|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ВАЖЛИВІ НАУКОВІ ВІДКРИТТЯ
Закон мінімуму. Історія та суть наукового відкриття
Довідник / Найважливіші наукові відкриття Всі тварини, а також людина харчуються їжею або рослинного, або тваринного походження. Тому питання, звідки саме рослини беруть своє харчування, належить до питань найбільшого значення. "Вже давно над цим питанням замислювалися найкращі дослідники, - пише З.Шпаусус. - Давно звертала на себе увагу та обставина, що рослина протягом свого життя виростає з нікчемного зернятка насіння до своєї нормальної величини і при цьому виявляється величезний приріст. Аристотель вважав, що рослини поглинають із ґрунту необхідні матеріали для своєї побудови в їхній остаточній формі, так що не зустрічається необхідності в будь-яких перетвореннях цих матеріалів усередині їх організму.У 1600 році Ван-Гельмонт своїм досвідом зумів довести неправильність цих припущень. фунтів сухої землі і встромив у неї гілку верби, вага якої дорівнювала 200 фунтам.При багатому поливанні водою ця гілка проявляла себе як ціла верба: вона пустила коріння і протягом подальших п'яти років виросла в порядне дерево вагою в 5 фунти. Ван-Гельмонта та обставина, що земля при цьому втратила лише 164 грамів своєї первісної ваги. Таким чином, земля жодним чином не могла бути визнана єдиним постачальником поживних матеріалів для дерева, що росте, бо в цьому випадку 60 фунтів приросту гілки верби повинні були б відповідати рівновеликому зменшенню ваги землі. Інгенгауз і де Соссюр наприкінці XVIII століття були вченими, які вперше розробили сучасну теорію харчування рослин, згідно з якою рослини поглинають двоокис вуглецю з повітря, що і має своїм результатом більш значне збільшення ваги сухої речовини рослин, ніж цього можна було б очікувати на підставі кількостей фактично поглиненого ними двоокису вуглецю. Тому доводиться припустити, що з двоокису вуглецю та води утворюється нова органічна речовина. Названі вчені вже в той час вважали, що потрібна і присутність у ґрунті деяких солей. Як би своєчасні і правильні у багатьох відношеннях були ці висновки, вони все ж таки виявилися забутими на початку XIX століття і були замінені гумусової теорією, яка головним чином сходить до Таєра, що був її найбільш старанним захисником». Точка зору Таєра, засновника вчення про сівозміну, полягала в тому, що родючість ґрунту залежить виключно від гумусу. Той є єдиним джерелом, що забезпечує рослини поживними матеріалами. У гумусі – пухкої темної землі – міститься багато вуглецю – головної складової частини всіх рослин. На думку захисників гумусової теорії, у ньому містяться всі необхідні для життя рослин речовини у вже підготовленій формі. Солі не є, на їхню думку, особливо важливими, тому щодо їх походження і значення не варто особливо замислюватися. Гумус і вода – ось джерела живлення рослин. Це вчення було настільки зрозумілим і переконливим, що протягом тривалого часу в його справедливості ніхто й не сумнівався. Один із тих, хто все ж таки засумнівався в ньому, був молодий професор хімії Юстус Лібіх (1803–1873). Спираючись на зібрані раніше факти і водночас на результати своїх робіт, Лібіх започаткував нову епоху в сільському господарстві. У своїй книзі "Сільськогосподарська хімія", випущеної в 1840 році, перш за все Лібіх досліджував, з яких складників будує рослина свій організм і звідки вона видобуває ці речовини. "На основі численних аналізів, - пише З.Шпаусус, - йому вдалося встановити, що в кожній рослині присутні десять елементів, які мають найбільше значення для його нормального зростання. Це такі елементи: вуглець, водень, кисень, азот, кальцій, калій , фосфор, сірка, магній і залізо Додамо при цьому, що в даний час відомий цілий ряд елементів, присутніх в рослинах лише у вигляді слідів, але, проте, відіграють важливу роль в їх життєдіяльності. організмі рослин не в тій формі, в якій вони відомі як хімічні елементи, але вони є складовими частинами сполук, з яких побудована рослина.