоречие с одним из важных положений почвоведения, по которому в почве с избыточным содержанием воды могут расти только болотные растения. «Очевидно, недостаточно знать, что избыток воды в почве вреден, — заметил по этому поводу Тимирязев, — нужно еще понимать, почему именно. А этому учит физиология растения, а не почвоведение».
А в самом деле — почему? Почему корневая система обычных культурных растений может отлично развиваться в воде и гибнет в переувлажненной почве? Да потому, что для корней губительна не вода, а недостаток воздуха, вытесняемого ею из почвы. При выращивании культуры в стеклянных сосудах воду непрерывно, так же как это делается в аквариумах, продувают воздухом, насыщают кислородом, и растение чувствует себя отлично.
Проращиваемое семя закрепляется при помощи ваты и пробки в горлышке сосуда так, чтобы корешки его были погружены в воду. Вот и все простейшие приемы подготовки к опытам.
В чем же сущность самого опыта?
В то время уже было известно, что необходимы растению следующие элементы: азот, фосфор, сера, калий, магний, кальций, железо. Из них первые три образуют кислоты, последние четыре — основания. И те и другие вместе — соли. Число этих солей и их относительное количество в различных экспериментах берется различное. Какие же брать соли? Какое их количество дает наилучшие результаты?
Вот это и есть тот главный вопрос, на который растение должно дать ответ.
Естествоиспытатель, пользующийся методом водных культур, делает всегда по меньшей мере два параллельных опыта, отличающихся между собой отсутствием одного — только одного! — вещества, то есть в одном случае растение получает всю питательную смесь, которая ему необходима; в другом — ту же самую смесь, но без одного какого-нибудь вещества. Если отсутствие этого вещества отразится на развитии растения, оно получается ненормальным, хилым, то очевидно, что это вещество принадлежит к числу обязательных, а не случайных составных начал растения.
Затем экспериментатор вносит это вещество в различных количествах, пока не достигает предела, за которым дальнейшее увеличение не будет оказывать большого действия или может оказаться даже вредным, то есть понизит урожай. Если такой опыт провести тщательно, то есть соблюсти равенство всех прочих условий, то увеличение урожая возрастает с добавлением новых порций питательного вещества.
В сущности, это и есть «закон минимума», впервые в несколько иной форме высказанный Либихом и состоящий в том, что развитие растения, а следовательно, и урожай находятся в прямой зависимости от того вещества или какого-либо иного условия, испытываемого в эксперименте, которое присутствует в недостаточном количестве.
Действие этого закона образно можно представить себе, если нарисовать кадку с клепками разной длины. Каждая клепка символизирует какое-то определенное условие, необходимое для жизни растения. Если мы будем наливать в эту кадку воду, то мы не сможем ее наполнить выше уровня, до которого обрезана самая короткая клепка. Все остальные могут быть как угодно высоки, но вода будет переливаться через край самой короткой.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
