Lib.ru/Классика: Тимирязев Климент Аркадьевич. Физиология растений, как основа рационального земледелия

**Физіологія растеній, какъ основа раціональнаго земледѣлія *).**

Проф. К. Тимирязева.

*) Лекція, читанная въ Историческомъ музеѣ, въ Москвѣ, 15 марта 1897 г.

Лекторъ, берущій на себя отвѣтственную обязанность -- занять, въ теченіе часа или двухъ, вниманіе, хотя бы самой снисходительной аудиторіи -- прежде всего бываетъ озабоченъ выборомъ для своей бесѣды предмета, который представлялъ бы, по возможности, живой, современный интересъ. Этотъ выборъ становится еще болѣе затруднительнымъ, когда приходится ограничиваться тѣсными предѣлами одной спеціальной науки. По несчастію -- съ своей узко-эгоистической точки зрѣнія лектора, я чуть было не сказалъ по счастію -- по несчастію, существуютъ вопросы, которые всегда возбуждаютъ живой интересъ, на которые не существуетъ моды. Таковъ вопросъ о насущномъ хлѣбѣ.

Нѣсколько лѣтъ тому назадъ, съ этого же мѣста, по поводу грознаго народнаго бѣдствія, мнѣ приходилось напоминать о томъ, что однимъ изъ главныхъ предметовъ изученія и заботъ человѣка должно быть растеніе {См. мою лекцію: Борьба растеній съ засухой. Москва 1893 г.}. Теперь та же мысль невольно представляется уму въ еще болѣе настоятельной формѣ. Въ эту минуту, послѣ ряда благодатныхъ въ метеорологическомъ отношеніи годовъ, возникаетъ вопросъ уже не объ остромъ, временномъ, а о хроническомъ недугѣ нашего земледѣлія или, вѣрнѣе, земледѣльца. Изъ-за техническаго вопроса -- значенія низкихъ цѣнъ на хлѣбъ -- выступаетъ цѣлый рядъ болѣе глубокихъ и жгучихъ вопросовъ: Что такое нашъ крестьянинъ-земледѣлецъ, производитель или только потребитель хлѣба? Покупаетъ ли онъ хлѣбъ или не покупаетъ, продаетъ или не продаетъ? И если продаетъ, то отъ избытка ли, а если не продаетъ, то чѣмъ же возмѣщаетъ свой, хотя бы до невозможности, скромный бюджетъ и свою менѣе скромную долю участія въ постоянно растущемъ бюджетѣ страны. И не продаетъ ли онъ, наконецъ, по дешевой цѣнѣ, покупая по дорогой? Вотъ рядъ вопросовъ и недоумѣній съ головокружительной стремительностью пробѣгающихъ въ умѣ. И въ то же время всякій смутно сознаетъ, что долженъ разобраться въ нихъ, такъ какъ они касаются самыхъ коренныхъ основъ общественнаго благосостоянія, общественной нравственности.

Пока была вѣрна поговорка "цѣны Богъ строитъ", т. е. пока скудность или обиліе продукта, или, другими словами, естественные законы производства опредѣляли ему цѣну, натуралистъ еще могъ разобраться въ этомъ вопросѣ. Но когда къ нимъ стала примѣшиваться произвольная дѣятельность человѣка, мудрость государственныхъ людей, въ международныхъ отношеніяхъ, выражающаяся въ томъ, чтобъ какъ-нибудь повредить сосѣду, а во внутренней экономической политикѣ -- въ покровительствѣ одной части населенія, хотя бы къ явному ущербу остальной, натуралисту, изучающему только неизмѣнные законы природы, тутъ дѣлать нечего. По счастью, обѣ спорящія въ настоящую минуту стороны согласны въ одномъ положеніи, въ томъ, -- что урожай лучше недорода.

Какъ только произнесено это слово, натуралистъ начинаетъ, чувствовать почву подъ ногами, такъ какъ его задача къ тому и сводится, чтобы опредѣлить условія урожая, причину недорода и средства борьбы съ этой невзгодой. Такъ, по крайней мѣрѣ, смотрятъ на свою задачу лучшіе представители науки Запада. "Наука безсильна повліять на цѣны", говоритъ Дегеренъ, "она можетъ только научить насъ поднять урожай; этимъ ограничивается ея роль". Ту же мысль развивалъ онъ недавно въ разговорѣ со мной. Подтрунивая надъ запретительными пошлинами, въ которыхъ французскіе аграріи ищутъ спасенія въ борьбѣ съ паденіемъ цѣнъ, онъ справедливо замѣтилъ "трудно человѣку брать на себя роль земного провидѣнія" и закончилъ остроумною шуткой: "ces messieurs prétendent que nous avons trop de pain. ЕѢ bien nous allons manger des dindes".-- ("Если у насъ лишне хлѣба, будемъ ѣсть индѣекъ"). Едва ли состояніе нашего земледѣлія подаетъ поводъ къ такимъ оптимистическимъ шуткамъ {А между тѣмъ у меня на столѣ лежитъ брошюра одного моего коллеги по Société nationale d'agriculture, извѣстнаго практика, получившаго премію за свои высокіе урожаи и серьезно доказывающаго прибыльность откармливанія скота пшеницей.}. Едва ли у насъ низкія цѣны на хлѣбъ будутъ имѣть своимъ послѣдстіемъ появленіе индѣйки на столѣ нашего крестьянина. Возвышеніе урожая и превращеніе его въ наиболѣе цѣнный продуктъ -- вотъ, слѣдовательно, совѣтъ, который подаетъ западная наука своему земледѣльцу. И на первомъ планѣ возвышеніе урожая.

Но что же нужно для обезпеченія урожая? Прежде всего, конечно, знакомство съ потребностями растенія и умѣнье имъ удовлетворить. А затѣмъ уже -- изысканіе наиболѣе выгодныхъ условій разрѣшенія этой задачи, при помощи средствъ, имѣющихся подъ рукою. Наука можетъ снабдить только первыми знаніями, вторая половина задачи всегда была дѣломъ личной находчивости, особаго практическаго чутья. Но какого же рода эти научныя свѣдѣнія, чѣмъ отличается современное раціональное земледѣліе отъ того чисто эмпирическаго искусства, какимъ оно было еще такъ недавно. Чѣмъ отмѣчены научные успѣхи за этотъ послѣдній вѣкъ, отразившіеся на земледѣліи, совершенно измѣнившіе его характеръ, превратившіе его изъ безсвязнаго собранія рецептовъ и слѣпого подражанія успѣшнымъ примѣрамъ въ болѣе или менѣе сознательную разумную дѣятельность? Конечно, возникновеніемъ двухъ отраслей знанія: агрономической химіи и физіологіи растеній. Недаромъ, величайшій изъ теоретическихъ и практическихъ авторитетовъ за истекшій вѣкъ, Буссенго поставилъ въ заголовкѣ собранія своихъ сочиненій эти три слова: Agronomie, Chimie agronomique, Physiologie. Такова въ дѣйствительности ихъ логическая послѣдовательность: агрономія ставитъ вопросы; агрономическая химія даетъ средства для ихъ научнаго разрѣшенія; физіологія растеній, изслѣдуя ихъ на живомъ объектѣ дѣятельности агронома, даетъ окончательный отвѣтъ на запросы практики. Успѣхи агрономической химіи, появленіе новыхъ методовъ расширяютъ область науки, но только провѣрка непосредственно на растеніи сообщаетъ полную достовѣрность ея объясненіямъ и выводамъ. Земледѣліе стало тѣмъ, что оно есть, только благодаря агрономической химіи и физіологіи растеній; это очевидно, а priori и доказывается всей исторіей. И не странно ли, что у насъ, именно съ той поры, какъ стали особенно много говорить о подъемѣ научнаго земледѣлія, эти двѣ его научныя основы исчезли какъ самостоятельные предметы преподаванія въ нашихъ высшихъ земледѣльческихъ школахъ {Одинъ изъ нихъ -- агрономическая химія -- совершенно уничтоженъ, а другой -- физіологія растеній, идетъ какъ-то на буксирѣ бактеріоіогіи, т. е. цѣлое является придаткомъ своей части. По слухамъ, проникшимъ уже въ печать и изъ новаго сельскохозяйственнаго института въ Кіевѣ предполагается изгнать эту основу современнаго научнаго земледѣлія -- агрономическую; какая участь постигнетъ физіологію растеній -- мнѣ точно неизвѣстно.}.

Будущій историкъ развитія у насъ научнаго земледѣлія, конечно, затруднится объяснить себѣ эту непонятную аномалію.

Не подлежитъ сомнѣнію, что растеніе составляетъ центральный предметъ дѣятельности земледѣльца, а отсюда слѣдуетъ, что и всѣ его знанія должны быть пріурочены къ этому предмету. Въ послѣднее время много говорится и пишется о значеніи сельскохозяйственной метеорологіи, бактеріологіи и въ особенности почвовѣдѣнія, но всѣ эти знанія интересуютъ, земледѣльца лишь настолько, насколько они касаются растеній {Само собою понятно, за исключеніемъ патологической бактеріологіи въ примѣненіи въ ветеринаріи и т. д.}. Климатическія условія представляютъ интересъ лишь тогда, когда намъ, рядомъ съ ними, извѣстны требованія, предъявляемыя имъ растеніемъ; безъ этихъ послѣднихъ свѣдѣній, безконечныя вереницы цифръ метеорологическихъ дневниковъ останутся только безплоднымъ балластомъ. Знаніе свойствъ почвы получаетъ смыслъ лишь съ того момента, когда намъ становится понятнымъ ихъ значеніе для растенія и при томъ не эмпирически, а сознательно {Могу привести въ качествѣ иллюстраціи слѣдующій случай. Одинъ юный почвовѣдъ увидавъ на опытной станціи на Нижегородской выставкѣ водныя культуры, былъ пораженъ ихъ противорѣчіемъ съ однимъ изъ положеній почвовѣдѣнія, по которымъ почва съ содержаніемъ воды свыше извѣстнаго максимума считается непригодною для культуры,-- а тутъ выводятъ растенія прямо-таки въ водѣ! Очевидно, недостаточно знать, что избытокъ воды въ почвѣ вреденъ, нужно еще понимать, почему именно, а этому учитъ физіологія растеній, а не почвовѣдѣніе.}. Микроскопическіе организмы почвы играютъ роль въ глазахъ земледѣльца лишь настолько, насколько ихъ дѣятельность причиняетъ пользу или вредъ культурному растенію. Слѣдовательно, культурное растеніе и предъявляемое имъ требованіе -- вотъ коренная научная задача земледѣлія, все остальное важно лишь настолько, насколько имѣетъ отношеніе къ ней; это слѣдуетъ имѣть прежде всего въ виду при оцѣнкѣ значенія той или иной Отрасли естествознанія для земледѣлія.

