Динамические» свойства растительной жизни
Питание растений происходит посредством восприятия солей (в среднем от двух до пяти процентов общей массы), воды (до 90 и более процентов) и углекислоты или кислорода из воздуха (вместе с водой они дают основную массу растительного. тела). Таким образом, главное питание растения получают из воздуха, который мы не можем ни удобрить, ни повлиять на него каким-нибудь другим способом. Опыты, которые проводились в теплицах с целью, например, поднять содержание углекислоты в воздухе, весьма интересны; но вообще на подвод питательных веществ из воздуха человек имеет мало влияния. В определенных пределах можно увеличить потребление углекислоты благодаря повышению так называемой почвенной углекислоты. Это — как показали многочисленные исследования — наиболее благоприятно для растительной жизни. Она производится маленькими живыми существами в почве и связана тем самым с обилием в почве гумуса и почвенной жизни. Здесь и есть точка, в которой можно подводить растению питание «из воздуха» для определенных питательных веществ.
Соли, вносимые в растворимой форме, могут усваиваться прямо через корни. Поэтому в интересах фермера достигнуть этого состояния. Это достигается тем легче, чем больше воды содержится в почве. Но также и в сухих областях следует позаботиться о содержании воды. Как мы уже не раз говорили, гумус, комковатость являются важнейшими факторами. Они помогают выветриванию и раскрытию минералов в почве. Последнее делают также сами корни растений, частью механически, частью посредством выделений (сравните наши представления относительно почвораскрывающей силы различных растений, гл. VI). Эти свойства необходимо использовать в рациональном сельском хозяйстве. Всякое мероприятие, оживляющее-почву, создающее гумус, раскрывающее ее, называем мы «биологическим». Путь к этому описан в этой книге.
Так, мы слышим о главных питательных веществах, калии, азоте, фосфорной кислоте, кальции. Согласно закону питательных веществ, изъятые с урожаем питательные вещества должны быть снова подведены к почве в виде удобрений. Этот сам по себе логичный, верный и установленный лабораторными исследованиями закон в природе претерпевает различные вариации. А именно, мы не знаем точно, какие вещества и в какой форме изъяты из почвы и какие снова к ней подведены благодаря выветриванию почвы, осаждению пыли и воды. Также мы не знаем точно, в какой мере определенные способы обработки почвы удаляют такие вещества или нарушают круговорот. Обратите внимание на ритмические колебания растворимости соединений фосфорной кислоты. Есть ряд жизненных процессов, ход которых трудно контролируется, но которые так же важны для питания растений, как чисто количественная «замена». Они представляют собой постоянное равновесие или приспособление. которые надо учитывать. Например, вопрос азота. Очевидно, азот, производимый бактериями, и азот минеральных удобрений находятся в антагонизме между собой. Бобовые, искусственно «удобренные» азотом, не развивают бактерий. Клевер исчезает на лугах, удобренных сульфатом аммония. Подобным же образом действует свежая навозная жижа (свободный аммиак).
Опыт, поставленный в Голландии (De Boerdery, 24.7.35), дал следующий результат. На поле 6х10 делянок, десять из них до первого покоса не удобрялись азотом, десять удобрялись чилийской селитрой, десять кальциевой селитрой, затем аммиачной селитрой, кальциево-аммиачной селитрой или сернокислым аммонием. На гектар вносилось 45 кг чистого азота. Ежегодно в самое благоприятное время проводился покос, во второй половине года производился выпас скота. Характерно, что рост клевера на неудобренном участке был сильнее всего. Анализ корма показал:
белок % известь
делянки без удобрения азотом 12,9 1,33
с чилийской селитрой 8,9 0,75
с кальциевой селитрой 8,5
с аммиачной селитрой 8,7
с кальциево-аммиачной селитрой 8,7
с сернокислым аммонием 9,2
Сена на неудобренном участке было количественно меньше. Тем не менее вследствие повышенного содержания белка урожай белка был больше. Интенсивное удобрение азотом подавляло развитее ялежера, также поздний покос я нерегулярный выпас. Интересами было развитие сорняков на лугах и пастбищах:
количество внесенного азота 0 60 90 120 150
урожай клевера 7 4 4 3 2
урожай лютиковых в клеверере 1,5 1,5 3 4 5
Это означает, что «без» удобрения азотом клевера собирается в 3,5 раза больше, чем при удобрении 75 кг чистого азота. (Ср. это с данными проф. Боаза, Мюнхен, о понижении белкового содержания при сильных минеральных добавках.)
На этом примере отчетливо видно, что дело не только в количественных отношениях, но в общих жизненных условиях.
Сюда же можно добавить еще важные наблюдения. Минеральные вещества в почве находятся в равновесии. Если, например, сильно перевешивает какое-нибудь растворимое вещество, то другие вещества оказываются вытесненными и выпадают в осадок. Известно, что сильное удобрение калием вытесняет из почвы магний. При исследованиях обнаружились сильные заболевания ржи и овса на кислых почвах, обусловленные, согласно данным профессора Шмитта, недостатком магния, что при сильнокислой реакции почвы магний слишком сильно выделяется почвой, так что становится недоступным растениям. Магний также препятствует в кислых почвах залеганию фосфорной кислоты в виде труднорастворимых фосфатов железа и алюминия (Проф. К. Scharrer, Высшая техническая школа, Мюнхен «Mitteilungen fur die Landwirtschafb, 1937 № 2). Он указывает на то, что магниевый вопрос, деятельность которого является решающей для образования хлорофилла, построения белка и утилизации фосфорной кислоты в растении, потому является таким трудным, что здесь совместно действует множество различных факторов: состояние почвы, содержание магния в почве, реакция почвы, другие соли, гумус, кальциевое состояние и влияние растений.
