Развитие физиологии растений

Стивен Гейлс показал движение сока в растениях от корней к листьям. Спустя 100 лет французский физиолог А. Дютроше открыл явление эндоосмоса. Немецкий ботаник Г. Олерт доказал, что жидкости всасываются корневыми волосками (1843).

Питание растений: «водная» и «гумусная» теории

Английский исследователь Джозеф Пристли (1733–1804) обнаружил некое действие зеленых растений на «качество воздуха», а Ян Ингенхаус (1730–1799) четко подтвердил, что именно углекислый газ поглощается ими на свету.

Эти данные было непросто согласовать с фундаментальными работами А. Лавуазье (1745–1794), установившего ход элементарных окислительных процессов и предположившего, что в живых существах происходит «медленное сгорание» питательных веществ с выделением углекислоты.

Теодор де Соссюр (1776–1845) подтвердил данные предшественников о поглощении растениями как углекислоты, так и зольных элементов.

По его мнению, растения получают углерод в виде углекислого газа и азот в виде аммиака из воздуха, а остальные элементы – из почвы в виде солей. Ю. Либих показал, что химические элементы в растения поступают двумя путями: одни, как углерод, из воздуха, другие – в виде водных растворов из почвы. Он впервые по достоинству оценил роль фосфора и калия в жизни растений. Он писал: «Без этих двух элементов не может быть плодородия наших полей».

Закон минимума

Закон минимума заключается в том, что внесение в почву других веществ не приведет к увеличению урожая. Либих недооценивал значение азота, полагая, что растения получают его из воздуха.

Эта ошибка была исправлена Ж. Б. Буссенго. Он поставил опыты и доказал, что азотные удобрения совершенно необходимы для развития растений. При этом растения могут получать азот только в виде солей, тогда как почвы, содержащие азот в виде сложных органических соединений, оказываются фактически бесплодными. Он отметил разницу между злаковыми и бобовыми растениями по отношению к азоту. Он писал, что «культуры, берущие из почвы больше всего азота, ее наиболее истощают», и «для восстановления в почве той степени плодородия, которой она обладала до посева, следует внести с навозом эквивалентное количество азота».

Кроме того, Ж. Б. Буссенго – основатель вегетационного метода исследований в области физиологии растений и агрономии. Он выполнил ряд оригинальных работ по изучению круговорота веществ в земледелии. Используя точечный метод, Ж. Б. Буссенго заложил основы баланса питательных элементов в земледелии.

Ж. Б. Буссенго автор двух фундаментальных трудов: «Полевое хозяйство в свете химии, физики и метеорологии» (1851, Т. 1–2) и «Агрономия, земледельческая химия и физиология» (1864, Т. 1–7).

К середине XIX в. была в основном решена проблема корневого и воздушного питания растений, что явилось не только важнейшим научным достижением, но и послужило основой практической агрохимии.

Вопрос о потреблении растениями азота. Заложение основ сельскохозяйственной микробиологии

Согласовать противоречивые данные удалось лишь после того, как в 1886 г. немецкий агрохимик Г. Хельригель показал связь между образованием клубеньков на корнях бобовых растений и уровнем фиксации ими азота.

В ходе работ С. Н. Виноградского и М. Бейеринка были выделены и исследованы симбиотические и свободноживущие бактерии-азотфиксаторы.