07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Гумус как источник специфических веществ
 26.08.2012

Вопрос о наличии в почве органических веществ, оказывающих вредное (токсическое) влияние на развитие растений, имеет уже довольно продолжительную историю.
Первоначальная точка зрения по этому вопросу (Симон, Де-Кандоль и др.) сводилась к предположению, что присутствие в почве ядовитых веществ является результатом жизнедеятельности самих растений, именно, что эти вещества представляют своего рода отбросы, выделяемые корневой системой при жизни растений, и что, будучи вредными для растений, их выделивших, они могут быть безвредными для других растений. Это предположение прежних авторов, объяснявшее необходимость севооборота, спустя довольно долгий срок снова привлекло внимание в начале текущего столетия благодаря работам американских исследователей, взгляды которых у нас нашли горячего защитника в лице Ищерекова.
Однако опыты, произведенные в лаборатории Прянишникова, не подтвердили этого предположения. По исследованиям Ф. Т. Перитурина, наблюдаемое в ряде случаев появление вредных для растений веществ должно быть обязано не выделению их живыми корнями, а различным реакциям, возникающим после воздействия корней на почву.
Современная точка зрения по этому вопросу предполагает возможность наличия в почве некоторых ядовитых веществ, возникающих при процессах разложения органических остатков и гумуса. Однако определенных данных о природе этих веществ и о размерах их влияния пока очень мало.
Шрейнер с сотрудниками, изолировавшие из почвы ряд органических соединений, показали, что некоторые из них, например, ванилин, бензойная кислота, различные альдегиды и дигидрооксистеариновая кислота, оказывали в водных культурах вредное влияние на растения даже в незначительных концентрациях; в почве это влияние сказывается только при больших концентрациях, которые могут создаваться лишь в редких случаях ввиду того, что эти вещества подвергаются разложению или образуют более сложные комплексы с другими веществами гумуса.
Плохой рост и заболевания растений (например, овса) на осушенных торфяниках объяснялись присутствием особого вещества - глиедина, образующегося при разложении торфа. Глиедин растворим в спирте и осаждается медью; в связи с этим находится объяснение положительного действия внесения меди (в виде CuSO4) на торфяных почвах. Другое объяснение выдвинуто Квецинским, который считает, что вредное действие торфа на развитие овса обязано пиколину и ксантину, а внесение медного купороса изменяет коллоидные свойства гумуса и увеличивает выделение аммиака.
Существуют также предположения, что токсическое влияние гумуса и кислых почвах может быть обязано высокой концентрации закисного железа и марганца и влиянию свободной гуминовой кислоты. Неприятный вкус сена с болотных почв по Шпренгелю объяснялся усвоением больших количеств закисного железа, а в последнее время - усвоением растениями органических веществ из почвы. Наряду с веществами, вредными для растений, имеются предположения о существовании бактериотоксинов, оказывающих вредное влияние на развитие различных бактерий, а также бактериофагов, размножением которых объясняется почвоутомление при культуре люцерны. Вопрос этот, однако, пока мало изучен.
О наличии в гумусе органических соединений, оказывающих благоприятное влияние на рост растений, мы имеем указания еще у Мульдера в его «Die Chemie dеr Асkеrkrume». Приведя ряд данных о присутствии в почвах нескольких низкомолекулярных органических кислит (муравьиной, уксусной, пропионовой, капроновой и др.), Мульдер отметил, что на почвах, в которых отсутствуют органические кислоты, растения развиваются плохо и не дают спелых плодов. Полемизируя с защитниками либиховской теории минерального питания, Мульдер подчеркивал важность внесения органических удобрений, указывая на невозможность получения сильных, хорошо развитых растений без органических веществ в почве; для подтверждения этого мнения он ссылался, между прочим, на опыт цветоводов.
В последнее время вопрос об органических соединениях, оказывающих стимулирующее действие на растения и повышающих качество урожая, привлек очень большое внимание в связи с развитием учения о витаминах и гормонах. Обстоятельный обзор относящихся к этому вопросу работ сделан Ваксманом в его книге о гумусе.
