ГЛАВА XII. Питательныя вещества в почве.

Растения получают свою пищу частью из воздуха, от части же из своей питательной среды. Очевидно, стало быть, что все свойства этой последней играют в экономии растений выдающуюся роль. О воде будет речь в 3-м отделе; в этой главе мы займемся лишь твердой почвой. Прежде всего, почва при участии деятельности корней, несомненно различной в зависимости от вида растения, заготовляет пищу, состоящую из трех составных частей: 1) из твердых минеральных частиц, 2) из растворенных в воде солей, 3) и, наконец, из гумусовых веществ, т. е. органических веществ, происшедших из отбросов и разложившихся растительных и животных остатков. Кроме того, почва накопляет питательныя вещества в своих поверхностных слоях благодаря своей поглотительной способности (глава 2-ая).

Необходимыми зовут вещества, без которых не может происходить нормальное развитие растений. Для изследованных до сих пор видов растений необходимыми являются следующие 10 элементов: кислород, водород, углерод, азот, фосфор, сера, железо, калий, кальций и магний. В случае отсутствия в почве одного из перечисленных элементов в виде химическаго соединения, усвояемаго растением, в этом последнем наблюдаются патологическия явления. Кроме того, растения усвояют еще много других веществ, польза которых является весьма сомнительной, которыя однако не лишены всякаго значения; например, в их присутствии необходимыя вещества могут иногда поглощаться в менышем количестве, чем в случае их отсутствия (Wolff и др.).

Кроме состава питательных веществ важно также и количество их. При минимальном количестве известных веществ растения не произрастают, но в этом отношении требования, предявляемыя разными видами растений, бывают весьма различны. Разные виды поглощают неравное количество разных питательных веществ (одна из причин введения плодосмена в земледельческую практику). Практик делает различие между жирною и тощею почвами.

Для растений имеет значение количество и отдельных составных частей пищи. Недостаток питания (недостаточное количество одного или нескольких питательных веществ) может быть причиной карликового роста, как это было доказано многочисленными физиологическими опытами, а также наблюдалось много раз в природной обстановке, напр. на пустошах и на других тощих почвах. Нужно считать всеобщим законом, что урожай, насколько он находится в зависимости от питательных свойств почвы, определяется тем из питательных веществ, которое находится в распоряжении даннаго растения в относительно наименьшем количестве (закон минимума Liebig'a).

Если какое-либо питательное вещество находится в почве в столь незначительном количестве, что вызывает этим самым уменьшение урожая, то оно накопляется и в самом растении в меньшем количестве, чем вещества, находящияся в почве в избытке (по правилу Atterberg'a). Естественно, стало быть, допустить, что обстоятельство это также способно вызвать и другия, чисто морфологическия отличия.

Форма растительных корней приспособляется к особенностям почвы. Согласно опытам Sachs'a (I, pag. 177) они тем короче, чем концентрированнее питательный раствор. В тощей почве корни бывают длиннее и разветвленнее (прекрасным примером этого служит растительность песчаных мест и в особенности дюн); в жирной почве они ветвятся весьма сильно и образуют густыя сплетения. Поразителен бывает контраст в ветвлении корней в случае перемежаемости слоев почвы с разным содержанием питательных веществ. "Корни отыскивают пищу, словно они снабжены глазами" (Liebig).

Химический состав почвы вызывает иногда образование новых форм. Главным образом это относится к одному веществу, а именно, к поваренной соли. Общеизвестно, что солончаковыя растения отличаются характерной внешностью: они имеют толстые листья, прозрачныя ткани и пр. (ср. отдел 5-й). Влияние углекислаго кальция и других веществ менее очевидно.

Различия в почве вызвали по всей вероятности разделение новых видов. Одна фиалка, Viola calaminaria, произошла, быть может, от V. lutea под влиянием содержания цинка в почве. На змеевике, магнезиальном силикате, растут два вида Asplenium: A. Serpentini и A. adulterinum. Sadebeck начал в 1871 году разводить их на почве, не содержащей и следов змеевика и продолжал опыт до шестнадцатаго поколения. Оказалось, что оба "вида" теряли понемногу свои отличительные признаки и превратились в А. Adiantum nigrum и A. viride.

