Доклад по агрохимии

Страница 2

Развитие агрохимии в Западной Европе

Не входя в изложение исследований в области агрохимии в Западной Европе более раннего периода, отметим работы по агрохимии, начиная с Х1Х столетия, когда в лабораториях развернулась работа по изучению питания растений.

В 1804 г. получили известность исследования по асси­миляции углерода и дыханию растений. Французский ученый Соссюр провел детальный анализ золы растений и на основа­нии этих данных пришел к выводу, что минеральные вещества не случайно проникают с растение. Например, фосфорнокислая известь была найдена им взоле всех растений.

В 1800 г. Шрадер нашел в проростках в 4 раза больше золы, чем в семенах (причина - нечистота условий опыта), и пришел к выводу, что растения сами производят свои зольные вещества посредством жизненной силы и не нуждаются в дос­тавлении их извне. Для проверки этого утверждения СОссюр выращивал растения на дестиллированной воде и нашел в них минеральных веществ столько же, сколько их было в семенах. Таким образом, Соссюром были экспериментально опровергнуты виталистические представления Шрадера о питании растений.

На основании своих опытов Соссюр пришел к выводу, что

главным источником углерода для растений является атмосфе­ра, а почва - источником зольных веществ. Либих впоследс­твии использовал анализы и выводы Соссюра в качестве дово­дов в пользу теории минерального питания растений.

В конце ХУ111 и в начале Х1Х столетия в Западной Ев­ропе была широко распространена так называемая гумусовая теория питания растений. Один из наиболее видныхъ сторон­ников этой теории немецкий ученый Тэер говорил о гумусе следующим образом. Плодородие почвы зависит собственно це­ликом от гумуса, так как, кроме воды, он представляет единственное вещество почвы, могущее служить пищей расте­ний.

В то время считалось, что чем больше питательных ве­ществ содержит растение, тем больше оно поглощает и гуму­са. Сторонниками гумусовой теории минеральным веществам отводилась косвенная роль: они лишь ускоряют, по их предс­тавлениям, процессы разложения органических веществ в поч-

ве и переводят гумус в удобоусвояемую для растений форму. Тэер и другие сторонники гумусовой теории считали

важным условием для поддержания плодородия почвы накопле­ние и сбережение в ней гумуса. Необходимость севооборота обосновывалась стремление уравновесить расход органическо­го вещества с его приходом в почву.

В гумусовой теории сочетались верные наблюдения агро­номов-практиков о большом значении гумуса для плодородия почвы с неверными метафизическими представлениями о том, что гумус является единственным веществом почвы, могущим служить пищей для растений.

Ряд ученых того времени выступали против гумусовой теории. К ним относятся прежде всего Буссенго,Шпренгель и Либих.

Буссенго (Франция) известен своими работами (опубли­кованными в 1836-1841гг.) по физиологии, биохимии и агро­химии. ОН установил, что источником углерода для растений служит угленкислота воздуха. Им было показано также влия­ние внешних условий на ассимиляцию углерода листьями.

Изучение особенностей питания животных и растений

сыграл большую роль в дальнейшем развитии исследований по азотному питанию растений. Опыты с растениями в искусс­твенных условиях привели Буссенго к разработке вегетацион­ного метода для изучения питания растений.

Отвергнув гумусовую теорию питания растений, Буссенго развил так называемую азотную теорию. В своем имении он устроил опытную станцию с хорошо оборудованной лаборатори­ей, где занимался исследованиями с 1836 г. В нескольких севооборотах опытного поля он провел учет урожаев и опре­делил содержание углерода, азота и золы в урожаях. Это позволило Буссенго произвести учет круговорота веществ в хозяйстве. Он обнаружил, что накопление углерода в урожаях не связано с его количеством в навозе. Особенно ценным бы­ло установление того факта, что количество азота в урожаях за целый севооборот превосходит то его количество, которое дается растениями с навозом. Излишек азота в урожае был тем выше, чем большее было участие в севообороте бобовых растений - клевера и люцерны.

Таким образом, в полевых условиях было установлено, что бобовые культуры обогащают почву азотом, доступным другим растениям, что и сказывается на повышении их уро­жая, например, урожай пшеницы после клевера выше урожая пшеницы после картофеля и корнеплодов.