Гдѣ же и какъ разрѣшается эта задача? Всего естественнѣе отвѣтить: конечно, тамъ, гдѣ протекаетъ жизнь этого растенія, т. е. въ полѣ. Но долголѣтній научный опытъ отвѣчаетъ: нѣтъ, не въ полѣ, а въ особенной, для того приспособленной физіологической лабораторіи, на такъ-называемой опытной станціи физіологическаго типа. Десятки лѣтъ отстаивалъ я у насъ эту мысль; насколько могъ, пытался приводить ее въ исполненіе и потому съ удовольствіемъ могу указать на успѣхи, которые она дѣлаетъ въ послѣднее время. Сошлюсь на свидѣтельство кіевскаго профессора Богданова, подводящаго итоги впечатлѣніямъ, вынесеннымъ имъ изъ прошлогодней поѣздки по германскимъ опытнымъ станціямъ въ статьѣ: "Во что превращаются опытныя поля". "Въ близкомъ будущемъ,-- такъ заканчиваетъ онъ свою статью,-- обширныя опытныя поля при рѣшеніи вопросовъ земледѣльческой культуры уступятъ свое мѣсто опытнымъ станціямъ, широко пользующимся методомъ выращиванія растеній въ сосудахъ" {См. Хозяинъ 1897 г., 12-го января.}. Такія-то опытныя станціи физіологическаго типа были мною устроены въ 1872 году въ Петровской академіи, въ 1890 въ московскомъ университетѣ и, наконецъ, образцовая подобная станція была мною организована, по порученію министерства земледѣлія и государственныхъ имуществъ, на прошлой выставкѣ въ Нижнемъ-Новгородѣ {Еще въ 1885 году мною былъ составленъ подробный проектъ такой станціи для Москвы и еслибъ я нашелъ поддержку тамъ, гдѣ имѣлъ полное основаніе ее ожидать, Москва давно обладала бы подобнымъ образцовымъ учрежденіемъ, гдѣ лѣтомъ производились бы изслѣдованія, а зимой читались бы публичные курсы научнаго земледѣлія, о пользѣ которыхъ въ послѣднее время такъ много говорится. См. мою статью Полвѣка опытныхъ станцій, въ сборникѣ Публичныя лекціи и рѣчи, Москва, 1888 г.}. Опыты, произведенные на этой станціи, доставятъ намъ наглядный матеріалъ для дальнѣйшаго изложенія, тѣмъ болѣе интересный, что всѣ производились на глазахъ тысячъ зрителей.

Но къ чему же сводится задача изученія культурнаго растенія въ зависимости отъ нормальныхъ условій его существованія {Этимъ мы ограничиваемъ свою задачу, исключая изъ нея патологію растеній.}. Условія эти всего удобнѣе пріурочить къ четыремъ факторамъ, пожалуй, соотвѣтствующимъ четыремъ стихіямъ древнихъ: землѣ, водѣ, воздуху и огню. Растеніе и почва, растеніе и влага, растеніе и воздухъ, растеніе и солнце -- вотъ эти четыре категоріи явленій; съ ними приходится считаться земледѣльцу; во всякомъ случаѣ, ему необходимо понимать ихъ относительную роль.

I. Растеніе и почва.

Всего яснѣе, всего нагляднѣе выступаетъ зависимость растенія отъ почвы; въ то же время этотъ факторъ болѣе остальныхъ находится во власти человѣка, потому неудивительно, что ему съ незапамятныхъ временъ приписывалась выдающаяся, чуть не исключительная роль. Почвѣ всегда приписывалось значеніе не только твердаго материка, къ которому растеніе прикрѣпляется корнями -- почти столь же естественнымъ представлялось, что этотъ корень пользуется ея "соками". Но въ чемъ заключаются эти соки мы начали понимать всего какое-нибудь столѣтіе, да и въ настоящую минуту не разрѣшено еще многихъ сюда относящихся вопросовъ. Чѣмъ питается растеніе и какъ это узнать? Вотъ коренной вопросъ, на которомъ зиждется раціональное земледѣліе, а между тѣмъ полный и обстоятельный отвѣтъ на него мы получили только около половины текущаго столѣтія. Казалось бы, ничего не можетъ быть проще. Разъ, благодаря вѣковымъ успѣхамъ химіи, мы знаемъ составъ растенія и почвы, все сводится къ установленію соотвѣтствія между тѣмъ и другимъ. Питательная почва должна содержать тѣ вещества и въ томъ отношеніи, въ какомъ они находятся въ растеніи. Но это положеніе, несомнѣнное въ общихъ чертахъ, нуждается еще въ цѣломъ рядѣ поправокъ. Во-первыхъ, растеніе питается не одной только почвой (разумѣя подъ нею совокупность твердыхъ и жидкихъ частей), во и воздухомъ; этому не могло научить одно сравненіе анализовъ почвы и растенія. Во-вторыхъ, если почва должна содержать то, что входитъ въ составъ растенія и не могло быть ему доставлено изъ воздуха, то, наоборотъ, растеніе можетъ содержать извѣстныя вещества не потому, что они для него необходимы, а потому только, что они находились въ почвѣ. Рѣшить, какія вещества должны быть признаны необходимыми для растенія, одна химія не въ силахъ; отвѣтить на это можетъ только физіологія -- прямой опытъ надъ растеніемъ. Наконецъ, анализъ можетъ указывать на присутствіе извѣстнаго элемента въ растеніи а опытъ доказывать, что этотъ элементъ долженъ быть отнесенъ къ числу необходимыхъ; спрашивается, достаточно ли на этотъ разъ одного анализа почвы, выясняющаго обиліе въ ней или недостатокъ этого элемента, чтобы судить о ея значеніи для растенія, т. е. о степени ея плодородія по отношенію къ данному растенію? Еще разъ нѣтъ; только само растеніе, т. е. умѣющій допросить его физіологъ можетъ доставить категорическій отвѣтъ. Такимъ образомъ, химическій анализъ, безъ котораго, конечно, наука не могла бы сдѣлать шага, еще самъ по себѣ не даетъ отвѣта на непосредственные запросы земледѣлія, и пока ученые не прониклись этой мыслью, они бродили вокругъ да около истины. Пояснимъ примѣромъ. Въ составъ самой плодородной почвы, напримѣръ, чернозема, входитъ углеродистое органическое вещество -- перегной; оно же входитъ въ составъ важнѣйшаго изъ удобреній навоза; растеніе также состоитъ изъ органическаго вещества -- неясно ли, что для своего питанія оно нуждается въ органическомъ веществѣ почвы и что содержаніе этого вещества можетъ служить мѣрой плодородія; это -- такъ долго господствовавшая въ земледѣліи такъ называемая теорія гумуса. Но произведемъ соотвѣтствующій опытъ и растеніе намъ отвѣтитъ, какъ мы сейчасъ увидимъ тому примѣры, что оно можетъ питаться нормально, даже роскошнѣе, чѣмъ въ унавоженной почвѣ и безъ слѣдовъ органическаго вещества {Напомнимъ, что здѣсь идетъ рѣчь лишь о питательномъ значеніи органическаго вещества, а не о другихъ второстепенныхъ качествахъ, которыя оно сообщаетъ почвѣ и пользу которыхъ нельзя отрицать.}. Другой примѣръ. Въ золѣ растеній, особенно нашихъ хлѣбныхъ злаковъ, въ числѣ другихъ веществъ встрѣчается кремнеземъ, и вотъ Либихъ, на основаніи указаній химическаго анализа, предлагаетъ въ составъ своихъ минеральныхъ удобреній вводитъ растворимыя кремнекислыя соли, какъ наиболѣе благопріятную для растенія форму кремнезема. Но растеніе, допрошенное физіологомъ, отвѣчаетъ, что оно можетъ обойтись и безъ кремнезема. Еще послѣдній примѣръ. Химическій анализъ показываетъ, что растеніе изъ группы бобовыхъ (горохъ, бобы, клеверъ, вика и пр.) содержатъ значительно больше азота, чѣмъ хлѣбные злаки; казалось бы, имъ необходимо доставлять его въ изобиліи въ почвѣ, но прямой опытъ отвѣчаетъ, что они именно наименѣе благодарно относятся къ этому удобренію. Удобрять почву азотомъ подъ бобовыя растенія, значило бы безцѣльно разоряться. Итакъ, только опытъ прямой, точный, физіологическій опытъ надъ даннымъ растеніемъ, надъ данной почвой и удобреніемъ одинъ вполнѣ разрѣшаетъ всѣ вопросы. Замѣтимъ при томъ, что произвести анализъ почвы, анализъ растенія, задача далеко не всякому доступная. Даже не всякій, умѣющій производить химическій анализъ, имѣетъ подъ рукой необходимую лабораторную обстановку. Производство же физіологическихъ опытовъ для разрѣшенія самыхъ насущныхъ вопросовъ агрономической теоріи и практики по большей части вполнѣ доступно каждому.

Какъ же производятся подобные опыты? Безчисленныя изслѣдованія приводятъ къ заключенію, что только весьма незначительная часть почвы служитъ непосредственно для питанія; остальная составляетъ только мертвый остовъ, прямо въ питаніи не участвующій. Отсюда одинъ шагъ до заключенія, что этотъ, сложный по своему составу и затемняющій результаты опытовъ, остовъ можетъ быть замѣненъ какимъ-нибудь простымъ и совершенно безплоднымъ веществомъ, напримѣръ, пескомъ (прокаленнымъ, обработаннымъ кислотой для удаленія всѣхъ слѣдовъ питательныхъ веществъ) или, наконецъ, водою, перегнанной или дождевой, также для того, чтобы быть увѣреннымъ, что растеніе не получило другихъ питательныхъ веществъ, кромѣ тѣхъ, которые мы ему умышленно доставимъ. Сообразно съ этимъ, различаютъ двоякаго рода искусственныя культуры, песчаныя и водныя. Первый пріемъ принадлежитъ Буссенго, но особенно подробно разработанъ онъ Гельригелемъ; второй пріемъ систематически выработанъ Кнопомъ. Водныя культуры представляютъ самый простой и въ то же время самый изящный и совершенный способъ. Не даромъ ихъ называютъ прозрачными, такъ какъ корни развиваются на глазахъ у наблюдателя, какъ и воздушныя части, и допускаютъ такой же тщательный за собой уходъ {Для этого употребляются стеклянные сосуды, завернутые клеенкою. Эта послѣдняя предосторожность необходима, такъ какъ иначе въ растворахъ заводятся зеленыя водоросли, они зацвѣтаютъ. Форма сосуда также не безразлична. Широкія банки неудобны, такъ какъ изъ нихъ растворъ легко расплескивается; банки съ узкимъ горломъ неудобны потому что изъ нихъ нельзя уже извлечь разросшагося корня, а это бываетъ нужно, когда онъ случайно поврежденъ и необходимо удалить какую-нибудь загнившую мочку. Самой удобной формой должно считать изображенный на фиг. 6 (третій справа) сосудъ съ широкой пришлифованной пробкой, имѣющей посрединѣ горлышко. Этотъ типъ сосудовъ былъ выработанъ мною для Нижегородской выставки и выполненъ по моему заказу фирмой Герхардтъ въ Боннѣ.}.

Всякому извѣстно, что если почва залита водою, то обыкновенныя, не болотныя, растенія на ней не развиваются, а здѣсь растенія находятся своими корнями прямо въ водѣ. Это можетъ навести на мысль о неестественности самого пріема. Но нужно знать, почему избытокъ воды дѣйствуетъ вредно. Опытъ научаетъ, что вредъ причиняется главнымъ образомъ вытѣсненіемъ изъ почвы необходимаго для корней воздуха. Поэтому черезъ воду культурныхъ сосудовъ необходимо, какъ и въ акваріумахъ, продувать воздухъ, по возможности, ежедневно. Это дѣлается обыкновенно при помощи всѣмъ извѣстныхъ каучуковыхъ мячиковъ, употребляемыхъ при пульверизаторахъ. При значительномъ же числѣ сосудовъ приходится прибѣгать къ помощи особаго приспособленія {На фиг. III справа виденъ особый газометръ, состоящій изъ двухъ частей, нижняя содержитъ воздухъ, верхняя -- воду, которая, падая черезъ трубку съ краномъ въ нижній пріемникъ, вытѣсняетъ изъ него воздухъ, распредѣляемый каучуковыми трубочками по культурнымъ сосудамъ. Когда вся вода перелилась въ нижній сосудъ, небольшимъ ручнымъ насосомъ, изображеннымъ влѣво отъ газометра ее перекачиваютъ обратно въ верхній.}.

