Новости
07.12.2016


07.12.2016


07.12.2016


06.12.2016


06.12.2016


20.05.2015

С самого момента прорастания культурному растению приходится затрачивать часть энергии на преодоление тех механических препятствий, которые оно встречает в виде связности, явлений прилипания, трения и других аналогичных физических свойств той почвы, в которой этому растению приходится развиваться. Такую работу приходится производить как зародышу прорастающего семени на пути выхода его на поверхность почвы, так в особенности подземным частям растения — корням, при распространении их в горизонтальном и вертикальном направлениях, корневищам, развивающимся луковицам, клубням и т. п.
Некоторые ученые, изучавшие данный вопрос, не придавали существенного значения тому механическому сопротивлению, которое может оказать та или иная почва развивающимся растениям. Так, Hеinriсh считал, что даже наиболее тяжелые и связные почвы не представляют по своим физическим свойствам никаких препятствий для проникновения в них корневой системы, и с этой точки зрения не причислял тех физических свойств почвы, которые упомянуты нами выше, к факторам, могущим так или иначе влиять на урожайность культивируемых растений, уделяя этим физическим свойствам лишь значение таких факторов, которые обусловливают собою большую или меньшую трудность обработки почвы сельскохозяйственными орудиями. В подтверждение своих взглядов Heinrich ссылался между прочим на опыты Sachs, показавшие, что зародышевый корень своею верхушкою в состоянии проникать даже в ртуть, т. е. в среду, по удельному своему весу во много раз превосходящую удельный вес растительного корня. Исходя из этих соображений, Heinrich объяснял пользу разрыхления почвы, достигаемого при механической обработке последней, исключительно лишь созданием лучших условий для аэрации почвы, а следовательно, и для дыхания растительных корней, а также и тем, что рыхлая почва, по сравнению с плотной, с большею легкостью отдает растениям как влагу, так и питательные вещества. Таким образом, с точки зрения указанного автора, при обсуждении вопросов, связанных с урожайностью растений вообще и с плодородием почвы в частности, упомянутый фактор — механическое сопротивление почвы развивающимся растениям — может не приниматься во внимание.
Взгляды Heinrich и других встретили, однако, существенную критику со стороны С. Богданова, который, разобрав литературу этого вопроса и приведя целый ряд соображений и фактов из сельскохозяйственной практики, противоречащих изложенным взглядам Heinrich, подчеркнул, наоборот, чрезвычайно большую важность рассматриваемого фактора в жизни культурных растений. Свою точку зрения С. Богданов подкрепил результатами исследований как некоторых других ученых, так и своих собственных, определенно выяснивших, что развивающимся в почве растительным частям приходится иногда производить «непосильную» для себя работу, ослабляющую и задерживающую в силу этого их рост и резко отражающуюся в результате на окончательном урожае. В подтверждение своих взглядов С. Богданов указывает на целый ряд общеизвестных фактов из сельскохозяйственной практики; так, при посеве в парниках очень мелких семян (табака и пр.) опытные работники обычно прикрывают такие семена возможно более рыхлым субстратом, поливают их во избежание уплотнения почвы с возможно большею осторожностью и т. д. — в целях облегчить слабым растениям процесс выхода их из почвы на солнечный свет. Далее, общеизвестный факт губительного действия на всходы образующейся на поверхности «припадливых» почв корки, лучший рост и развитие растений, культивируемых ради подземных частей (картофеля, топинамбура, лука и др.), именно на рыхлых и легких почвах и пр. — все это до некоторой степени действительно может служить косвенным подтверждением только что изложенной точки зрения.
Чтобы доказать то основное положение, что механическое сопротивление, оказываемое почвою, может иногда или совершенно задержать выход из последней всходов или же, задерживая его в течение некоторого времени, ослабляющим образом действовать на ростки, С. Богдановым были организованы следующие простые опыты. Одни зерна пшеницы проращивались на поверхности влажной фильтровальной бумаги, другие — на влажном песке и прикрывались очень тонким слоем такого же песка, третьи — также на влажном песке, но прикрыты были тем же песком слоем в 5 CM, причем эта прикрышка старательно уплотнялась помощью пестика. Доступ внешнего воздуха семенам был обеспечен стеклянною трубкою. По истечении определенного срока прорастающие семена были подвергнуты обследованию. Оказалось, что в первых двух случаях общее удлинение надземных частей ростков равнялось приблизительно 14—17 см, между тем как в третьем опыте зерна дали ростки, удлинившиеся лишь до 3—4 см, после чего дальнейший рост прекратился; надземные органы, таким образом, не могли проложить себе дорогу на свет. Когда затем ростки, задержанные в своем развитии прикрывавшим их песком, помещены были на поверхности такого же влажного песка, то ростки стали немедленно же удлиняться и достигли в общем 12,5 см.
Эти простые опыты наглядно показали, что механическое сопротивление субстрата способно совершенно задержать выход из него всходов, а задерживая его в течение некоторого времени, может действовать на рост ослабляющим образом.
Теперь посмотрим, как велика сила, которою обладают растения, преодолевая при своем развитии механическое сопротивление почвы.
Muller проращивал зерна кукурузы, помещенные в тяжелую глинистую почву, между двумя стеклянными пластинками; верхняя пластинка поднималась ростками даже при нагрузке в 375 г (для опыта взято было 80 зерен); нагрузка в 500 г была для них уже непосильной. Следовательно, сила поднятия груза отдельными ростками выражалась цифрой 6,25 г.
Marek, желая определить силу, с которой давят корни ростков гороха, пользовался аппаратом, состоящим из очень подвижного блока, через который была переброшена нить с укрепленными на обоих концах чашечками; на одну из них давил направляющийся при своем росте вниз корень развивающегося зародыша гороха, на другую же помещался груз, необходимый для поддержания равновесия. Оказалось, что крупные семена гороха, весом в 0,41 г, прорастали с силою корня 2,35 г, мелкие же, весом в 0,15 г, — с силою 0,25 г.
В своих опытах С. Богданов, видоизменив несколько описанный аппарат Mаrеk, также исследовал ту силу, с которой поднимаются вверх всходы разных растений, главным образом пшеницы. Прибор представлял собой укрепленный на штативе латунный блок около 2 см диаметром, очень подвижный. К одному концу переброшенной через этот блок нити прикреплялась в виде ведерца чашечка для накладывания груза, а к другому — плоская чашечка с отверстием посредине для укрепления в нем при помощи пробок стеклянных трубок различного диаметра. Начавшее прорастать семя, обернутое лентою пропускной бумаги, слегка зажималось между двумя кусками пробки; пропускная бумага нижними концами погружалась в воду и оставалась во все время опыта влажною, благодаря чему и продолжавшее развиваться растеньице постоянно получало необходимую ему воду; семя укреплялось под плоскою чашечкою аппарата таким образом, чтобы стебелек или вообще надземные органы направлялись прямо вверх и должны были войти в стеклянную трубку, укрепленную в отверстии плоской чашечки аппарата. Нижний конец этой трубки гладко обтачивался, так что она могла стоять на ниже расположенной пробке с закрепленными в ней прорастающими семенами.
Результаты опыта приведены в следующей таблице:

