Коллектив авторов - История биологии с древнейших времен до начала XX века

Никола Теодор Соссюр. 1767–1845.

Итак, в работах Соссюра нашли блестящее завершение исследования по воздушному питанию растений, начатые в XVIII в. Им была установлена необходимость этого процесса для жизни растений и выяснены его основные факторы. В то же время Соссюр явился по существу основоположником учения о минеральном питании растений. Опытным путем он доказал необходимость зольных элементов для их нормального роста и развития. Однако ясные и убедительные доводы женевского исследователя о существовании у растений воздушного и минерального питания вскоре натолкнулись на недоверие, а затем и вовсе были забыты. Причиной тому послужило одностороннее увлечение ученых и практиков земледелия гумусовой теорией питания, согласно которой все необходимые для роста и развития вещества растения получают из перегноя почвы.

Гумусовая теория возникла еще в конце XVIII в. К ней привело обнаружение зависимости плодородия почвы от количества перегноя (гумуса). Однако широкую популярность эта теория получила лишь в начале XIX в. благодаря широкой пропаганде немецким агрономом А.Д. Тэером (1800), который считал увеличение количества перегноя в почве основным условием поднятия урожайности. Что касается минеральных веществ, то, по его мнению, они могли способствовать лишь усвоению растением перегноя. Плодородие почвы Тэер определял в «градусах» и считал, что оно значительно повышается от внесения навозных удобрений и от пребывания почвы под паром. Кроме того, он полагал, что одни сельскохозяйственные растения преимущественно истощают гумус почвы и тем самым понижают ее плодородие, а другие, наоборот, повышают его.

Альбрехт Тэер. 1752–1828.

Представления Тэера о питании растений, как и большинства современных ему ботаников-физиологов, опирались не на экспериментальные исследования, а на соображения, высказанные предшественниками. И хотя ему были известны исследования Сенебье и Соссюра, наблюдения и выводы Гассенфратца увели его в сторону от правильного решения вопроса. Определяя углерод в семенах и в выращенных из них на питательных водных растворах проростках, Гассенфратц всегда констатировал его убыль. Эту убыль он объяснял отсутствием при прорастании перегноя, из которого проросток мог бы черпать добавочное количество углерода. Таким образом, верно подмеченный факт получил неверное объяснение. В действительности же падение содержания углерода связано с недостаточной ассимиляционной деятельностью проростка в условиях неправильно составленной питательной смеси водной культуры.

Хотя некоторые ученые 20-30-х годов XIX в. (Н. Соссюр в Швейцарии, К. Шпренгель в Германии, Ж. Буссенго во Франции, Г. Дэви в Англии, М.Г. Павлов, А.Л. Ловецкий и С.М. Усов в России) не разделяли полностью взглядов Тэера, считая, что источником питания растений не могут служить только какие-либо отдельные вещества (вода, воздух или перегной), они не могли изменить положительного отношения широких научных кругов к гумусовой теории. Более чем 30-летнее господство гумусовой теории и безоговорочное признание всех ее положений не могло не сказаться отрицательно на изучении питания растений. В итоге существование у растений воздушного питания было отвергнуто. Так, Л. Тревиранус в своей двухтомной «Физиологии растений» (1835–1838) рассматривал выделение листьями кислорода как явление, не имеющее ничего общего с процессом питания растений. Это мнение разделял и один из наиболее крупных и передовых ботаников того времени Шлейден.

Об уровне воззрений на значение минеральных веществ свидетельствует повторное выдвижение Геттингенской Академией в 1836 г. конкурсной темы Берлинской Академии (1800), в которой вновь ставился вопрос, являются ли неорганические элементы, обнаруживаемые в растениях, настолько важными составными частями вегетирующего организма, что он нуждается в них для своего нормального развития? Однако ответ, данный на него Вигманом и Польсторфом в 1842 г., был иным, нежели в 1800 г. Его характер станет яснее после ознакомления с работами Ю. Либиха о минеральном питании растений.

В 1840 г. в Британской ассоциации выступил уже известный тогда немецкий химик Ю. Либих с докладом о состоянии органической химии. Его доклад включал основные положения книги «Органическая химия в ее приложении к земледелию и физиологии», вышедшей в том же году (при жизни Либиха она издавалась семь раз, не считая переводов). Написанная популярно, блестящим языком, наполненная острой и смелой полемикой, книга привлекла всеобщее внимание к проблеме питания растений и произвела огромное впечатление в научном мире и среди земледельцев. Тонкий сарказм, с которым Либих высмеивал сторонников гумусовой теории, сделал то, чего не могла сделать логика экспериментов Соссюра и Буссенго. Однако Либих отрицал значение гумуса не полностью, он оставлял за ним роль источника почвенной углекислоты, которая, ускоряя процесс выветривания силикатов, якобы подготавливает растениям неорганическое питание.

Справедливо подчеркивая большое значение для жизни растений минеральных удобрений и отвергая какую бы то ни было возможность усвоения корнями готовых органических веществ, Либих, однако, недооценивал значение азота. Он считал, что пищу растений составляют только неорганические соединения почвы и воздуха. Воздух поставляет растению углерод в составе углекислого газа, азот поступает из аммиака, водород и кислород — из воды, а остальные элементы — калий, кальций, сера и фосфор — из почвы; и если запасы углерода и водорода неисчерпаемы, то почва нуждается в пополнении минеральных веществ по мере их потребления.

Юстус Либих. 1803–1873.

Особенно упорно и красноречиво Либих настаивал на необходимости возврата в почву минеральных веществ, считая это основным законом агрохимии («закон возврата»). Он полагал, что в почву должны быть в первую очередь возвращены те вещества, запасы которых наиболее истощены. Внесение любых других веществ не дает прироста урожая, пока не будет устранен недостаток соединения, содержащегося в минимальном количестве. Эта рекомендация была названа «законом минимума». На необходимость возврата минеральных веществ прежде указывали Палисси, Шпренгель и другие, но никто не отстаивал своих взглядов с такой убедительностью, последовательностью и страстностью, как Либих.