Гумус как источник питательных веществ для растений
26.08.2012
Многовековой опыт сельского хозяйства давно уже привел к убеждению, что гумусу принадлежит большая роль в плодородии почв. Однако в объяснении причин положительного влияния гумуса на плодородие почв долгое время существовали мало обоснованные взгляды, и только за последнее столетие соединенные усилия агрохимиков, физиологов, микробиологов и почвоведов позволили подойти к правильному пониманию разностороннего значения гумуса в этом отношении.
Выше мы уже видели, что гумус играет крупную роль в процессах почвообразования, приводя в одних случаях к аккумуляции, в других, наоборот, к вымыванию и, следовательно, к потере почвой ряда элементов, необходимых для питания растений. Этим влиянием гумуса определяется значение его как фактора в развитии естественного плодородия почв. С производственной точки зрения, однако, более важна не роль гумуса в прошлом наших почв, а значение его как фактора эффективного плодородия в настоящем. В этом отношении гумусу принадлежит не меньшая роль, действительное значение которой едва ли еще можно считать достаточно полно оцененным.
Выяснение роли гумуса в плодородии почв представляет особенно большой интерес по той причине, что гумус является сравнительно легко изменяющейся частью почвы, на содержание, состав и свойства которой можно оказывать значительное влияние в производственных условиях.
Развитие взглядов на значение гумуса, как источника питательных веществ для растений, проходило под знаком борьбы между гумусовой, минеральной и органо-минеральной теориями питания растений. Зачатки гумусовой теории кроются еще в глубокой древности; более определенная формулировка ее на заре развития современной науки принадлежит основателю агрохимии Валлериусу, высказавшему в 1761 г. положение, что гумус является существенным элементом питания растений (nutritiva), тогда как остальные вещества почвы имеют вспомогательное значение (instrumentalia). Это положение получило значение господствующей идеи в начале XIX столетия благодаря авторитету Тэера, хотя уже к этому времени Ингенгуз, Сенебье и особенно Соссюр установили, что растения получают углерод из СO2 воздуха, а из почвы берут воду и минеральные вещества. Взгляды Соссюра были затем развиты Шпренгелем, который незадолго до Либиха почти полностью формулировал основные положения минеральной теории питания растений. Однако как Соосюр, так и Шпренгель, не отрицали возможности непосредственного поступления и усвоения гумусовых веществ растениями, причем Соссюр эту возможность даже показал на опыте усвоения гумата калия.
В 1838 г. Буссенго своими опытами показал, что растения могут развиваться, не получая никакого органического вещества. Однако более решительный удар гумусовой теории был нанесен в 1840 г. критикой Ю. Либиха, основанной как на работах физиологов (Ингенгуза, Соссюра и др.), так и на ряде собственных аргументов, из которых наиболее важными являются, во-первых, соображение о незначительной растворимости гумуса, которая недостаточна для удовлетворения потребности растений в углероде при среднем урожае, а во-вторых, глубокая и правильная мысль о том, что гумус (перегной) образуется из растительных остатков и что поэтому сначала должны были появиться растения, а потом лишь перегной. Основным положением теории минерального питания растений в формулировке Либиха был тезис, что только минеральные вещества служат питательными веществами для растений. Отсюда богатство гумусом является не причиной, а следствием плодородия почвы, и значение гумуса в питании растений состоит в том, что он служит источником углекислоты, которая действует растворяющим образом на минеральные вещества почвы и улучшает условия снабжения углекислотой надземных органов растений. Слабым местом в этом выводе Либиха было упущение роли гумуса как источника азота; в противоположность более правильному взгляду Шпренгеля, Либих считал, что источник азота для растений - углекислый аммиак атмосферы.
Своеобразной попыткой примирения гумусовой и минеральной теорий питания растений явилась органо-минеральная теория Грандо, высказанная им в 1872 г. По мнению Грандо, минеральные элементы, оставаясь единственно необходимой пищей для растений, не могут стать удобоусвояемыми без посредства органических веществ, которые «переводят минеральные элементы в растворимое состояние; образовавшееся органо-минеральное соединение разрушается корнями растений, берущими от него неорганические начала и оставляющими в стороне органические».
Взгляды Грандо, основанные на изучении состава черного вещества (matierе noire), извлекаемого аммиачной вытяжкой, встретили ряд возражений, особенно после того, как было обнаружено, что содержание и состав минеральных веществ в аммиачной вытяжке может быть очень различным в зависимости от способа фильтрации.
В настоящее время можно сказать, что, несмотря на ошибочность гумусовой и органо-минеральной теорий в целом, значительная доля истины в них все же содержалась, так как рядом тщательных исследовании была с несомненностью доказана способность растений к усвоению различных органических и органо-минеральных (Р и S содержащих) соединений, равно как и благоприятное влияние гумусовых веществ на усвоение зольных элементов, например железа. Эти результаты не поколебали правильности основных положений минеpaльнoй теории питания растений, что необходимыми и главными питательными веществами являются минеральные соединения, причем источником углерода служит СО2 атмосфера, а азот и зольные элементы поступают в растения из почвы. Но этим положением, однако, ни в коем случае не умаляется крупное значение гумуса как источника питательных веществ. Со времени Либиха, отводившего гумусу только роль постоянного источника углекислоты, которая ускоряет процессы выветривания силикатов и подготовляет минеральную пищу растениям, было установлено, что гумус служит
более непосредственным источником минеральных питательных веществ, образующихся в результате его разложения под влиянием микробиологической деятельности. В число этих веществ, кроме СО2, особенно большое значение имеют NH3 и нитраты, а также фосфаты, сульфаты и другие минеральные соединения, необходимые для питания растений. Все эти вещества, конечно, могут быть внесены в виде минеральных удобрений, однако гумус обеспечивает более постоянное их выделение и в то же время предохраняет от потери из почвы; поэтому в последнее время начинает получать широкое развитие приготовление искусственных органо-минеральных удобрений.