Пророщенное сѣмя закрѣпляютъ при помощи ваты и пробки въ горлышкѣ культурнаго сосуда такъ, чтобы корешки были погружены въ воду. Этимъ почти ограничиваются простые пріемы этихъ культуръ. Но, конечно, самое важное условіе успѣха -- составъ той питательной жидкости, въ которой выращиваются растенія. Здѣсь необходимо обратить вниманіе на количество и качество доставляемыхъ веществъ. Долголѣтній опытъ показалъ, что всего лучше давать двѣ части питательныхъ веществъ на 1.000 ч. воды. Что касается до состава, этой пищи, то оказалось существенно необходимымъ доставлять растенію слѣдующіе восемь элементовъ: азотъ, фосфоръ, сѣру, хлоръ, калій, магній, кальцій и желѣзо. Первые четыре образуютъ кислоты, послѣдніе -- основанія, тѣ и другіе вмѣстѣ -- соли. Число этихъ солей и ихъ относительное количество у различныхъ экспериментаторовъ различно. Мы употребляемъ обыкновенно нормальную смѣсь Кнопа:

1. Азотнокислаго кальція -- 1.

2. " калія -- 0,25

3. Фосфорно " калія --0,25

4. Сѣрно " магнія -- 0,25

5. Хлористаго калія -- 0,25

6. Фосфорнокислаго желѣза --

2 ч. на 1.000 частей воды

Пять первыхъ изъ перечисленыхъ солей при указанной концентраціи вполнѣ растворяются въ водѣ; одна только шестая нерастворима даже при этой слабой концентраціи. Ее доставляютъ въ видѣ рыхлаго осадка, который постоянно должно взмучивать, чтобы онъ осѣдалъ на корешки, а не оставался на днѣ сосуда. Это достигается, побочно, ежедневнымъ продуваніемъ воздуха, о которомъ мы только что упомянули. Въ растворѣ Кнопа растенія получаютъ всѣ для нихъ необходимыя питательныя вещества и развиваются такъ же роскошно, какъ въ самой плодородной почвѣ {Многихъ интересуетъ непосредственное примѣненіе такихъ растворовъ къ цѣлямъ садоводства и комнатнаго цвѣтоводства. Для этихъ цѣлей рецептъ Кнопа можетъ быть значительно упрощенъ, т. е. изъ него можно выкинуть вещества, которыя въ почвѣ обыкновенно находятся въ достаточномъ количествѣ. Такихъ упрощенныхъ рецептовъ предложено много; наибольшей популярностью пользуется такъ называемыя "питательныя соли Вагнера". Привожу одинъ изъ новѣйшихъ рецептовъ, предложенный въ 1896 году Мюллеромъ Тургау и особенно пригодный для комнатной культуры:

Азотнокислаго калія -- 30 частей

Фосфорнокислаго " -- 25 "

Сѣрнокислаго аммонія -- 10 "

Азотнокислаго аммонія -- 35 "

100 частей

Отъ 5 до 8 частей всей смѣси растворяютъ въ 10.000 частяхъ воды и поливаютъ горшки ежедневно, черезъ два, или три дня, смотря по надобности, а въ остальное время простой водой. По описаніямъ Мюллера, при употребленіи этихъ солей можно довольствоваться очень незначительными количествами почвы; такъ въ одномъ случаѣ вѣсъ выращеннаго имъ растенія въ два съ половиною раза превышалъ вѣсъ взятой земли. Эта смѣсь, развѣшанная въ патрончики (граммовыя гомеопатическія трубочки), разсчитанная на одинъ штофъ раствора, раздавалась на моей лекція публикѣ.}.

Если мы желаемъ произвести опытъ въ условіяхъ, болѣе близкихъ къ природѣ, т. е. въ твердой средѣ, то, по примѣру Гельригеля, беремъ безплодный песокъ и поливаемъ его питательнымъ растворомъ. При этомъ прежде всего нужно озаботиться, чтобы количество жидкости было надлежащее, т. е. чтобъ ея было достаточно, но не было бы избытка, такъ какъ въ послѣднемъ случаѣ доступъ воздуха къ корнямъ былъ бы затрудненъ. Опытъ показалъ, что для этого нужно брать воды въ количествѣ 60% полной влагоемкости. Мы узнаемъ это такимъ образомъ: беремъ на воронкѣ сухой песокъ, обливаемъ водой, даемъ стечь избытку, опредѣляемъ, сколько удержалось воды въ пескѣ. ⁶/₁₀ этого количества и будетъ наилучшее содержаніе воды, которое мы и поддерживаемъ въ теченіи всего опыта въ нашихъ сосудахъ, взвѣшивая ихъ отъ времени до времени на обыкновенныхъ десятичныхъ вѣсахъ.

Наконецъ, если бы мы желали еще болѣе приблизиться къ естественнымъ условіямъ, то остановимся на пріемѣ профессора П. Вагнера. Вагнеръ основой беретъ не дистиллированную воду или песокъ, а прямо обезпложенную или завѣдомо безплодную естественную почву. Обезпложиваніе почвы достигается продолжительной истощающей культурой. Безплодная почва берется, конечно, такая, которая неспособна давать урожаевъ вслѣдствіе недостатка питательныхъ веществъ, а не вслѣдствіе вреднаго присутствія какого-нибудь вещества, какъ, напр., въ солончаковой почвѣ и т. д. Какимъ бы изъ этихъ трехъ путей мы ни пошли, всѣ они сходны въ томъ, что собственно питательныя вещества мы вводимъ въ смѣсяхъ вполнѣ извѣстнаго состава.

Какъ же узнаемъ мы, что именно и въ какихъ количествахъ необходимо для растенія? Очень просто; мы дѣлаемъ всегда два параллельныхъ опыта, отличающихся между собою отсутствіемъ одною и, понятно, непремѣнно одного только вещества, т. е. въ одномъ случаѣ растеніе получаетъ всю питательную смѣсь; въ другомъ -- ту же смѣсь безъ одного какого-нибудь вещества. Если отсутствіе этого вещества отражается на развитіи растенія, которое получаетъ ненормальный, хилый видъ, то, очевидно, это вещество принадлежитъ къ числу необходимыхъ, а не случайныхъ составныхъ началъ растенія. Затѣмъ мы вносимъ это вещество въ различныхъ количествахъ: по мѣрѣ увеличенія дачи, будетъ увеличиваться урожай, пока мы не достигаемъ предѣла, за которымъ дальнѣйшее увеличеніе не будемъ оказывать болѣе дѣйствія или можетъ оказаться даже вреднымъ, вновь понижая урожай. Если опытъ произведенъ тщательно, т. е. съ сохраненіемъ равенства всѣхъ прочихъ условій, то увеличеніе урожая до достиженіи имъ высшей точки идетъ пропорціонально количеству этого одного питательнаго вещества. Этотъ законъ доказанъ особенно удачно по отношенію къ азоту (селитрѣ) опытами Буссенго, Гельригеля, Вагнера и др. Это такъ называемый законъ минимума, высказанный Либихомъ и состоящій въ томъ, что развитіе растенія, а слѣдовательно, и урожай находятся въ прямой зависимости отъ того вещества (или вообще условія), которое присутствуетъ въ недостаточномъ количествѣ.

Сказаннаго, я полагаю, достаточно, чтобы показать все теоретическое и практическое значеніе такихъ опытовъ. Вмѣсто дорого стоющихъ, во въ результатѣ почти ничего не дающихъ, анализовъ и другихъ изслѣдованій почвы, рядъ такихъ простыхъ и въ сущности всякому доступныхъ опытовъ можетъ дать отвѣтъ на самые коренные вопросы земледѣлія: чего недостаетъ той или другой почвѣ? что и въ какомъ количествѣ должно быть ей доставлено? насколько увеличится отъ этого урожай и окупитъ ли эта надбавка урожая расходъ на удобреніе? Еслибъ оставалось какое-нибудь сомнѣніе относительно возможности изъ опытовъ въ горшкахъ дѣлать такія заключенія по отношенію къ полевой культурѣ, то эти сомнѣнія вполнѣ устраняются блестящими опытами П. Вагнера на его извѣстной опытной станціи въ Дармштадтѣ.

Вагнеръ производилъ параллельные опыты надъ дѣйствіемъ удобренія на данную почву въ сосудахъ и въ полѣ и результаты оказались совершенно сходными -- опытъ въ сосудахъ могъ предсказать результаты, которые получались въ полѣ {Эти опыты Вагнера были иллюстрированы на Нижегородской станціи его превосходными фототипическими таблицами и культурами въ особыхъ сосудахъ выписанныхъ изъ Дармштадта.}.

Но всѣ изложенные опыты для своего производства нуждаются въ извѣстной обстановкѣ. Для того, чтобы опыты въ сосудахъ давали дѣйствительно нормальныя растенія, необходимо ихъ производить на открытомъ воздухѣ, при полномъ доступѣ свѣта и т. д. Но, оставляя растенія при такихъ условіяхъ, мы рисковали бы лишиться очень пѣнныхъ и стоившихъ не малаго труда результатовъ благодаря какому-нибудь внезапному порыву вѣтра, ливню или граду. Для огражденія себя отъ этихъ случайностей, необходимо помѣщать растенія такъ, чтобы, въ случаѣ надобности, ихъ можно было быстро убирать подъ крышу. Если бы дѣло касалось нѣсколькихъ сосудовъ, то это условіе не представляло бы затрудненій, но на современныхъ (особенно нѣмецкихъ) опытныхъ станціяхъ такіе сосуды насчитываются сотнями, число ихъ иногда заходитъ за тысячу. Для разрѣшенія этой задачи, растеніе помѣщаютъ въ особаго рода холодныхъ тепличкахъ (т.-е. безъ отопленія) или стеклянныхъ сарайчикахъ, на низенькихъ столахъ или вагонеткахъ, движущихся по рельсамъ. Цѣлый день растенія остаются на открытомъ воздухѣ и только ночью или въ ненастье вкатываются въ теплицу. Первая образцовая подобная тепличка, приспособленная къ цѣлямъ искусственной культуры, была устроена профессоромъ Ноббе въ Тарантѣ. Черезъ два года послѣ тарантской, въ 1872 году, первая такая теплица въ Россіи, какъ уже сказано, была устроена мною въ Петровской академіи и существуетъ до сихъ поръ. Другую подобную же ей теплицу черезъ нѣсколько лѣтъ я устроилъ на крышѣ московскаго университета, гдѣ столики выкатываются на открытую со всѣхъ сторонъ асфальтовую платформу. Наконецъ, образцовую подобную постройку исключительно изъ стекла и желѣза можно было видѣть въ отдѣлѣ земледѣлія на Всероссійской выставкѣ въ Нижнемъ-Новгородѣ. (Фиг. I даетъ ясное понятіе объ ея внѣшности, а фиг. III о ея внутреннемъ устройствѣ) {Въ настоящее время она перенесена въ Московскій сельскохозяйственный институтъ.}. Такія постройки составляютъ самую существенную часть опытной станціи современнаго типа, упраздняя въ извѣстномъ смыслѣ, какъ мы видѣли, даже опытныя поля. Но они представляютъ значительную цѣнность, а между тѣмъ желательно, чтобы производство подобныхъ опытовъ получило наиболѣе широкое распространеніе. Для этой цѣли, мною выработанъ другой типъ, болѣе простой и дешевый, но, понятно, меньшихъ размѣровъ. Сосуды съ растеніями остаются неподвижными; они стоятъ на землѣ или, еще лучше, какъ было показано въ Нижнемъ, погружены въ землю, а служащая для ихъ защиты желѣзная клѣтка на ночь или въ ненастье, накатывается на нихъ, двигаясь также на рельсахъ (фиг. III, въ глубинѣ подвижная клѣтка съ открытою дверцею) {Если бы потребовалось еще удешевить эту клѣтку, ее можно было бы сдѣлать изъ дерева и легкаго листового желѣза. Конечно, тогда растенія находились бы во время ненастья въ темнотѣ, но это едва ли существенно повліяло бы на ихъ развитіе.}.