Буссенго высказал мнение, что азот, который накапли­вают бобовыее, происходит из воздуха. Позднее он пытался вопроизвести фиксацию азота бобовыми в вегетационных опы­тах с предварительной стерилизацией песка и сосудов. Обна­ружилось, что чем более чистые условия создавал он в опы­тах, тем менее ясные получались результаты. В то время та­кое явление было неясно. Теперь известно, что при стерили­зации среды отсутствовал симбиоз бобовых с клубеньковыми бактериями, поэтому фиксации азота воздуха не происходило.

Работы Буссенго привели к установлению важного значе-

ния азотных удобрений в повышении урожаев. Своими исследо­ваниями Буссенго решил ряд важных вопросов физиологии рас­тений, биохимии и агрохимии.

Немецкий ученый Шпренгель, опубликовавший свои взгля­ды на питание растений в 1837-1839 гг., был одним из бли­жайших предшественников Либиха. Шпренгель, писал, что рас­тения - из неорганических веществ, получаемых ими из почвы и воздуха, образуют тела органические с помощью света, тепла, электричества и влаги. Объяснение падения урожаев при непрерывной культуре он видел в том, что минеральные вещества необходимы для жизни растений и потому должны возмещаться в почве.

При этом Шпренгель не отрицал одновременного исполь-

зования растениями, кроме главного источника углерода, уг­лекислоты воздуха, также и перегноя почвы корнями.

Недостаток фактических данных не позволил ему более

четко поставить вопрос о значении гумуса в питании расте­ний, однако развитые Шпренгелем представления и питании растений имеют серьезное значение в развитии агрохимии.

Из истории вопроса об азоте

Ряд противоположностей связан со словом азот: с одной стороны - это нежизненный газ, а с другой стороны - нет жизни без азота, ибо он является непременной составной частью белков: азот дает соединения то окисленные, то восстановленные, то кислотного , то щелочного характера, причем, в отличие от других элементов, играет роль в жизни растения способность использовать в процессах синтеза раз­ные степени окисления и восстановления, как азотная, азо­тистая и азотноватая кислоты, аммиак и гидроксиламин, а у низших организмов -и свободный азот. С экономической сто­роны также азот является то самым дорогим элементом, если речь идет о минеральных удобрениях, то самым дешевым, если иметь в виду использование азота бобовых.

Историю вопроса об азоте нужно начинать, конечно, не с Шульца, а с Буссенго, но и это будет правильно лишь в том случае, если говорить о периоде настоящей химии, нача­ло которой положил Лавуазье.

Но на деле вопрос этот возник еще задолго до Лаву­азье, во времена алхимии и иатрохимии, хотя терминология в то время была совершенно иная5 речь шла обычно о воздушном начале селитры. Предполагалось, что зародыши селитры (germes,oeufs) носятся в воздухе, но только в почве проис­ходит инкубация и развитие зародышей и рождается драгоцен­ная соль (соль земли).

Уже Альберт Великий (Х111 столетие) в своем трактате De mirabilibus mundi (О чудесах света) говорит о селитре.

У авторов Х1У века встречаются рецепты для очищения селитры как компонента пороха ( ), а затем ею начинают ин­тересоваться как солью плодородия. В 1540 г. во Франции был запрещен вывоз селитры за границу, ее нужно было сда­вать государству, а в 1544 г. был издан эдикт о создании 300 пунктов по добыванию селитры. Для того же времени име­ется указание, что голландские корабли привозили селитру из Индии. Путешественники сообщали, что селитра образуется в природных условиях не только в Индии, но в Америке6 в Китае и даже в Испании. В 1563 г. появился трактат Бернара Палисси о значении солей в земледелии Les sels vegetatifs ­способствующие росту соли -, где он ставит плодородие поч­вы в зависимость от содержания в ней известных солей и го­ворит, что навоз был бы бесполезен, если бы не содержал соли, которая остается после разложения соломы и сена, а затем один из слушателей его лекций в Париже говорит еще более определенно, что навоз содержаит соль мочи и что по­вышение плодородия почвы зависит от образования в ней sucs nitreux или la salure de nitre - соки селитры или соль (суть) селитры. Он не раз повторял тезис Палисси, что для почвы соль есть отец плодородия, но у него яснее, чем у Палисси6 видно, какой именно соли придается главное значе­ние. Но наиболее замечательными являются в ХУ11 веке мысли о значении азота в жизни растений и о круговороте азота в природе, высказанные Иоганном Рудольфом Глаубером.