30 января 2009
Как мы уже убедились, вода и органические вещества составляют 99 процентов от веса растения. Значит, на долю солей приходится всего 1 процент. А не могут ли
растения обойтись совсем без солей?
Попробуем насыпать в цветочные горшки белого речного песка, как следует отмытого от ила, и посеять в них семена мака, пшеницы и фасоли. Поставим горшки на свет и будем каждый день поливать появившиеся всходы.
Воздуха и воды растениям достаточно. Но проростки мака погибнут, едва появившись. Всходы пшеницы и фасоли в первые дни выглядят хорошо: они зеленые, свежие и растут прямо на глазах. Но пройдет 5—6 дней, и листья пшеницы начнут желтеть, кончики их засохнут и побуреют, а еще через несколько дней проростки погибнут.
Всходы фасоли будут жить дольше, но недели через две погибнут и они. Значит, минеральные соли, как ни мало их содержится в растении, все-таки необходимы для его жизни.
В семенах есть небольшой запас солей, и, чем крупнее семя, тем больше солей оно содержит, тем дольше росток может жить на этом запасе. Семена мака величиной с булавочную головку, и запасом солей они обеспечивают всходы только день-два. В крупных же семенах фасоли солей хватает на 2—3 недели. Но кончится этот запас, и молодые растения погибнут, если появившийся корешок не встретит на своем пути питательных солей.
25 января 2009
Но управлять минеральным питанием растений в почве намного труднее, чем в чистом питательном растворе,— ведь в вегетационном сосуде все соли легко доступны растению, и потери их исключены. В почве же часть
удобрений (иногда довольно большая) вымывается водой вглубь, в так называемую подстилающую породу, и уносится грунтовыми водами. Другая часть удобрений
связывается почвой физически (адсорбируется на поверхности почвенных комочков) или химически (превращаясь в труднорастворимые соединения) и становится менее доступной растениям. Кроме того, на пути к корню питательные соли перехватывают огромные армии почвенных микроорганизмов и превращают их в органические вещества своих клеток. Эта часть солей полностью выбывает из «питательного фонда» растений до тех
пор, пока микробная клетка не погибнет и ее органическое вещество не минерализуется снова.
Поэтому, внося минеральные удобрения в почву, мы
никогда не можем сказать наверняка, какая часть их поступит в распоряжение растений. Это зависит и от количества осадков, и от активности микроорганизмов, и от
поглотительной способности почвы, и от многих других
причин.
А что, если заменить почву чистым питательным раствором в производственных условиях? Почему бы не
попробовать выращивать растения в водной культуре не только для научных, но и для производственных целей?
Не несколько десятков растений в лаборатории, а тысячи
и десятки тысяч в большой теплице!
Эта смелая мысль пришла американскому ученому, профессору Калифорнийского университета Герике.
На опытной станции Монтебелло выделили огромную
теплицу. Грунт под ее стеклянной крышей тщательно утрамбовали и вместо удаленной бульдозером почвы
установили 116 рядов водонепроницаемых деревянных ящиков — резервуаров с питательным раствором. Высокие и узкие, они по форме напоминали поставленные боком школьные пеналы. Над резервуарами укрепили
неглубокие подносы из проволочной сетки. Их нужно
было наполнить каким-нибудь рыхлым материалом,
чтобы в нем укрепить рассаду помидоров. В это время на опытной станции шел обмолот риса и в распоряжении Герике оказалось много рисовой мякины. Ею-то он и наполнил проволочные подносы.
Первые дни слой мякины с высаженной в нее рассадой помидоров увлажняли водой. Вскоре корни проросли в теплую воду, насыщенную питательными солями. Растения развивались стремительно/и для каждого из них пришлось натянуть проволочную опору. Корни помидоров энергично поглощали питательные соли. Поэтому раз в 1—2 недели раствор заменяли свежим. Уже через 60 дней необычная теплица дала первый урожай зрелых плодов.
Результаты опыта превзошли самые смелые ожидания. В пересчете на гектар получили до 500 тонн зрелых плодов — в 5 раз больше обычных урожаев в грунтовых теплицах и рекордных урожаев в поле!
Такие же опыты провели и с другими культурами:
с табаком и картофелем. Результаты были отличные.
4 января 2009
Вы все, конечно, читали в детстве книжку о путешествиях Гулливера. И если вы читали ее внимательно, то, наверно/заметили, что ее автор, английский писатель
и философ Джонатан Свифт, вложил в нее много серьезных мыслей о судьбах человеческого общества. Например,
в одной из своих бесед не по росту мудрый король лилипутов говорит Гулливеру:
— Тот, кто сумел бы вырастить два колоса там, где раньше рос один, две былинки травы, где росла одна, заслужил бы благодарность всего человечества.
Теперь мы знаем, что урожай на любом поле можно
не только удвоить, но и утроить. Эту возможность дает нам современная химия. Но во времена Свифта, в XVIII веке, люди еще не умели вмешиваться в жизнь природы.
Что нужно для того, чтобы растение дало ранний и высокий урожай? Конечно, создать наилучшие (или, как говорят, оптимальные) условия для его роста и развития. Главные из них: свет и содержание углекислого газа в воздухе, вода, кислород и питательные соли в почве. Оптимальную освещенность создать нетрудно. Хотя еще не изобретен реостат, которым можно было бы регулировать яркость солнца, но это и не нужно. Достаточно высеять семена на таком расстоянии, чтобы ни один луч света не пропал даром и при этом растения не слишком затеняли друг друга. Об углекислом газе можно не заботиться: в атмосфере всегда содержится около 0,03 процента СОг, как раз столько, сколько нужно для фотосинтеза. Правда, растения непрерывно поглощают его, но эта убыль автоматически пополняется за счет дыхания почвенных микроорганизмов. Ведь этих ничтожно малых существ на 1 гектаре содержатся тысячи килограммов! Кроме того, приземный слой воздуха удобряется углекислотой при внесении в почву навоза.
Значительно труднее создать оптимальные условия
для корневой системы. Почву рыхлят, чтобы обогатить ее
воздухом, проводят снегозадержание, а иногда и орошение полей для снабжения растений влагой.
Все эти приемы известны давно. Они, конечно, повышают урожай, но вырастить два и три колоса там, где раньше рос один, удвоить и утроить урожай с их помощью нельзя.
Представьте себе плотину, состоящую из бетонных
щитов. Уровень воды в водохранилище — это урожай. Бетонные щиты — факторы внешней среды. Уровень