Звідки ж рослини отримують ці речовини? Ми вже бачили, що вуглець, що поглинається листям у вигляді двоокису вуглецю, надходить з атмосфери, тоді як вода постачає рослині водень та кисень. Але як справи з азотом, що є складовою необхідних життя білків? Щоправда, в атмосфері азот міститься в колосальній кількості, адже вона на 78 відсотків складається з цього елемента, але лише небагато рослин здатні поглинати і використовувати азот з повітря. До таких рослин відносяться так звані бобові рослини, у тому числі боби, горох та люпин. Легко переконатися в тому, що в їхньому корінні можна виявити бульбочки, які приховують у собі бактерії. Бульбякові бактерії мають здатність переводити азот з повітря в органічні азотисті сполуки, які потім можуть засвоюватися відповідними рослинами. Рослина дає можливість жити бактеріям, а вони готують для своїх господарів доступний для засвоювання азот. Цей процес взаємодопомоги позначають у біології як симбіоз. Однак цей процес є лише винятком. Переважна більшість рослин має черпати азотисті сполуки безпосередньо з ґрунту, бо вони не можуть засвоювати безпосередньо азот із повітря. Лібіх був тієї думки, що газоподібного аміаку, що утворюється при гнитті органічних сполук і тому завжди присутній в нікчемній кількості в атмосфері, цілком достатньо для покриття потреби рослин в азоті. Аміак розчиняється в краплях дощу, вступає у взаємодію з двоокисом вуглецю з утворенням карбонату амонію і у вигляді названої солі потрапляє в ґрунт, з якого він і може бути поглинений корінням рослин. Шість інших елементів містяться у вигляді солей у ґрунті. Будучи розчинені у воді, вони можуть проникати в рослини через їхнє коріння. Щоправда, вони присутні в грунті в обмеженій кількості, проте тварини і рослини при розпаді їх залишків повертають назад ті солі, які вони отримали з неї під час їх росту. Після цього солі знову можуть бути рослинам поживними речовинами. На цьому закінчується кругообіг, що пов'язує мертву та живу природу. Рослина бере з ґрунту та з повітря неорганічні речовини та будує з них свій організм, що складається з органічних сполук. Ця рослинна речовина складає їжу тварин і людини та у фізіологічних виділеннях, а також після загибелі у вигляді трупів цих істот надходить у ґрунт і перетворюється на неорганічні вихідні речовини. І при цьому кругообігу рослинам належить головна роль, бо тільки вони здатні використовувати неорганічні будівельні матеріали”. Таким чином, десять елементів мають найважливіше значення для життя рослин. Достатньо відсутність одного, щоб рослина загинула. Родючість ґрунту завжди залежить від того елемента, який знаходиться у ґрунті в мінімальній кількості. Це - закон, який має для практичного сільського господарства надзвичайно важливе значення. Лібіх назвав цей закон – "законом мінімуму". Звичайно ж, не треба забувати, що поряд з поживними солями існує ще й ціла низка інших факторів, як водний режим ґрунту, температура тощо, які також впливають на родючість ґрунту. Але як пояснити родючість орних земель, що постійно знижується? Лібіх докладно пояснює. Якщо землероб повернуть назад у ґрунт у вигляді гною всі поживні речовини, які були витягнуті з ґрунту рослинами, то вміст поживних солей у ґрунті залишиться тим самим і родючість його ділянки не знизиться. Однак якщо він продасть частину своїх продуктів у місто, то поживні солі виявляться втраченими для його ділянки і наступного року вони вже не будуть у розпорядженні рослин, що ростуть на цій ділянці. При повторенні такого процесу рік у рік урожаї мають з кожним роком погіршуватися. Лібіх стверджував: "Основним принципом землеробства слід вважати вимогу, щоб ґрунту повною мірою було повернено все те, що в нього було взято. У якій формі буде здійснено це повернення, у вигляді екскрементів тварин або у вигляді золи чи кісток, - це більше або менш байдуже. Настає час, коли рілля та кожна рослина буде забезпечено необхідним для нього добривом, яке виготовлятиметься на хімічних заводах". Ці слова Лібіха виправдалися за час тисячу разів, але в його епоху вони неодноразово служили приводом для знущань і дотепів. "Ось що я вам скажу, колега: я знову переконуюсь у тому, що переді мною лежить найбезсоромніша книга з усіх, які коли-небудь потрапляли до мене в руки. Чи