Но довольно о самой обстановкѣ опыта -- посмотримъ на нѣсколькихъ примѣрахъ, какъ рѣзки и убѣдительны получаемые при ихъ помощи результаты, воспользовавшись для этого фотографіями, снятыми съ нижегородскихъ опытовъ. Вотъ одна серія опытовъ, занимавшихъ цѣлую вагонетку. Девять сосудовъ (фиг. V по три сосуда съ краевъ и по серединѣ) получили полный питательный растворъ и по два зерна гречихи. Всѣ восемнадцать растеній развились роскошно и по своимъ размѣрамъ и по урожаю вѣскихъ, спѣлыхъ зеренъ, оставили за собою все, что можно видѣть при самой успѣшной полевой культурѣ. По опредѣленію H. С. Понятскаго, урожай можно считать приблизительно въ самъ-двѣсти и на единицу сухого вещества посѣянныхъ сѣмянъ получилось болѣе трехсотъ пятидесяти единицъ сухого вещества въ урожаѣ. А между тѣмъ, ни одно изъ этихъ растеній не видало подъ собою земли -- убѣдительнѣйшее доказательство, что изо всѣхъ веществъ, находящихся въ почвѣ, растеніе нуждается только въ той щепоткѣ солей, которая была растворена въ водѣ этихъ сосудовъ. Но удалите изъ питательной смѣси только одно какое-нибудь вещество, напримѣръ, азотъ (селитру) и получатся хилые, тщедушные заморыши какъ въ двухъ сосудахъ во второмъ ряду слѣва (фиг. V). Или дадимъ растенію нормальное количество азота, но откажемъ ему въ фосфорѣ и каліи, этихъ главныхъ составныхъ частяхъ золы -- результатъ будетъ тотъ же (второй рядъ справа фиг. V).

Можно ли требовать болѣе нагляднаго доказательства необходимости этихъ источниковъ питанія и полной остановки развитія растенія въ отсутствіи любого изъ нихъ. Эта равноправность каждаго изъ перечисленныхъ восьми тѣлъ еще нагляднѣе обнаруживается въ слѣдующемъ опытѣ. Желѣзо, какъ мы видѣли, единственный элементъ, который приходится брать въ нерастворимомъ состояніи, въ видѣ осадка, который растворяется только приходя въ прикосновеніе съ корневыми волосками. Въ золѣ растенія, оно также встрѣчается въ ничтожномъ количествѣ и, тѣмъ не менѣе, стоитъ не доставить его корнямъ, и растеніе окончательно захирѣетъ я погибнетъ. Рисунокъ (фиг. IV) намъ это доказываетъ самымъ нагляднымъ образомъ. Посрединѣ находится одинъ экземпляръ крупной кукурузы въ моментъ цвѣтенія, на фиг. III, такой же, еще большихъ размѣровъ, къ концу лѣта доросшій до крыши теплицы. Два краевые экземпляра (фиг. IV) принадлежатъ низкорослой скороспѣлой, такъ называемой огородной разновидности кукурузы; они дали каждый по нѣсколько початковъ со зрѣлыми зернами и вообще не отличались отъ экземпляровъ той же разновидности, разводившихся по сосѣдству съ теплицей, на участкѣ садоводства г-на Иммера. Въ промежуткахъ, между тремя нормальными растеніями (фиг. IV), помѣщается два жалкихъ растеньица, давшихъ пять мелкихъ, узкихъ листочковъ и затѣмъ погибшихъ. Эти два растеньица получили, какъ и остальныя, полный питательный растворъ, но были лишены одного только желѣза. Результатъ поразительный, особенно, если принять во вниманіе, что желѣзо составляетъ около одной стотысячной доли вѣса экземпляра нормальной кукурузы. Отсутствіе желѣза еще разительнѣе обнаруживается въ окраскѣ листьевъ: вмѣсто того, чтобъ быть окрашеннымъ въ здоровый зеленый цвѣтъ, они являются безцвѣтными почти бѣлыми {Первые листья, до третьяго включительно, бываютъ еще зелены; это бываетъ отъ присутствія желѣза въ зернахъ.}. Это рѣзкое различіе замѣтно даже на нашей фотографіи. Болѣзнь, вызываемую отсутствіемъ желѣза, называютъ блѣдной немочью, хлорозисомъ. Своевременно прописавъ растенію желѣзо, можно его вполнѣ излѣчить. Этотъ опытъ невольно напоминаетъ пріемы желѣза, возвращающія нормальный румянецъ малокровному больному. Сходство это, и нѣкоторые другіе факты, давно давали поводъ сравнивать зеленое вещество растенія -- хлорофиллъ съ красящимъ началомъ крови -- гемоглобиномъ. Благодаря новѣйшимъ изслѣдованіямъ, въ особенности профессора Ненскаго, это сближеніе получаетъ реальную почву. Оказывается, что изъ хлорофилла и гемоглобина можно получить производныя, почти между собою тожественныя, и это невольно наводитъ на мысль объ общемъ происхожденіи этихъ двухъ тѣлъ и еще разъ сближаетъ два царства природы.

Заговоривъ о хлорофиллѣ, не могу не остановиться на одномъ, совершенно превратномъ представленіи, которое было высказано нѣсколько лѣтъ тому назадъ французскимъ ученымъ Жоржемъ Виллемъ и почему-то особенно понравилось нѣкоторымъ нашимъ агрономамъ практикамъ, поспѣшившимъ его признать однимъ изъ величайшихъ открытій въ области научной агрономіи. Изъ общеизвѣстнаго факта, что безъ хлорофилла невозможно питаніе растенія, Билль заключилъ, что, по яркости ихъ зеленой окраски можно прямо судить объ успѣшности этого питанія и предложилъ даже пріемъ оцѣнки этой окраски. Для людей свѣдущихъ, напротивъ, было ясно, что Биллю незнакомы факты, какъ, напримѣръ, превосходные опыты Гильберта, доказывавшіе, что одно растеніе можетъ быть зеленѣе другого и, тѣмъ не менѣе, будетъ питаться хуже.

Вотъ еще примѣръ опытовъ, которые легко могъ бы провѣрить каждый хозяинъ, вмѣсто того, чтобъ восхищаться безпочвенной фантазіей Билля.

Таковы простѣйшіе пріемы, при помощи которыхъ мы легко и точно можемъ разрѣшить главнѣйшіе вопросы касательно какъ источниковъ питанія доставляемыхъ растеніямъ почвой, такъ и относительно наиболѣе благопріятной формы и наиболѣе выгоднаго количества, въ которомъ они должны быть имъ доставлены. Водныя культуры, песчаныя культуры, культуры въ безплодной почвѣ, насъ постепенно приближаютъ къ болѣе сложнымъ, но и болѣе близкимъ къ природѣ условіямъ произрастанія растенія въ полѣ. Но существуетъ форма опытовъ, еще болѣе близкая къ естественнымъ условіямъ и въ то же время разрѣшающая новый рядъ любопытныхъ вопросовъ. Это опыты въ такъ называемыхъ cases de végétation французскихъ изслѣдователей, т. е. въ зарытыхъ въ землю ящикахъ, наполненныхъ изслѣдуемой почвой. Устройство этихъ ящиковъ можетъ быть очень различно. Я остановлюсь на самомъ цѣлесообразномъ, образецъ котораго интересующіеся могли видѣть на Нижегородской выставкѣ, рядомъ съ опытной тепличкой. Три ящика, изображенные на прилагаемой фотографіи (фиг. II) сдѣланы изъ цемента; емкостью каждый изъ нихъ въ одинъ кубическій метръ. Они погружены краями своими [въ ровенъ съ землею и опираются на кирпичную кладку, оставляющую подъ каждымъ ящикомъ пустое пространство. Параллельно одной изъ сторонъ ящиковъ, (на нашемъ рисункѣ передней), сдѣлана въ землѣ траншея, глубиною метра въ два и настолько широкая, чтобъ опускающійся на дно ея наблюдатель могъ свободно двигаться и пропускать руки въ пустое пространство подъ ящиками. Двое ящиковъ, также цементное, выбрано воронкою, а на концѣ воронки находится отверстіе, подъ которое въ пространствѣ находящемся подъ каждымъ ящикомъ, помѣщены стеклянныя бутыли для собиранія просачивающейся черезъ почву ящиковъ воды. Ящики наполняютъ до краевъ изслѣдуемой почвой, неудобренной или получившей удобреніе, дѣйствіе которой желаютъ прослѣдить, и засѣваютъ изучаемыми растеніями. Понятно, что подобный опытъ уже совсѣмъ подходитъ къ условіямъ произрастанія въ полѣ и даетъ возможность легко перечислить получаемые результаты на гектары или десятины, т. е. переходить отъ результатовъ строго научнаго опыта къ задачамъ практики. Возможность собирать просачивающуюся воду и подвергать ее анализу, бросаетъ свѣтъ на цѣлый рядъ новыхъ вопросовъ. Остановлюсь только на одномъ, въ качествѣ иллюстраціи этого пріема изученія. Извѣстно, что цѣлый рядъ цѣнныхъ удобрительныхъ веществъ -- калій, фосфорная кислота, аміакъ, въ силу, такъ называемой, поглотительной способности почвы, не вымывается просачивающеюся и уходящею въ подпочву водою. По отношенію къ нимъ почва распоряжается очень экономно, сохраняя ихъ къ услугамъ растенія; но зато она крайне расточительна по отношенію къ едва ли не самому цѣнному, какъ мы видѣли, началу плодородія -- къ селитрѣ. Селитра, какъ показываютъ опыты съ подобными ящиками, легко вымывается изъ почвы, уносясь въ источники и рѣки.

Такимъ образомъ совершенно непроизводительно спускаются въ море, какъ вычислено, громадные капиталы. Что бы сказалъ какой-нибудь хозяинъ, если бы ему объяснили, что для успѣха его культуры необходимо вносить, изъ года въ годъ, на десятину рублей на двадцать минеральныхъ удобреній? Конечно, поморщился бы и, можетъ быть, отвѣтилъ, что эта затрата ему не подъ силу. А между тѣмъ Дегеренъ доказываетъ, что, при извѣстныхъ условіяхъ, изъ почвы вымывается селитры именно на такую сумму. Слѣдовательно, сами того не подозрѣвая, мы можемъ непроизводительно, въ прямой себѣ ущербъ, тратить такую сумму,-- производительное израсходованіе которой заставило бы призадуматься. Но какъ же избѣжать этой траты, или, по крайней мѣрѣ, ее обнаружить? Остановлюсь на одномъ опытѣ бельгійскаго ученаго Петермана, сдѣланномъ именно въ подобныхъ культурныхъ ящикахъ. Два ящика, засѣянные однимъ и тѣмъ же растеніемъ, отличались только тѣмъ, что въ одномъ была почва неудобренная, а въ другомъ удобренная селитрой. Анализъ просочившейся черезъ почву въ теченіе года воды показалъ, что въ послѣднемъ случаѣ въ ней было менѣе селитры, чѣмъ въ первомъ. Этотъ результатъ до того неожиданъ, до того парадоксаленъ, что на первый разъ думается, ужъ не обмолвился ли тотъ, кто его заявляетъ. Какъ согласить, что селитра легко вымывается изъ почвы и рядомъ съ этимъ ея оказывается тѣмъ менѣе въ водѣ, чѣмъ, болѣе было селитры въ почвѣ, черезъ которую вода эта просочилась? Ключъ къ этой загадкѣ даетъ опять само растеніе. Въ удобренномъ селитрой ящикѣ оно развивается гораздо роскошнѣе, производитъ большую поверхность испаряющихъ воду листьевъ и сосущихъ эту воду корней, благодаря чему извлекаетъ не только ту селитру, которую внесли въ видѣ удобренія, но и ту, которая ужъ находилась въ почвѣ. Селитра не успѣваетъ вымываться, такъ какъ еще ранѣе перехватывается корнями. Удобривъ почву селитрой, мы дали растенію возможность использовать не только это удобреніе, но и естественное плодородіе почвы. Отсюда понятно, какъ невыгодно для хозяина, чтобы его земля была покрыта тощей растительностью. Еще менѣе выгодно, когда она вовсе пустуетъ, особенно осенью, когда селитра всего болѣе вымывается изъ почвы. Какъ же сохранить эту селитру, какъ оградить себя отъ непроизводительнаго расточенія одного изъ существеннѣйшихъ условій плодородія. Для борьбы съ этимъ зломъ, практикуются такъ называемыя пожнивныя культуры, cultures dérobées французскихъ агрономовъ, т. е. вслѣдъ за жатвой дѣлается посѣвъ быстро растущихъ растеній, которые своими корнями продолжаютъ до глубокой осени высасывать селитру почвы, превращая ее въ органическое вещество и затѣмъ запахиваются, какъ зеленыя удобренія. Для этой цѣли годно всякое растеніе, быстро растущее и развивающее обильную корневую систему, но мы увидимъ далѣе соображенія, которыя заставляютъ ограничивать свой выборъ по преимуществу растеніями бобовыми.