Механическое сопротивление, оказываемое почвой развитию растений

Из этих цифр видно, что росток пшеницы обладает значительной силой для устранения препятствий, находящихся на пути удлинения его надземных органов.
Pfeffer (заимствуем описание его опытов из той же работы С. Богданова) применил в своих исследованиях совершенно новый метод, причем главным образом пользовался гипсовыми повязками, которые окружали исследуемые части растения и, не допуская их сгибания, позволяли растительному органу только в известном направлении проявлять силу, с которой происходил рост. Применяя специальные приспособления, Pfeffеr определял соответствующую силу для корней и стеблевых частей ряда растений. Вот некоторые из полученных им результатов.
Механическое сопротивление, оказываемое почвой развитию растений

Все приведенные данные показывают, что развивающиеся части растений способны проявлять весьма большую силу в деле преодоления механических препятствий. На основании этих данных можно было бы, таким образом, заключить, что связность даже самых тяжелых глинистых почв едва ли может представить существенное препятствие развивающимся корням и что, следовательно, едва ли надо придавать рассматриваемому фактору какое-либо значение в вопросах урожайности и плодородия почв. Однако непосредственные исследования связности почв, а также того сопротивления, которое оказывают последние внедряющемуся в них постороннему телу, изучение явлений прилипания почв к различным телам,, оказываемого ими трения и пр., убеждают нас в том, что абсолютные величины той силы, которая потребна бывает для преодоления упомянутых выше свойств, должны иногда измеряться огромными цифрами, в силу чего культурные растения могут иногда оказаться бессильными в борьбе с теми механическими препятствиями, которые они встречают в лице названных выше физических свойств почвы.
Что касается того сопротивления, которое оказывают различные почвы внедрению в них посторонних тел (например, клина), то явление это подвергалось неоднократным исследованиям, причем различными исследователями применялись самые разнообразные методы. Работы Volkеr, Schubler, Hoberlandt и др. дали в этом отношении обильный материал. Особенный, однако, интерес и ценность представляют исследования Puchner. Приведем главнейшие результаты, к которым он пришел на основании своих работ.
Так, для вдвигания в почву полированного стального клина 0,5 см ширины, 1 см вышины и с углом в 13° требуется затратить следующую силу, выраженную в граммах.
Механическое сопротивление, оказываемое почвой развитию растений