Абсолютное содержание в почве магния играет незначительную роль в вопросе, есть ли потребность в магниевом удобрении. Гораздо важнее знание степени насыщенности магнием почвы, которая при кислых почвах может быть очень незначительной, так что «подводимый к почве магний настолько связан, что не может развернуть никакого действия». «При высокой степени воздействия магния достаточно относительно небольшого его количества, чтобы развить интенсивное действие» (Scharrer). Мы говорим: вообще дело не в абсолютном количестве, но в состоянии. Здесь отношения подобны случаю с лошадью, которая, будучи привязана рядом с источником воды, испытывает жажду, поскольку слишком короток недоуздок.
Залегание фосфатов в щелочных почвах — это такое же явление. В почве могут находиться их большие количества. Нокорни растений ничего не потребляют. Такие же отношения могут установиться с калием, особенно в южных сухих областях. Растения не проявляют калийной недостаточности, хотя почвенный анализ указывает на недостаток калия. Со времени выхода первого издания этой книги появилось множество научных публикаций, из которых следует, что простое уравнение удобрений, показывающее, что если изъять из почвы такое-то количество питательных веществ, то оно должно быть заменено равными количествами тех же веществ, не справедливо. Мы уже говорили, что минеральные удобрения работают неэкономично, поскольку только небольшой их процент усваивается растениями. На западе Америки почти не бывает недостаточности кальция, на восточном побережье очень часто. На Востоке наблюдается кальциевая недостаточность, на Западе в почве нет, но в растенях встречается. Избыточный кальций связывает магний, в то же время известковые повреждения излечиваются магнием. Когда хотят известковать, нужно, по крайней мере, использовать известь, содержащую магний, то есть доломитную известь, чтобы создать равновесие.
Очень трудно, почти невозможно анализом почвы объяснить, почему растения испытывают недостаток магния — вещества присутствуют в почве, однако, по физиологически-динамическим причинам, растения их не усваивают — в последние годы-важным нововведением представляется анализ листьев. Дляпрактиков большое значение имеет суждение по цвету листьев. Мы приведем небольшой список феноменов, заимствованный из специальной литературы. Под «цветом» имеется в виду такой, который появляется несвоевременно, в неподходящем месте, например, в период роста, а не осенью. Осенняя окраска листвы появляется потому, что исчезает хлорофилл и сахаристые вещества (сахариды) из листьев переходят в ствол и корень, где сохраняются в продолжение всей зимы. Особенно известно это явление у североамериканского клена, там оно находит индустриальное применение. К последующему все этонеотносится. Анормальные явления изменения цвета объясняются явлениями недостаточности.
Желтая окраска.
Начинается на кончиках листьев уже ранней весной или ранним летом у кукурузы и злаковых, причем лист вначале был зеленым, потом лимонно-желтым, затем становится оранжевым, желтая окраска распространяется вдоль центральной прожилки: недостаточность азота. В экстремальном случае листья высыхают. начиная с кончиков, как результат этого наблюдается явление, называемое огнем. Попутно можно заметить, что обмен минерального азота идет через нитраты к аминокислотам и белку, начиная от основания стебля наружу, и протекает в суточном ритме с максимумом в 11—15 часов, затем убывает. Недостаток азота в томатах распознается по интенсивной желтой и золотисто-желтой окраске, лиственные пазухи становятся пурпурно-красными. Стебель становится твердым и волокнистым, корни запружены. В экстремальном случае все растение становится коричневым, цветочные почки желтеют и опадают. У картофеля наблюдаются подобные же явления; застой в росте. И все же избыток азота опасней, поскольку он дает буйный рост листьев, но мало плодов, или очень водянистые, полые плоды (томаты), у картофеля образуется мало клубней, которые плохо держатся. Недостаток азота у огурцов проявляется в сокращении усиков. Кончики листьев у огурцов становятся бледно-желтыми до коричневого и острыми, вместо того, чтобы скругляться. Общая окраска светлая. У соевых бобов недостаток азота вызывает хлороз (побледнение), распространяющийся от основания по всему растению. Следствием этого является медленный рост, мало ветвлений и маленькие растения.
Пурпурно-красный:
Эту окраску могут вызвать холодная весна и мороз, но в этих случаях она является преходящей. Некоторые виды кукурузы имеют эту окраску как нормальную, а также бук, краснокочанная капуста, красная свекла, которые вместо хлорофилла вырабатывают красный пигмент (Anthocyan). Помимо этого, пурпурная окраска означает недостаточность фосфора. Растения образуют избыток сахарных соединений. Недостаток фосфора действует также в образовании пыльцы, у кукурузы это видно в шаровидности початков. Фосфор играет роль биокатализатора для азота. Тогда растения могут проявлять недостаточность азота, хотя клеточные ткани могут быть перенасыщены азотом. Недостаточность фосфора в соевых бобах проявляется не в пурпурной окраске бобовых, но в голубовато-зеленом цвете, а также в застое роста.