Таковы выводы, къ которымъ приводитъ западныхъ ученыхъ зависимость растенія отъ почвенной селитры. У нашихъ практиковъ распространено мнѣніе, что при нашемъ континентальномъ климатѣ вымываніе селитры не имѣетъ значенія, какъ будто у насъ не бываетъ дождливой осени. Съ другой стороны и у насъ можно встрѣтить практиковъ, придающихъ значеніе этимъ фактамъ. Таковы, напримѣръ, любопытные опыты г. Топоркова, въ Елисаветградскомъ уѣздѣ; онъ объясняетъ вредъ вымочекъ на низинахъ, сопровождающихся желтѣніемъ всходовъ именно вымываніемъ селитры, такъ какъ ему случалось наблюдать, что удобреніе селитрой возстановляло нормальный зеленый цвѣтъ этихъ пожелтѣвшихъ растеній. Только опытъ и лучше всего опытъ въ подобныхъ ящикахъ можетъ дать отвѣтъ на этотъ важный практическій вопросъ.

Гораздо существеннѣе возраженіе, которое дѣлаютъ противъ такихъ пожнивныхъ культуръ, заключающееся въ томъ, что, заботясь о сохраненіи почвенной селитры, мы можемъ израсходовать осенній запасъ почвенной влаги, который при нашихъ климатическихъ условіяхъ, при нашихъ частыхъ засухахъ, долженъ составлять предметъ нашихъ заботъ, пожалуй, еще болѣе существенный, чѣмъ запасъ питательныхъ веществъ. Растеніе, собирая своими корнями селитру, въ то же время своими листьями будетъ расходовать воду, которая иначе сохранилась бы въ почвѣ для потребностей послѣдующей культуры, и эта трата иной разъ будетъ еще чувствительнѣе. Въ этомъ примѣрѣ весьма наглядно проявляется вся сложность задачи, которую приходится постоянно разрѣшать сельскому хозяину. Нигдѣ, быть можетъ, не требуется взвѣшивать столько разнообразныхъ условій успѣха, нигдѣ не требуется такихъ многостороннихъ свѣдѣній, нигдѣ увлеченіе односторонней точкой зрѣнія не можетъ привести къ такой крупной неудачѣ, какъ въ земледѣліи. Слишкомъ заботясь о снабженіи растенія пищей, мы могли бы лишить ею необходимой влаги, этого второго важнѣйшаго условія растительной жизни, къ разсмотрѣнію котораго и переходимъ.

II. Растеніе и влага.

При оцѣнкѣ потребности растенія въ водѣ, приходится разрѣшать два вопроса: сколько расходуетъ оно воды и точно ли все это количество для него необходимо, т. е. вопросъ, сходный въ основѣ съ тѣмъ, который приходилось разсматривать и по отношенію къ веществамъ, доставляемымъ растенію почвой.

Слѣдовательно, еще ранѣе необходимо рѣшить вопросъ: какую роль играетъ вода въ жизни растенія. Она, конечно, входитъ въ его химическій составъ -- это самая ничтожная ея часть. Затѣмъ она растворяетъ, дѣлаетъ подвижнымъ его составныя части, безъ чего невозможно никакое дѣятельное проявленіе жизни -- это только приложеніе къ физіологіи старой химической поговорки: согрога non agunt nisi solnta. Различіе сухого и размоченнаго въ водѣ сѣмени всего проще это поясняетъ. Вода не ограничивается, однако, этой исключительно химической ролью, она играетъ и роль механическую, являясь главнымъ дѣятелемъ, опредѣляющимъ процессъ роста. Притяженіе воды содержимымъ молодыхъ клѣтокъ, давленіе этого увеличивающагося на счетъ воды содержимаго на стѣнку и вызываетъ то, что называютъ ростомъ клѣточки. Но и это количество сравнительно невелико -- ограничься потребность растенія только имъ, сельскій хозяинъ никогда и не зналъ бы, что такое засуха. Предметъ заботъ хозяина составляетъ вода, которая, въ отличіе отъ первой или организаціонной, мы можемъ назвать расхожей -- та, которую растеніе всасываетъ корнями, повидимому, только для того, чтобы испарить ее листьями. Количество этой воды поражаетъ своими размѣрами. Чтобы убѣдиться въ этомъ, стоило только слѣдить за выраженіемъ удивленія, появлявшагося на лицахъ посѣтителей нашей нижегородской теплицы, гдѣ были выставлены для поясненія этого факта извѣстное отвѣшенное количество пшеничныхъ зеренъ и рядомъ посудина съ водой, которую испаряютъ за свою жизнь растенія пшеницы, для образованія этого количества зеренъ. Вѣсъ этой воды, какъ извѣстно, въ круглыхъ цифрахъ превышаетъ въ тысячу разъ вѣсъ полученныхъ зеренъ. Люди, незнакомые съ этимъ фактомъ (да и знакомые также), оставались изумленными при видѣ этого нагляднаго сопоставленія.

Вотъ по отношенію къ этой-то расхожей водѣ необходимо придти къ опредѣленному заключенію: нужна ли она растенію въ такихъ количествахъ или не нужна; другими словами, испареніе воды, въ такихъ размѣрахъ, представляетъ ли оно необходимый физіологическій пронесъ или только неизбѣжное физическое зло. Въ чемъ заключается его роль? До недавняго времени, предполагали, что растеніе вынуждено перегонять черезъ себя эти громадныя количества воды для того, чтобы осадить въ своихъ тканяхъ такъ скудно разсѣянныя въ почвѣ, необходимыя для его питанія, минеральныя вещества. Въ другомъ мѣстѣ {См. Борьба растенія съ засухой.} я имѣлъ случай доказать несостоятельность этого воззрѣнія. Для покрытія своихъ потребностей въ почвенной пищѣ, растеніе можетъ довольствоваться гораздо менѣе значительнымъ испареніемъ. Недавно одинъ нѣмецкій ботаникъ Габерландъ указывалъ, что придти къ такому выводу [онъ могъ только благодаря путешествію на Яву съ ея роскошною растительностью и относительно слабымъ испареніемъ воды, благодаря извѣстной влажности ея климата. Онъ даже видѣлъ въ этомъ одно изъ доказательствъ необходимости этихъ, ставшихъ теперь модными, ботаническихъ паломничествъ. Габерландъ доказывалъ, что европейскій опытъ не могъ, будто бы, привести ботаниковъ къ такому заключенію. Тѣмъ не менѣе, этотъ выводъ сдѣланъ мною раньше Габерланда на основаніи исключительно европейскихъ опытовъ и позже еще разъ подтвержденъ однимъ молодымъ русскимъ ботаникомъ г. Литвиновымъ, не ѣздившимъ за тѣмъ дальше Тульской губерніи. Г. Литвиновъ показалъ, что при искусственномъ пониженіи испаренія гречихи {Въ замкнутомъ пространствѣ, подъ стеклянными колпаками.}, приблизительно въ 5--6 разъ, количество образовавшагося органическаго вещества не убыло, а даже увеличилось въ 2 ¹/₂ раза, такъ что расходъ на воду понизился въ 12--15 разъ. Такіе опыты, во всякомъ случаѣ, доказываютъ, что для цѣлей питанія растеніе не нуждается въ тѣхъ громадныхъ количествахъ воды, которыя они обыкновенно испаряютъ.

Другая польза, которую растенія извлекаютъ уже прямо изъ испаренія, заключается въ пониженіи его температуры, въ огражденіи его отъ лѣтняго солнечнаго зноя, но и отъ этого вреда оно могло бы въ значительной мѣрѣ оградить себя иными мѣрами {См. тамъ же "Борьба растеній съ засухой".}.

Значитъ, растеніе могло бы обойтись безъ этой громадной траты воды на испареніе; самъ по себѣ этотъ процессъ, въ такихъ размѣрахъ, какъ онъ совершается, безполезенъ и даже вреденъ. Но какъ же себѣ объяснить тогда эту непроизводительную трату. Мы должны допустить, что эта трата не физіологическое отправленіе, а лишь неустранимое физическое зло. Откуда оно проистекаетъ не трудно себѣ объяснить. Растеніе, какъ мы увидимъ вскорѣ, прежде всего и главнымъ образомъ аппаратъ для улавливанія воздуха и солнечнаго свѣта, а такой аппаратъ, представляя большую поверхность нагрѣва, роковымъ образомъ является аппаратомъ для испаренія воды. Можно сказать, что вся организація воздушныхъ частей растенія направлена къ тому, чтобы бороться съ этимъ зломъ испаренія, хотя бы даже въ ущербъ питанію. Растеніе, можно сказать, обрекло себя на постоянный постъ и воздержанность въ пищѣ, лишь бы только не подвергнуться опасности умереть отъ жажды. Вся поверхность воздушныхъ частей покрыта изолирующими веществами, препятствующими испаренію воды, но въ то же время препятствующими и свободному соприкосновенію съ воздухомъ, извлеченію изъ него питательныхъ веществъ. Это соприкосновеніе, какъ извѣстно, обезпечивается маленькими автоматическими раскрывающимися и закрывающимися отверстіями -- устьицами, какъ это было, между прочимъ, очень наглядно совсѣмъ недавно доказано Ф. Н. Крашенинниковымъ, при помощи придуманнаго имъ очень простого и остроумнаго прибора. Что питаніе листьями могло бы совершаться гораздо успѣшнѣе, не будь растеніе вынуждено снабдить себя непроницаемою для воды (а вслѣдствіе этого и для газа) кожицею, доказывается хотя бы слѣдующимъ опытомъ. Какъ мы увидимъ вскорѣ, питаніе листа на счетъ воздуха выражается накопленіемъ въ его ткавяхъ крахмала. Шталь показалъ, что если проколоть листъ булавкою, то вокругъ каждаго отверстія, черезъ которое откроется доступъ воздуха внутрь листа, отложеніе крахмала будетъ происходить гораздо обильнѣе. Изъ этого мы должны заключить, что листъ, съ котораго мы сорвали бы кожицу, питался бы еще лучше, еслибъ... еслибъ онъ ранѣе не завялъ и не засохъ. Слѣдующій примѣръ, быть можетъ, еще разительнѣе. Посѣтители Парижской всемірной выставки 1889 года могли видѣть въ агрономическомъ отдѣлѣ странныя искусственныя деревья изъ проволоки, съ бѣлыми листьями изъ азбестовой бумаги. Эти искусственные деревья дали возможность Мюнцу, ученому, извѣстному своими химико-агрономическими изслѣдованіями, доказать слѣдующій любопытный фактъ: если смочить эти искусственные листья сокомъ, выжатымъ изъ живыхъ листьевъ, то они будутъ поглощать изъ воздуха амміакъ, и въ такомъ количествѣ, что его, пожалуй, будетъ достаточно для покрытія всей потребности въ азотѣ растенія съ такою же листовой поверхностью. А между тѣмъ, настоящіе листья получаютъ этимъ путемъ только незначительное количество амміака, потому что они сообщаются съ атмосферою только черезъ свои устьица. Значитъ опять, сорви мы съ листьевъ кожицу, предоставь мы листовой мякоти возможность всей своей свободной поверхностью поглощать амміакъ изъ атмосферы и растеніе могло бы обойтись и безъ азота почвы, конечно... но, -- опять то же но,-- оно еще ранѣе погибло бы отъ недостатка влаги. Итакъ, мы видимъ, что испареніе воды, въ такихъ размѣрахъ, какъ оно обычно совершается, есть зло, но зло, вытекающее изъ необходимости воздушнаго питанія растенія и далѣе, что вся организація растенія направлена къ борьбѣ съ этимъ зломъ къ наиболѣе выгодному компромиссу между двумя трудно согласимыми условіями существованія.