знайомі ви, власне, з її змістом?" - з великим роздратуванням оцінював фон Моль, професор університету Тюбінгена, що лежала перед ним книгу Лібіха. "Виявляється, вже не землі рослинний світ завдячує своїм харчуванням, ні, рослини харчуються повітрям, водою і так званими поживними солями, які вони розшукують у ґрунті! Вражає, як він ще знаходить хоч якесь пояснення необхідності обробітку землі. він прийде навіть до того, що земля зовсім і не потрібна землеробу і що селянин зможе вирощувати свій хліб у скляних посудинах. Фріц Рейтер у творі "Мій життєвий шлях" відверто знущається над Лібіхом: "І ця епоха ознаменувалася значним розвитком сільського господарства. Професор Лібіх випустив для селян абсолютно безглузду книгу... Можна було просто-таки збожеволіти від цих термінів. Однак той, хто був готовий залишитися без гроша в кишені, виконуючи всі поради, що містилися в цій книзі, і хто в той же час бажав сунути свій ніс у науку, той купував собі цю книгу і сидів над нею доти, доки поступово його голова не ставала і коли він доходив до такого стану, він починав роздумувати над тим, чи є гіпс речовиною дратівливою або поживною (для конюшини, а не для людини!) і смердить гній внаслідок виділення з нього нашатирного спирту або внаслідок того, що він за своєю природою є смердючим речовиною " . Якщо не вистачає природних добрив, необхідно для покриття витрат поживних солей вносити в ґрунт мінеральні добрива. Так міркував Лібіх щодо виробництва свого "патентного добрива". Вуглець, водень і кисень рослина видобуває собі у достатній кількості природним шляхом. Лібіх вважав за можливе стверджувати те саме і щодо азоту. Магнію, залозу і сірку рослини потребують лише незначною мірою, і вони є в грунті в дуже значній кількості. Внесення кальцієвих добрив не становить великих труднощів, бо вапняні мергелі є у винятковому достатку. Інакше справа з калієм і фосфором. Щодо цього поживні запаси ґрунту повинні бути поповнені добривами. Обидва ці елементи містяться і в "патентному добриві" Лібіха. Одна англійська фірма взялася за виробництво цього добрива у великих масштабах. Однак на полях, удобрених цими солями, не було зазначено суттєвого підвищення врожаю. Невже мінеральні солі все ж таки не впливають ніяк на зростання рослин, невже його вчення помилкове? Це були важкі часи, які мали пережити Лібіх та його прихильники. Багато років минуло, як Лібіх зрозумів причину неуспіху свого добрива. При виробництві "патентного добрива" він домагався переведення своїх калійних та фосфорних добрив у форму нерозчинних у воді сполук. Таким чином, Лібіх хотів уникнути того, щоб його удобрювальні солі вже при першому ж дощі вимивалися з ґрунту в глибші його шари. Але перетворюючи ці солі на нерозчинні у воді сполуки, він лише домігся того, що вони стали незасвоюваними для рослин, оскільки рослини можуть поглинати лише розчинені солі. Завдяки цьому всі добрива виявились марно. Зрозумівши причину негативних результатів внесення таких добрив, вчений виправив помилку. Лібіху довелося також визнати, що він помилявся, припускаючи, що вміст газоподібного аміаку в повітрі достатньо для росту рослин. Калій, фосфор, азот і вапно – ось що має відтепер говорити формула, від якої залежить підвищення родючості ґрунту. Ще за свого життя Лібіх мав можливість із задоволенням встановити, що його вчення про удобрювальні солі отримало загальне визнання. Дедалі більше затверджувалося переконання у необхідності вносити в ріллю штучні добрива. Досліди з безперечністю показували, що добрива ріллі приносять значно кращі врожаї. Автор: Самін Д.К.
▪ біосфера
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Процес створення конденсату Бозе-Ейнштейна пришвидшений у 100 разів ▪ Гібридна вантажівка Volvo Concept Truck ▪ Створено рідину з негативною масою
▪ Розділ сайту Життя чудових фізиків. Добірка статей ▪ стаття Вогонь із води. Поради домашньому майстру ▪ стаття Надання першої долікарської допомоги при отруєнні. Медична допомога ▪ стаття Дзвінок на УМС8. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Спробуй розбий пляшку. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page