В приведенном случае новыя формы еще недостаточно закрепились. В другом случае это, вероятно, уже произошло и только после продолжительнаго воздействия влияний другого рода будет возможно преобразовать данныя формы, если только это удастся. По Kerner'y существует большое различие между параллельными видами растений, растущих на лишенных извести сланцевых Альпах и на известняковых горах. Такие параллельные виды следующие (растения, растущия на известковой почве в каждой паре названы в конце): Hutschinsia brevicaulis и alpina; Thlaspi cepaeifolium и rotundifolium; Anemone sulphurea и alpina; Juncus trifidus и monanthos; Primula villosa и Auricula; Ranunculus crenatus и alpester и др.

Так как такие, замещающие друг друга на различных родах почвы, виды произошли несомненно от одной общей материнской формы, то интересно было проследить, в чем они отличаются друг от друга, т. к. в этом и скажется по всей вероятности влияние почвы.

Kerner нашел следующее:

1) Растения на известковой почве более волосисты, часто бело и серо-войлочны, между тем как параллельныя им формы - железисто-волосисты.

2) Растения на известковой почве имеют голубовато-зеленые листья, между тем как листья других растений травянисто-зеленаго цвета.

3) Листья растений, свойственных известковым почвам, более изрезаны.

4) Если у растений на известковой почве листья цельнокрайние, то у других растений нередко железисто-пильчатые.

5) Растения на известковой почве имеют более крупные венчики.

6) Венчики окрашены в более тусклые и светлые цвета. Как пример влияний других субстратов на внешнюю форму растений Kerner приводить следующее: Androsace Hausmanni это форма A. glacialis на доломитовой почве; также Asplenium Seelosii и Woodsia glabella формы, происшедшия от А. septentrionale и Woodsia hyperborea).

Географическое значение почвы. Нужный для высших растеши питательный вещества находятся, за исключением лишь немногих (напр. в кварцевом песке), во всех видах почв в таком большом количестве, что все виды растений могли бы расти безпрепятственно почти на всей поверхности земного шара. Следует напомнить, что растения обладают способностью накоплять большия количества веществ, содержащихся в почве даже в ничтожнейшем количестве, если только вещества эти необходимы для их жизни; напр., виды Fucus накопляют в своих тканях много иода, не смотря на то, что морская вода содержит очень незначительное количество этого вещества. Растения обладают какой-то количественной избирательной способностью, благодаря которой они в состоянии поглощать разныя питательныя вещества в других количественных отношениях, чем те, в которых они заключаются в питательной среде. Существуют, однако вещества, действующия на некоторыя растения подобно ядам, которыя, находясь в почве в большом количестве, делают ее вполне непригодной для этих видов растений. Оно вполне понятно, если мы припомним, что растение до некоторой только степени способно отыскивать себе пищу. Чем в большем количестве находится в почве известное вещество, тем больше его поглощает растение. Вещество полезное и даже необходимое для растения в малом количестве, может, взятое в слишком большом количестве, оказывать на растение гибельное влияние. Такими веществами являются поваренная соль и соли закиси железа. Один и тот же вид растения может на различной почве поглощать питательныя вещества в различных количественных отношениях. Растения, произрастающия на граните, содержать в своих тканях много кремнезема, между тем как те же растения, выросшия на известковой почве накопляют в своих тканях известь.

Следует, наконец, заметить, что известныя вещества могут замещать друг друга, напр. известь может заменить магний и обратно. Большое значение для совместной жизни растений представляет обстоятельство, что всякий вид обладает неизвестными нам ближе особенностями в своем образе жизни, благодаря которым он, в зависимости от химико - физиологической деятельности и системы своих корней, поглощает разныя питательныя вещества в других количественных отношениях, чем другой вид. Для общественной жизни растений имеет также значение то, что вещества поглощаются растениями не с одинаковой скоростью и не в одно и то же время, или не на одной и той же степени развития растения (ср. Liebscher'a). Это делает возможным сожительство без борьбы за пищу многих видов на одной и той же почве. На этом отчасти основывается плодосмен.