0x01 graphic

Легко понять, какъ важно для земледѣлія установить эту основную точку зрѣнія. Пока можно было думать, что растеніе прямо нуждается въ томъ количествѣ воды, которое оно испаряетъ, приходилось подчиниться необходимости и, во что бы то ни стало, доставлять его. Но мы видѣли, что растеніе можетъ мириться съ гораздо меньшимъ количествомъ воды, что оно само борется съ этимъ зломъ. Сельскому хозяину приходится только подражать растенію и брать его себѣ въ союзники при своей борьбѣ съ тѣмъ же зломъ. Но для того, чтобы эта борьба не велась въ темную, важнѣе всего знать ту цифру, то отношеніе между количествомъ испаряющейся воды и образующимся въ растеніи органическомъ веществомъ, о которомъ мы говорили выше. Эта цифра одна можетъ опредѣлить намъ выборъ того или другого культурнаго растенія, иногда даже разновидности -- выбора того или другого культурнаго пріема -- по отношенію къ разумному использованію находящагося въ вашемъ распоряженіи количества воды! Узнать ее, по счастью, очень не трудно {Въ упомянутой выше брошюрѣ я подробно описалъ всѣ доступные пріемы изученія испаренія воды растеніемъ.}. И здѣсь мы снова встрѣчаемся съ широкимъ полемъ для изслѣдованія, доступнымъ всякому сознательно относящемуся къ своей дѣятельности сельскому хозяину, даже лишенному сложной, дорогой лабораторной обстановки. Въ 1892 году я указывалъ на пользу и важность такихъ изслѣдованій для характеристики нашихъ культурныхъ растеній. Въ появившейся вскорѣ затѣмъ интересной работѣ!". Винера мы получили цѣнную характеристику нѣкоторыхъ нашихъ культурныхъ растеній. Такъ, напримѣръ, для проса, этого, по преимуществу приспособленнаго къ нашему континентальному климату хлѣбнаго злака, отношеніе между количествомъ испаряемой воды и урожаемъ оказались наиболѣе выгодными.

Однимъ изъ наиболѣе любопытныхъ средствъ пониженія этого отношенія между количествомъ испаряемой воды и количествомъ образуемаго растеніемъ органическаго вещества, является болѣе успѣшное воздушное питаніе растенія, съ которымъ теперь намъ необходимо познакомиться.

III. Растеніе и воздухъ.

Если бы фактъ зависимости питанія растеній отъ воздуха не былъ такъ широко извѣстенъ, то однихъ, приведенныхъ выше, опытовъ водныхъ и песчаныхъ культуръ было бы достаточно для его доказательства.

Въ самомъ дѣлѣ, ни въ одной изъ этихъ культуръ мы не доставляли растенію элемента, наиболѣе важнаго, образующаго почти половину его сухого вѣса -- углерода. Не было его ни въ прокаленномъ пескѣ, ни въ дистиллированной водѣ, ни въ той щепоткѣ соли, которой покрывались всѣ потребности нашихъ растеній. Для углерода, очевидно, остается одинъ источникъ -- воздухъ. Воздухъ всегда содержитъ углеродъ въ видѣ его соединенія -- углекислоты. Но количество этого газа въ атмосферѣ очень невелико, примѣрно 2 или 3 десятитысячныхъ, и нужно собственными глазами увидѣть, какъ малъ этотъ кусочекъ угля, раствореннаго въ громадномъ объемѣ воздуха, чтобы понять, какъ ничтожно это содержаніе {Въ нашей теплицѣ это было наглядно показано при помощи слѣдующей модели: большая стеклянная кубическая клѣтка изображала объемъ воздуха, а помѣщавшійся на ней едва замѣтный кубикъ угля -- содержаніе углерода въ этомъ объемѣ.}. И тѣмъ не менѣе, только это ничтожное количество углерода въ атмосферѣ дѣлаетъ возможнымъ существованіе растенія, а, слѣдовательно, и существованіе человѣка съ его земледѣліемъ. Питаніе растенія на счетъ скудно разсѣянной въ атмосферѣ углекислоты, долго смущало даже ученыхъ, пока не было доказано классическими опытами Буссенго, но самый этотъ опытъ, вслѣдствіе своей хлопотливости, послѣ Буссенго почти не повторялся и поколѣнія не только агрономовъ, но и ботаниковъ, исповѣдуя этотъ фактъ, не имѣли возможности убѣдиться въ немъ собственными глазами. Благодаря остроумному пріему, придуманному Дегереномъ, мы теперь легко можемъ показать это явленіе каждому. Возьмемъ двѣ стеклянныхъ трубки по метру въ длину и сантиметровъ пяти въ діаметрѣ и положимъ ихъ горизонтально на общей подставкѣ. Съ обѣихъ концовъ, трубки заткнуты каучуковыми пробками и съ одного конца получаютъ черезъ узенькія каучуковыя трубочки струю обыкновеннаго воздуха, подаваемаго уже знакомымъ намъ газометромъ (фиг. III). Съ другого конца, выходя черезъ такія же тонкія стеклянныя трубочки, прошедшій черезъ трубки воздухъ, промывается въ двухъ колбочкахъ съ баритовой водою. Одну изъ двухъ длинныхъ трубокъ наполняютъ свѣже собранными листьями, такъ чтобы они образовали какъ бы внутреннюю обкладку трубки. Когда приборъ, такимъ образомъ, собранъ, выставленъ на солнце и струя воздуха, пущена изъ газометра, черезъ нѣсколько времени убѣждаемся, что между тѣмъ какъ воздухъ, прошедшій черезъ пустую трубку, замутилъ баритовую воду, воздухъ, омывшій поверхность листьевъ, уже не мутитъ ея въ другой колбѣ. Осадокъ углекислаго барита въ первой колбѣ показываетъ присутствіе углекислоты въ атмосферѣ; отсутствіе его въ другой колбѣ доказываетъ, что вся углекислота извлекается изъ воздуха, пришедшаго въ прикосновеніе съ листьями, освѣщенными солнцемъ. Что явленіе зависитъ именно отъ солнца, не трудно также доказать: стоитъ набросить черное сукно на трубку съ листьями и мы увидимъ, что тогда выходящій изъ нея воздухъ начнетъ мутить баритовую воду такъ же, какъ воздухъ, не прошедшій надъ листьями и даже сильнѣе, потому что листья въ темнотѣ не разлагаютъ, а еще выдѣляютъ углекислоту.

Надъ этимъ опытомъ, хотя онъ не приводитъ къ непосредственнымъ практическимъ выводамъ, сельскому хозяину не мѣшаетъ почаще задумываться, такъ какъ въ немъ выражается одна изъ особенностей его промысла. Говорятъ, существуютъ такіе промышленники, которые торгуютъ щенками, предварительно обучивъ ихъ, куда бы ихъ ни занесли, возвращаться къ нимъ домой; понятна выгодность такого промысла, еслибъ только онъ не сталкивался съ соображеніями этическаго характера. Но сельскій хозяинъ можетъ безъ укоровъ совѣсти торговать углекислотою воздуха, которая, безъ всякаго съ его стороны участія" сама къ нему возвращается. Въ этомъ и заключается основная мысль раціональнаго хозяйства, провозглашенная Либихомъ. Продавайте, отчуждайте отъ своего хозяйства только то, что вамъ ничего не стоитъ, что даромъ возвращается черезъ воздухъ, а обо всемъ, что вы извлекаете изъ почвы, помните, что оно само ужъ не вернется къ вамъ, что или вы должны его возмѣстить въ формѣ удобренія, или должны готовиться къ упадку плодородія вашихъ полей. Точно ли несоблюденіе этого правила -- безсознательное удаленіе изъ почвы того, что само собою въ нее не возвращается, было одной изъ причинъ паденія древнихъ цивилизацій, какъ это краснорѣчиво проповѣдывалъ Либихъ,-- трудно сказать, но, во всякомъ случаѣ, его ученіе о необходимости "возврата" неуязвимо, какъ законъ природы. И едва ли правы тѣ писатели экономисты, которые пытались доказать раціональность "хищническаго* хозяйства на томъ, будто бы, основаніи, что практика "возврата" появится сама собою, когда это окажется экономически необходимымъ. Этимъ противникамъ закона возврата нужно было бы еще прежде доказать существованіе а priori очевиднаго и столь же несомнѣннаго закона природы, въ силу котораго, гдѣ истощенная земля откажется родить по прежнему, подъ рукою землевладѣльца всегда окажется экономически выгодное удобреніе. А пока такого закона природой не найдено, предусмотрительность, вытекающая изъ знакомства съ дѣйствительнымъ закономъ природы, указаннымъ Либихомъ, должно признать за правило болѣе дальновидной экономической дѣятельности, если не съ личной, то съ общественной точки зрѣнія.

Но если, сами о томъ не заботясь, мы успѣшно эксплуатируемъ такъ скудно разсѣянную въ воздухѣ углекислоту, то что же сказать о кислородѣ и азотѣ. Необходимость кислорода, если не для питанія, то для дыханія, весьма наглядно выразилась въ тѣхъ опытахъ, съ которыми мы уже успѣли ознакомиться. Мы видѣли, что при водныхъ культурахъ въ растворы необходимо пропускать воздухъ, а при культурахъ въ пескѣ -- необходимо заботиться, чтобы вода не выполняла всѣхъ промежутковъ между твердыми частицами почвы и оставляла мѣсто для воздуха. Какъ въ нашей научной практикѣ, такъ и въ земледѣліи, если человѣку и приходится заботиться о доставленіи растенію кислорода, то развѣ только по отношенію къ корнямъ -- съ этимъ связаны различные пріемы обработки почвы, дренажа и проч.

