Поглощение растением труднорастворимых солей
Растение может поглощать минеральные соединения не только из раствора, но и активно растворять нерастворимые в воде формы химических соединений. В этом отношении очень поучительны накипные формы лишайников, растущие на граните и других горных породах.
На голой скале, не имеющей еще почвы, прекрасно растут лишайники, растворяя горную породу, снабжающую их минеральными веществами.
На чем же основана растворяющая способность корневой системы организмов? В процессе своей жизнедеятельности организмы выделяют образовавшуюся при дыхании угольную кислоту, которая растворяет нерастворимые или плохо растворимые в воде соединения.
Для доказательства этого положения можно сделать такой опыт. Если взять отполированную мраморную пластинку и заложить ее в вазон с землей, а сверху посеять овес или какой-нибудь другой злак, то, закончив через две — три недели опыт, мы увидим, что поверхность мраморной пластинки изъедена корнями, растворившими мрамор своими выделениями.
Помимо углекислоты, растения выделяют и ряд органических кислот: лимонную, яблочную, винную и др., которые также способствуют растворению труднорастворимых соединений почвы. Способность растения выделять органические кислоты была доказана И. Шуловым в лаборатории Д. Н. Прянишникова в опытах со стерильными культурами растений.
Дело в том, что органические кислоты представляют очень хорошие питательные вещества для многочисленных бактерий, находящихся на поверхности корневой системы. Для того чтобы доказать выделение органических кислот растением, необходимо было вырастить корневую систему в растворе, не содержащем бактерий.
Сделать это удалось, разработав специальную конструкцию сосудов, способы стерилизации (обеззараживания) семян и стерилизации всей конструкции. Семена обеззараживаются обычно однопроцентной бромной водой в течение 15 минут, а затем отмываются стерильной, т. е. лишенной бактерий, водой.
Академику Д. Н. Прянишникову и его многочисленным ученикам принадлежит заслуга выяснения целого ряда вопросов минерального питания, применения и производства удобрений. В частности, Прянишниковым разрешен и вопрос об использовании растением фосфорита.
Растение можно удобрять различными фосфорнокислыми удобрениями (томасшлак, костяная мука, суперфосфат, преципитат и др.). Наиболее распространенным фосфорнокислым удобрением является суперфосфат, фосфор которого хорошо усваивается растением, так как находится в растворимой форме.
Суперфосфат приготовляют из фосфорита, или трехкальциевого фосфата — Ca3(PO4)2, — минерала, залежи которого имеются в Кировской, Орловской, Воронежской областях, в горах Кара-Тау в Средней Азии и других частях нашей страны. Из фосфорита, нерастворимого в воде, действием серной кислоты приготовляется суперфосфат, хорошо растворяющийся в воде:
Ca3(PO4)2 (трехкальциевый фосфат) + 2H2SO4 = 2CaSO4 (гипс) + Ca(H2PO4)2 (суперфосфат)
При этом, однако, содержание фосфорной кислоты уменьшается, так как суперфосфат содержит вдвое меньше фосфорной кислоты, чем фосфорит. В фосфорите содержание фосфорной кислоты достигает 38,3%, а чаще составляет 28—33%.
В суперфосфате содержится всего 14—15% фосфорной кислоты.
Зная, что растения выделяют своей корневой системой кислоты, представлялось интересным решить, нельзя ли просто размолоть фосфорит в виде муки и дать его растению. Опыты лаборатории Прянишникова показали, что фосфоритную муку как удобрение применять можно, но далеко не ко всем растениям.
Отдельные растения очень резко отличаются друг от друга по кислотности своих корневых выделений. Одни из них, как например, гречиха, люпин, имеют кислые корневые выделения и прекрасно растут в песчаных культурах, имея в качестве источника фосфора только фосфорит (рис.
68). Другие, как большинство злаков, не способны усваивать фосфорную кислоту фосфорита.
Но и среди злаков есть усваивающие его в некотором количестве. Внесенный в кислую почву фосфорит начинает усваиваться теми растениями, которые его не усваивают на нейтральных и щелочных почвах.
Наконец, его можно использовать, если дать его вместе с кислыми (физиологически) удобрениями, например с сернокислым аммонием. Последнее видно из приводимой таблицы.
Урожай картофеля резко возрастает по фону фосфорита при внесении физиологически кислого удобрения — сульфата аммония.