Начало новому направлению в данном вопросе было положено Боттомли, который нашел, что «бактеризованный» торф (т. е. торф, подвергнутый обработке аэробными бактериями) обладает способностью после стерилизации стимулировать рост растений, причем эта способность не может быть сведена к влиянию питательных веществ. На основании этих наблюдений Боттомли выдвинул предположение о наличии в бактеризованном торфе специфических стимулирующих веществ, названных им «ауксимонами», действие которых на растения подобно действию витаминов на животные организмы.
Вслед затем Моккеридж нашел, что «ауксимоны» благоприятствуют процессам фиксации азота и нитрификации. По его мнению, эти вещества образуются бактериями и грибами, так как стимулирующее действие водных вытяжек из навоза возрастает со степенью разложения последнего. На основании исследований ряда других авторов стимулирующие вещества в компостах характеризуются как воднорастворимые, устойчивые в водных растворах и активные даже в небольших концентрациях.
Наряду с последователями гипотеза Боттомли встретила и много противников. Лиске на основании своих опытов о влиянии бурого угля и гуминовых кислот на развитие растений выдвинул взгляд, что возбудителем роста являются не гипотетические ауксимоны, а гуминовые кислоты, которые влияют на увеличение проницаемости растительных мембран. Лиске возражает также Ольсену, который объяснял положительное влияние гуминовой кислоты наличием в ней комплексно связанного железа. Взгляды Лиске находят подтверждение в недавней работе Прозоровской по изучению влияния гуминовой кислоты и ее производных на рост и развитие растений.
Однако в дальнейшем последовал ряд работ, подтверждавших правильность идеи Боттомли и находившихся в согласии с давно известным фактом, что навоз оказывает более благоприятное действие, чем следовало бы ожидать, исходя из содержания в нем N, Р и К. Так, Нат и сотрудники нашли, что зерна урожая с унавоженной почвы были выше по качеству, чем с неудобренной или с почвы, получившей минеральные удобрения, и отличались более высокой питательностью, причем благоприятное действие навоза и компостов увеличивалось со степенью их разложения. В согласии с этими наблюдениями находятся и результаты исследований других авторов о более высоком содержании витаминов в зернах растений при удобрении навозом, об устойчивости животных, питавшихся урожаем с унавоженных почв, к болезням благодаря наличию, в этом случае, в сене витамина В.
Перечисленные наблюдения, как и ряд других работ, подтверждая идею Боттомли, дают также основание для предположения, что «ауксимоны», или «фитамины», соответствуют витаминам. Наряду с фитаминами были открыты также и гормоноподобные вещества. Так, Ашгейм и Хольвег констатировали присутствие полового гормона в торфе, углях и нефти, который оказался близким к изученному женскому половому гормону животных. Присутствие в гумусе гормоноподобных веществ, или «фитогормонов», может быть обязано или устойчивости животных (и растительных) гормонов, попадающих в почву, или же оно является результатом деятельности бактерий и грибов. Вероятность наличия гормоноподобных веществ в препаратах гуминовой кислоты вытекает из результатов исследования Прозоровской, в связи с чем Благовещенским высказано предположение, что такими веществами могут быть агростерол и фитостерол ввиду близости их к желчным кислотам и эргостерину спорыньи, из которых последний при действии ультрафиолетовых лучей переходит в витамин D.
На основании имеющихся исследований можно считать, что существует определенная связь между фитаминами, витаминами: и гормонами, циркулирующими из почвы в растения, затем в животные организмы и обратно в почву. Однако определенных материалов по вопросу образования и накопления стимулирующих веществ и гормонов в гумусе пока еще нет, и предположения о роли этих веществ в питании растений имеют только гипотетический характер, хотя и высказывается убеждение, что выделение этих веществ из почвенного гумуса есть только вопрос времени.