А самая главная составная часть воздуха, его азотъ, составляющій ⁴/₅атмосферы, пользуется ли имъ растеніе, научился ли имъ пользоваться человѣкъ? Открытіе факта возможности питанія растенія свободнымъ азотомъ воздуха, открытіе удивительныхъ условій, при которыхъ свершается это питаніе, составляетъ одно изъ крупнѣйшихъ пріобрѣтеній науки за послѣднія десятилѣтія. Оказалось, что тайной усвоять свободный азотъ атмосферы обладаютъ только микроорганизмы, бактеріи, или въ связи съ другими растеніями, какъ это открылъ Гельрогель, иди и безъ ихъ участія, какъ это позднѣе доказалъ Виноградскій. Первое открытіе, какъ извѣстно, бросило яркій свѣтъ на эмпирическіе пріемы земледѣлія, практиковавшіеся въ глубокой древности, но получившіе особенно широкое примѣненіе съ конца прошлаго столѣтія -- на значеніе бобовыхъ растеній въ плодосмѣнѣ {Вопросъ этотъ подробно разобранъ мною въ брошюрѣ Земледѣліе и физіологія растеній, II. Происхожденіе азота растеній.}. Что растенія этой группы предъявляютъ почвѣ иныя требованія, чѣмъ злаки, что они какъ-то обогащаютъ почву, являлось эмпирическимъ результатомъ агрономической опытности: что эта особая роль бобовыхъ растеній въ плодосмѣнѣ должна быть связана съ вопросомъ о происхожденіи азота этихъ растеній высказалъ еще въ 40-хъ годахъ Буссенго, но только въ 1884 году Гельригелю удалось доказать, что бобовыя растенія могутъ быть выращены въ пескѣ, не содержащемъ слѣдовъ азота, лишь бы въ немъ находились извѣстныя бактеріи, вызывающія, какъ это показалъ еще ранѣе М. С. Воронинъ, на корняхъ бобовыхъ растеній особаго рода желвачки. Когда на корняхъ имѣются эти наросты, бобовыя растенія получаютъ способность жить насчетъ атмосфернаго азота; когда этихъ желвачковъ нѣтъ, а почва не содержитъ соединеній азота, растеніе погибаетъ. Вотъ наглядная форма опыта, въ томъ видѣ, какъ намъ удалось ее также показать тысячамъ посѣтителей Нижегородской выставки {Могу смѣло сказать, что еще ни одному ученому не удавалось въ одной лекціи иллюстрировать всѣ основные факты, касающіеся питанія растеній, какъ это удалось мнѣ 20-го августа 1896 года на Нижегородской выставкѣ. Всѣ основныя положенія были доказаны не на рисункахъ или засушенныхъ экземплярахъ, а ни живыхъ культурахъ, при томъ выращенныхъ во всѣхъ своихъ стадіяхъ въ теченіе мѣсяцевъ на глазахъ у публики. На Брюссельской выставкѣ 1897 г. предполагалось обратить особое вниманіе на такія научныя демонстраціи, но, повидимому, на ней не было ничего такого, что могло бы выдержать сравненіе съ нашай опытной станціей.}. Рядъ стеклянныхъ банокъ, наполненныхъ промытымъ и прокаленнымъ пескомъ, политъ извѣстнымъ растворомъ, но безъ литры, слѣдовательно, безъ азота, и засѣянномъ горохомъ. Затѣмъ въ нѣкоторые сосуды (нечетные на нашей фотографіи, фиг. VI) прилито съ наперсточекъ (нѣсколько кубическихъ сантиметровъ) воды, въ которой была предварительно разболтана обыкновенная полевая или огородная почва, всегда содержащая необходимыя для насъ бактеріи. Послѣ этого мы можемъ быть увѣрены, что въ четныхъ сосудахъ, такъ какъ песокъ ихъ былъ прокаленъ, бактерій нѣтъ, въ нечетные же мы ихъ умышленно ввели. Какой получается отъ этого результатъ превосходно показываетъ намъ фотографія. Растеніе въ четныхъ сосудахъ за неимѣніемъ азота погибли; въ нечетныхъ, гдѣ, благодаря доставленнымъ ихъ почвѣ бактеріямъ, они могли добывать азотъ изъ воздуха; они превосходно развились, цвѣли и принесли обильные стручки и спѣлыя горошины.

На основаніи всего сказаннаго, одного взгляда на развитые (нечетные) растенія достаточно, чтобы предсказать, что ихъ корни должны быть покрыты желвачками, но признаюсь не безъ нѣкотораго замиранія сердца стали мы ихъ отмывать на глазахъ у публики, предваривъ впередъ, что экземпляры развитые должны имѣть желвачки на своихъ корняхъ, экземпляры же не развившіеся должны отличаться ихъ отсутствіемъ. Ожиданіе, конечно, и на этотъ разъ оправдалось. Третій сосудъ справа (фиг. VI) представляетъ такой отмытый отъ песка и перенесенный въ воду экземпляръ, корни котораго были покрыты желвачками.

Итакъ, бобовыя растенія, при содѣйствіи бактерій, пользуются даровымъ азотомъ, этимъ самымъ дорогимъ изъ удобреній; мало того, они оставляютъ часть своего азота въ видѣ корней въ почвѣ, удобряя се для послѣдующихъ культурныхъ злаковъ; мы, наконецъ, можемъ запахать все растеніе въ землю, какъ зеленое удобреніе, которое замѣнитъ намъ навозъ и т. д. И все это благодаря присутствію ничтожнаго количества бактерій, которыя сообщаютъ этимъ растеніямъ цѣнную способность существовать не только на счетъ дарового углерода,что дѣлаютъ всѣ растенія, но и на счетъ такого же дарового азота. Такая роль этихъ бактерій, естественно, подала мысль разводить ихъ искусственно. И съ 1896 года возникла новая промышленность -- торговля бактеріями, замѣняющими азотистые удобренія. Удобреніе для цѣлаго поля въ жилетномъ карманѣ- эти слова звучатъ чѣмъ-то фантастическимъ, но, взглянувъ на эту фотографію, кто же усомнится въ полной возможности такого факта. Весною 1896 года, мнѣ привелось видѣть одинъ изъ первыхъ образцовъ этого новаго удобренія (нитрагина) у самого его изобрѣтателя, профессора Ноббе въ Тарантѣ -- запаянную стеклянную трубочку съ застывшей въ ней желатиной, содержащей разводку бактерій. Стоитъ распустить эту желатину въ водѣ, смѣшать съ землею, разбросать по полю и поле удобрено самымъ цѣннымъ удобреніемъ -- азотомъ. Пока, впрочемъ, еще не приходится слышать объ особенно широкомъ примѣненіи этого новаго удобренія. Можетъ быть, оно и лучше. Лучше потому, что доказываетъ, возможность въ большей части случаевъ обойтись и безъ него; сама природа таровато разсыпала его въ любой почти почвѣ. Только въ нѣкоторыхъ исключительныхъ случаяхъ, напримѣръ, на почвахъ торфяниковыхъ, гдѣ, повидимому, нѣтъ этихъ микроорганизмовъ, удобреніе ими оказалось несомнѣнно полезнымъ. Такимъ же образомъ оно, быть можетъ, окажется полезнымъ для болѣе рѣдкихъ изъ культивируемыхъ бобовыхъ растеній, такъ какъ опыты Ноббе показали, что бактеріи, поселяющіяся на различныхъ растеніяхъ, повидимому, различны {Заводъ Люціуса изготовляетъ по указанію Ноббе различныхъ бактерій для различныхъ бобовыхъ растеній.}. Что же касается обыкновенныхъ почвъ и обыкновенныхъ бобовыхъ растеній, то, по всей вѣроятности, мы будемъ и впредь довольствоваться тѣми дозами естественнаго нитрагина, котораго природа, земля доставляетъ даромъ.

Что касается самого процесса усвоенія свободнаго азота, при содѣйствіи этихъ бактерій, поселяющихся въ корняхъ бобовыхъ, то мы должны признаться, что ничего пока о немъ не знаемъ. Мы не знаемъ даже, гдѣ и какъ совершается этотъ процессъ -- одно только очевидно, что мы не имѣемъ здѣсь дѣла съ явленіемъ такъ называемаго симбіоза, т. е. союза двухъ организмовъ; это напротивъ какая-то борьба съ перемѣннымъ счастьемъ. Въ первые моменты поселенія бактерій на корняхъ, растеніе какъ будто даже хирѣетъ, но потомъ оправляется, пожираетъ своихъ постояльцевъ и на ихъ счетъ откармливается.

Какъ бы то ни было, открытіе Гельрогеля даетъ въ первый разъ человѣку раціональное средство эксплуатировать азотъ атмосферы, какъ онъ до той поры эксплуатировалъ только ея углеродъ. Для извлеченія углерода ему достаточно было культивировать свои зеленыя растенія, для извлеченія азота приходится подумать объ одновременной культурѣ невидимыхъ бактерій. Но можетъ быть культура этихъ послѣднихъ, для той же цѣли, окажется возможной и безъ участія растеній, прямо въ почвѣ. Изслѣдованіе послѣднихъ лѣтъ, въ особенности замѣчательны работы Виноградскаго, Бертло и Дегерена, повидимому, позволяютъ ожидать многаго и въ этомъ направленіи. Быть можетъ, они принесутъ намъ научную разгадку и для другихъ пріемовъ практики, напримѣръ, объяснятъ намъ значеніе пара и т. д.

Итакъ, земледѣліе эксплуатируетъ не одну только почву и ея влагу, какъ это представлялось человѣку вполнѣ понятнымъ съ незапамятныхъ временъ, но прежде всего и главнымъ образомъ воздухъ, о чемъ мы узнали по отношенію къ углероду всего одно столѣтіе, а по отношенію къ азоту съ небольшимъ одно десятилѣтіе тому назадъ.

IV. Растеніе и солнце.

Только-что приведенный опытъ Дегерена, доказывающій поглощеніе углекислоты, въ то же время самымъ нагляднымъ образомъ показываетъ намъ зависимость растенія отъ послѣдняго и, быть можетъ, самаго важнаго условія его существованія -- отъ солнца. Между тѣмъ, какъ листья, освѣщенные солнцемъ, извлекали изъ воздуха всю его углекислоту, питаясь ею -- стоило набросить на трубку черное сукно и это явленіе прекращалось, даже измѣнялось въ обратное; листья начинали выдѣлять въ атмосферу новое количество углекислоты, образовавшейся чрезъ окисленіе растительнаго вещества кислородомъ воздуха. Въ темнотѣ растенія не только не увеличиваютъ своей массы, но еще уменьшаютъ ее, сжигая свое вещество въ этомъ процессѣ дыханія.

Итакъ, самый существенный процессъ питанія растенія, пріобрѣтеніе имъ главной его составной части -- углерода, зависитъ отъ свѣта. Эту зависимость мы должны понимать въ строго количественномъ смыслѣ. Отъ количества получаемой солнечной энергіи зависитъ количество образующагося вещества; выводъ этотъ съ очевидностью вытекаетъ изъ слѣдующаго соображенія: растеніе получаетъ углекислоту, состоящую изъ углерода и кислорода; углеродъ оно удерживаетъ, а кислородъ выдыхаетъ обратно въ воздухъ, но химія насъ учитъ, что для такого разложенія углекислоты необходимо затратитъ столько же тепла, сколько выдѣлилъ бы его этотъ освободившійся углеродъ, сгорая обратно въ углекислоту. Мы знаемъ, сколько въ вашемъ урожаѣ находится органическихъ веществъ, сколько углерода, знаемъ далѣе, сколько этотъ углеродъ освободилъ бы тепла, если бы его сжечь -- такое же, по меньшей мѣрѣ, количество тепла, въ формѣ солнечныхъ лучей, должно было получить растеніе {}. Изъ этого строго количественнаго отношенія между солнечнымъ свѣтомъ и усвоеніемъ углерода растеніемъ вытекаетъ, между прочимъ, и тотъ результатъ, о которомъ мы вскользь упомянули выше. Мы сказали: чѣмъ лучше питается растеніе на счетъ воздуха, тѣмъ менѣе оно испаряетъ воды. Этотъ фактъ поставленъ внѣ всякаго сомнѣнія изслѣдованіями французскихъ ученыхъ, Дегерена и Жюмеля и мы можемъ дать ему такое объясненіе. На разложеніе углекислоты затрачивается энергія солнечныхъ лучей, но она же тратится и на испареніе воды; чѣмъ болѣе будетъ та доля, которая производительно затрачивается на питаніе, тѣмъ менѣе останется для непроизводительной ея траты на испареніе. Но, съ другой стороны, доказано, что питаніе листьевъ находится, между прочимъ, въ зависимости отъ доставленныхъ

Кромѣ этого, самыми точными опытами доказаннаго соотношенія между солнечнымъ свѣтомъ и усвоеніемъ углерода, новѣйшія изслѣдованія Лорана, повидимому, указываютъ на еще совершенно новое. По мнѣнію этого изслѣдователя, образованіе бѣлковыхъ веществъ въ растеніи, изъ полученныхъ ими азотнокислыхъ солей зависитъ отъ невидимыхъ ультра-фіолетовыхъ лучей солнца, растенію солей калія, откуда можно усмотрѣть, какъ сложно иногда сплетается вліяніе почвы, влаги, воздуха и солнца и какъ безконечно сложна задача сельскаго хозяина, заключающаяся въ наилучшей эксплуатаціи всѣхъ этихъ четырехъ факторовъ.