Из приведенных цифр видно, что сопротивление, оказываемое почвою внедрению клина, тем больше, чем более она мелкоземиста, причем это сопротивление может выражаться иногда громадныvи цифрами. Далее, у мелкоземистых почв сопротивление это выражается большими величинами, когда они находятся в сухом состоянии; у грубых же почв, наоборот, сопротивление это выражается большими цифрами, когда они находятся во влажном состоянии.
Из факта существования тесной зависимости между величиной составляющих почву частиц и оказываемым данной почвой сопротивлением внедряющемуся телу можно заключить о той благодетельной роли, которую может сыграть в описываемых явлениях структурность почвы.
Позднейшие исследования в области изучения оказываемого почвою механического сопротивления, произведенные помощью особого «почвенного зонда», сконструированного Van Schermbeek, а также и особого аппарата, измеряющего величину этого сопротивления, предложенного Mitscherlich, подтвердили основные положения Puchner.
В виду того что значительную часть общего сопротивления, возникающего при проникновении в почву постороннего тела (например, корней растений), составляет сопротивление прилипания и трения, остановимся на рассмотрении и этих частных явлений.
Явления прилипания почвы к деревянным и металлическим телам изучались Sсhublеr и Schachbasian. Приведем полученные ими результаты. Для того чтобы оторвать пластинку (площадью в 100 см) от почвы, надо затратить следующие усилия, выраженные в граммах:
Механическое сопротивление, оказываемое почвой развитию растений

Дальнейшие опыты Schachbasian устанавливают тесную зависимость силы прилипания от механического и структурного состава почв, что ясно видно из следующей таблицы.
Надо затратить следующие усилия, выраженные в граммах:
Механическое сопротивление, оказываемое почвой развитию растений

Из приведенных цифр мы убеждаемся, что и явления прилипания почвы к посторонним телам выражаются у мелкоземистых и бесструктурных почв огромными цифрами (по данным того же автора, явления прилипания выражаются тем резче, чем в большей стадии увлажнения находится почва).
Что касается явлений трения почвенных частиц о металлические и деревянные предметы, то в этой области имеются исследования того же автора (Sсhасhbаsiаn). Помощью особо сконструированного прибора и соответствующих математических вычислений упомянутый автор получил следующие цифры, выражающие «коэффициент трения»:
Механическое сопротивление, оказываемое почвой развитию растений

Из приведенных цифр видно, что когда почва находится во влажном состоянии, то коэффициент трения тем больше, чем мелкоземистее почва; наоборот, когда она суха, то этот коэффициент по мере уменьшения почвенных частиц уменьшается. В увлажненной почве влияние на уменьшение коэффициента трения структурности почв вырисовывается отчетливо. В сухой же почве мы видим обратное; здесь приходится, по-видимому, принимать во внимание не только трение почвы о постороннее тело, но и трение самих почвенных частиц друг о друга.
Таким образом, некоторые почвы в некоторых случаях могут оказывать внедряющемуся в них постороннему телу громадное механическое сопротивление в силу явлений связности, прилипания, трения и т. п.
Несомненно, все установленные выше данные мы должны признать условными, ибо методы изучения всех этих явлений крайне неточны. Несомненно также, что установленные в этой области положения ни в коем случае нельзя целиком и безоговорочно применять к случаям проникновения в почвенную толщу корневой системы растений —хотя бы уже потому, что последняя прокладывает себе путь обычно по линии наименьшего сопротивления — по трещинам, ходам червей, по каналам, образовавшимся от сгнивания корней диких многолетников (А. Модестов), и т. п., но все же нельзя не признать, что то громадное сопротивление, которое оказывает почва разрастающимся частям растения, не может быть игнорируемо, ибо едва ли можно сомневаться в том, что некоторым растениям иногда может и нехватать сил для его преодоления.
С этой точки зрения представляет большой сельскохозяйственный интерес вопрос о способах искусственного уменьшения в почве этой силы сопротивления (внесением извести, органических удобрений, созданием в почве определенной структурности и т. п.).
В последнее время вопрос о том механическом сопротивлении, которое может оказывать почва разрастающимся растительным частям, вновь стал завоевывать к себе интерес. Однако выводы, к которым пришли различные исследователи, изучавшие этот вопрос, довольно разноречивы. Так, Mitsсhеrliсh придает оказываемому почвами сопротивлению весьма большое значение и указывает, что это сопротивление может иногда выражаться существенным понижением урожая, ибо корни, проникая в почву, должны затрачивать на эту работу значительное количество энергии и вещества, образовавшегося при ассимиляции в надземных органах. С этой точки зрения Mitscherlich видит одну из главных задач механической обработки почв именно в стремлении уменьшения для растений расхода той энергии, которая может быть использована тогда для повышения урожая.
С другой стороны, Ehrenberg на основании своих изысканий приходит к обратному выводу и указывает, что сопротивление, которое оказывает почва растению, вообще не играет существенного значения, и в доказательство этого приводит между прочим наблюдения Clark, согласно которым плод тыквы мог развиваться при давлении на него извне, доходящем до нескольких сот фунтов, исследования Krabbe, показавшие, что рост в толщину древесных корней задерживался лишь давлением в 10—20 атмосфер, и, наконец, исследования Wacker, согласно которым более слабый и медленный рост корней в плотной почве, сравнительно с рыхлой, объясняется исключительно недостатком в первой кислорода. Кроме того, и описанные выше опыты Pfeffer показывают, что корни растений развивают огромную силу для преодоления механических препятствий.
Все это указывает на желательность дальнейшей разработки этого важного вопроса.