Но, можетъ быть, возразятъ: эти соображенія о зависимости растенія отъ солнца очень любопытны, но какой же они могутъ представить практическій интересъ, вѣдь все равно, намъ не прибавить и не убавить ни одного луча солнца.

Конечно такъ, но изъ этого вытекаетъ съ очевидностью тотъ мало извѣстный выводъ, что предѣлъ плодородія данной площади земли опредѣляется не количествомъ удобренія, которое мы могли бы ей доставить, не количествомъ влаги, которою мы ее оросимъ, а количествомъ свѣтовой энергіи, которую посылаетъ на данную поверхность солнце. Между тѣмъ, только отправляясь отъ этого положенія, можемъ мы вполнѣ понять экономическое значеніе земледѣлія. А такое пониманіе важно не для одного только земледѣльца, но и для государственнаго человѣка. "Нашъ министръ финансовъ, -- остроумно замѣчаетъ Г. Фогель, въ рѣчи, произнесенной на послѣднемъ съѣздѣ нѣмецкихъ натуралистовъ,-- конечно, и не подозрѣваетъ, что тѣми 87 милліоннами, которые ему даетъ сахарный акцизъ, онъ обязанъ химическому дѣйствію свѣта", т. е. солнцу. Въ послѣднее время у насъ часто приходится слышать разсужденія о "нѣдрахъ земли", о тѣхъ богатствахъ, которыя въ нихъ сокрыты, о каменномъ углѣ, который таится въ этихъ нѣдрахъ, откуда русскій рабочій призванъ его извлекать, хотя бы въ ущербъ себѣ, но зато въ подрывъ англійскому рабочему, какъ-то ухитряющемуся доставлять намъ его дешевле, чѣмъ онъ обходится намъ дома. Каждый разъ, что случается слышать эти разсужденія, невольно приходятъ на умъ такія соображенія. Вѣдь этотъ черный уголь только солнечный лучъ, схоронившійся въ землѣ, а какіе потоки этихъ лучей изливаетъ солнце на безконечный просторъ нашей родины. Или мы ужъ изловчились уловить ихъ всѣхъ и наша безграничная равнина покрыта воздѣланными полями и лугами, какъ поверхность Англіи? И, наоборотъ, не потому ли англійскій рабочій вынужденъ былъ зарыться въ землю, потому что на его тѣсномъ островкѣ не всякій можетъ предъявить свое droit au soleil? Говорятъ, трудъ земледѣльца плохо окупается, но неужели подземный трудъ углекопа оплаченъ лучше? Почему же тогда порою заходитъ рѣчь о томъ, что было бы полезно, вѣроятно, для возбужденія благороднаго соревнованія, замѣнить этотъ свободный трудъ трудомъ арестанта-каторжника? Если мы такъ озабочены извлеченіемъ изъ нѣдръ земли тѣхъ лучей солнца, которые рабочій обреченъ добывать ползкомъ и скрючившись въ безпросвѣтномъ мракѣ шахты, то почему же не позаботиться намъ ранѣе о лучшемъ использованіи тѣхъ неисчислимыхъ сокровищъ даровой силы, которую онъ можетъ добывать на вольномъ воздухѣ, подъ ясными лучами для всѣхъ равно свѣтящаго солнца, гордо поднявъ голову и молодецки потряхивая кудрями, какъ его прототипъ -- Микула? И не забудемъ, что этотъ черный уголь никогда не уйдетъ отъ насъ, хотя бы мы его приберегли на черный день, а каждый лучъ солнца, не уловленный зеленою поверхностью поля, луга или лѣса -- богатство, потерянное навсегда и за растрату котораго болѣе просвѣщенный потомокъ когда-нибудь осудитъ своего невѣжественнаго предка.

Земледѣлецъ изъ дарового сырого матеріала -- воздуха и даровой силы -- солнечнаго свѣта изготовляетъ цѣнности; въ этомъ главная тайна производительности его труда. Но мыслимый предѣлъ производительности этого труда, приложеннаго къ данной площади, опредѣляется солнцемъ. Уже теперь, конечно, въ очень несовершенной формѣ, можемъ мы приблизительно опредѣлить физическій предѣлъ этого плодородій, т. е. тотъ предѣлъ, котораго человѣческое искусство, при помощи, никогда не переступитъ. Оказывается, что самыя интенсивныя наши культуры утилизируютъ 1--2% всей солнечной энергіи, получаемой съ данной площади. Можно ли изъ этого заключить, что намъ когда-нибудь удастся использовать всѣ эти 100% солнечнаго свѣта. Конечно, нѣтъ, потому что тогда растеніе было бы не зеленое, а черное. Растеніе можетъ использовать только ту часть солнечнаго свѣта, которую оно поглощаетъ, а это поглощеніе зависитъ отъ его зеленаго вещества -- хлорофилла. Это вещество, оказывается, поглощаетъ, примѣрно, около 20--30% всего падающаго на него свѣта. Но это еще не все. Непосредственные опыты, излагать которые здѣсь было бы неумѣстно, убѣждаютъ, что и эта величина должна быть понижена вдвое. Слѣдовательно, 10--15% солнечнаго свѣта -- вотъ все, что можетъ быть утилизировано растеніемъ, а мы только что видѣли, что, при помощи самыхъ интенсивныхъ своихъ культуръ, мы утилизируемъ уже до 2% Значитъ, когда человѣкъ когда-нибудь успѣетъ увеличить производительность самыхъ интенсивныхъ своихъ культуръ разъ въ пять, то вѣроятно будетъ вправѣ сказать, что получилъ все физически возможное, все, что даетъ ему солнце.

Это предѣлъ теоретическій, далекій; (посмотримъ же, пока, что означаетъ тотъ предѣлъ, который осуществленъ на практикѣ. Какъ относится онъ къ количеству затраченнаго на него труда. Другими словами, насколько можетъ, а, слѣдовательно, долженъ вознаграждаться трудъ, приложенный къ землѣ. Рислеръ вычисляетъ, что для всѣхъ работъ на гектарѣ пшеницы нужно 50 рабочихъ дней, а при урожаѣ въ десять гектолитровъ получится количество, примѣрно, въ двадцать два раза болѣе того, которое затратится на пищу рабочаго за это время. Но человѣку нужно прокормить себя не 50, а цѣлыхъ 365 дней, слѣдовательно, при сказанномъ урожаѣ получится количество хлѣба, достаточное на троихъ. Понятно, что такой урожай, продолжаетъ Рислеръ, немыслимо малъ -- не можетъ же человѣкъ довольствоваться однимъ хлѣбомъ {Что сказалъ бы почтенный французскій ученый о населеніяхъ, для которыхъ и такое довольство не всегда достижимый идеалъ.}; откуда же покроетъ онъ другія свои потребности, постоянно возрастающія съ развитіемъ человѣческой культуры? Очевидно, заключаетъ онъ, необходимы урожаи въ 20--25--30 гектолитровъ и они вполнѣ осуществимы. Возможны урожаи въ 40--60, наконецъ, извѣстенъ случай, когда онъ доходилъ до 72 гектолитровъ на гектаръ. Но что же такое этотъ урожай въ 10 гектолитровъ, который признается французскимъ ученымъ немыслимо малымъ? Это Нашъ обычный средній крестьянскій урожай въ 5 четвертей ржи на десятину (по профессору А. Ѳ. Фортунатову), падающій для цѣлыхъ уѣздовъ до 4 и даже 3. А между тѣмъ датскій крестьянинъ получаетъ для своей пшеницы средній урожай въ 18 четвертей!

Откуда же такая разница, гдѣ ея причина? Говорятъ величайшій благодѣтель человѣчества тотъ, кто научитъ получать два колоса, гдѣ прежде родился одинъ. Сколько должно народиться этихъ благодѣтелей для русскаго крестьянина, пока его доля сравняется съ долей его датскаго собрата? Не можемъ ли мы, по крайней мѣрѣ, угадать, откуда, съ какой стороны ждать ихъ пришествія? Мы, натуралисты, даже въ области догадокъ руководимы индукціей. Наше поколѣніе воспиталось на книгѣ, о которой, повидимому, вспомнило и молодое поколѣніе судя по тому, что появляется ея новый переводъ -- на "Логикѣ" Милля {Съ глубокой благодарностью вспоминается при этомъ дорогой для цѣлаго ряда поколѣній петербургскихъ студентовъ Андрей Николаевичъ Бекетовъ. Въ ваши студенческіе годы онъ собиралъ у себя студентовъ-натуралистовъ для чтенія рефератовъ научныхъ споровъ и т. д. На этихъ четвергахъ пишущему эти строки приходилось именно излагать логику Милля. Остаюсь при убѣжденіи, что эта была болѣе здоровая пища для молодыхъ умовъ, чѣмъ Шопенгауэръ и Нитцше, которыми дурманили головы позднѣйшихъ поколѣній.}, а въ ней имѣется такъ называемый второй канонъ экспериментальнаго изслѣдованія, поясняющій, что "если одинъ случай, когда наблюдается, данное явленіе, отличается отъ другого, когда оно не наблюдается однимъ условіемъ, то это условіе и есть причина или часть причины наблюденнаго явленія". Только что мы видѣли блестящій рядъ примѣненій этого пріема индуктивной логики. Почему та гречиха развилась роскошно, а эта захирѣла; чего не доставало ей? Опытъ отвѣчаетъ намъ -- азота. Почему та кукуруза разрослась до потолка, а эта замерла на первыхъ же листочкахъ; чего не доставало ей? Опытъ говоритъ -- желѣза. Чего же недостаетъ русскому крестьянину такого, что есть у его датскаго собрата? Быть можетъ, на этой необозримой равнинѣ ему недостаетъ угодій? Или земля у него хуже, чѣмъ у датчанина? Или солнце свѣтитъ ему не такъ привѣтливо? Или его самого обидѣла природа и не хватаетъ ему сметки и умѣнья? Или, быть можетъ, онъ слаще ѣстъ и долѣе спитъ и не привыкъ къ тяжелому труду? Конечно, нѣтъ! Такъ, гдѣ же кроется различіе? Я полагаю, исторія отвѣчаетъ однимъ словомъ; это слово -- школа {Читатели "М. Б.", кстати, недавно имѣли случай познакомится съ исторіей датской народной школы въ XIX столѣтіи и съ современной политической ролью датскаго крестьянства.}. Школа всѣмъ доступная и сильная всеобщимъ къ ней сочувствіемъ -- вотъ та "причина или часть причины", которая приноситъ на поляхъ датскаго крестьянина тотъ урожай, о которомъ не смѣетъ и помыслить нашъ крестьянинъ. Мы съ радостью передаемъ извѣстіе, что то тамъ, то здѣсь, крестьяне стали сѣять клеверъ, а исторія земледѣлія повѣствуетъ, что этотъ клеверъ спасъ нѣмецкое крестьянство отъ неминуемаго разоренія сто слишкомъ лѣтъ тому назадъ. Культура поля всегда шла объ руку съ культурой человѣка. Нѣмецкій учитель, говорятъ, побѣдилъ подъ Седаномъ. Будемъ утѣшать себя надеждой, что нашъ учитель поведетъ нашъ народъ къ иной побѣдѣ -- безкровной и не угрожающей отместкой, къ побѣдѣ надъ природой, надъ невѣжествомъ и его неизмѣнной спутницею -- нищетою {Лекція читана въ пользу Общества попеченія объ улучшеніи быта учащихъ въ начальныхъ училищахъ.}.

"Міръ Божій", No 1, 1898

Оставить комментарий Тимирязев Климент Аркадьевич (bmn@lib.ru) Год: 1898 Обновлено: 31/12/2019. 86k. Статистика. Речь: Ботаника Критика и публицистика Иллюстрации/приложения: 4 штук.	Скачать FB2 Ваша оценка:

Тимирязев Климент Аркадьевич Физиология растений, как основа рационального земледелия

Физіологія растеній, какъ основа раціональнаго земледѣлія *).