Мастерство плодородия - Николай Иванович Курдюмов
Растения, более испарявшие, были почти в полтора раза богаче золой (минеральными веществами): в растении под колпаком их было 13%, на воздухе — 21%.
Но, это только доказывает, что растения, при сильном испарении, получают ненужный для них избыток минеральных веществ.
Опыты Жордена также показывают, что можно получать в нескольких поколениях нормальные растения с половинным (от нормального) содержанием фосфорной кислоты.
Отсюда видно, что усиленное испарение без пользы истощает почву.
Таким образом, эти опыты самым недвусмысленным образом говорят нам, что для нормального образования органического вещества, растение не нуждается в испарении таких громадных количеств воды, какие оно испаряет в действительности.
Так, на одну часть образовавшейся органической массы на воздухе растение испарило 800 частей воды, а под колпаком — всего 175.
Не можем ли мы заключить, что растение, для нужд питания, могло бы довольствоваться ещё меньшим количеством воды?
Учитывая концентрацию почвенных растворов, это количество могло бы быть ещё менее.
Итак, мы видим, что растениемогло бы питаться вполне нормально и без обычной громадной траты воды на испарение.
Испарение и рост
Что касается другой важнейшей функции — роста, то мы имеем убедительные опыты, доказывающие, что, при ослабленном испарении, рост только ускоряется.
При помощи чувствительных приборов это можно показать даже в очень короткие промежутки времени, но и без всяких приборов нетрудно убедиться, что, во влажной атмосфере, органы растения достигают больших размеров.
Основною причиной роста клеточек мы считаем давление жидкого содержимого клеточек на стенку; но если вода будет испаряться, то это давление будет уменьшаться.
При дальнейшей трате воды, наступят признаки увядания, так как ткани, находившиеся прежде в напряжённом состоянии под напором соков (тургор тканей), спадутся.
Значит, ни для питания, ни для роста, испарение, в тех размерах, как оно обычно совершается, не может быть признано необходимым.
Испарение для охлаждения
Но, испарение может играть и третью роль в экономии растения — это роль регулятора температуры, умеряющего действие слишком сильного зноя.
В жаркие летние дни, даже в наших широтах, растения могли бы подвергаться температурам прямо вредным, даже убивающим.
Этот предел, для сочных частей растений, обыкновенно принимают, при 40° наших термометров.
Именно такие температуры приходилось наблюдать одному ботанику (Аскенази, в Гейдельберге) при помещении термометра в листья мясистых растений.
С другой стороны, в литературе встречаются указания, что летнее солнце может оказывать вредное действие именно, при условии ослабленного испарения, например, в очень влажной атмосфере.
Следовательно, полезная роль испарения, как регулятора температуры, понижающего её на солнце, не подлежит сомнению.
Но зато, этому вреду растения, вероятно, подвергаются сравнительно редко, и мы увидим далее, что растение имеет средство оградиться от него и без усиленного испарения.
Настоящая причина испарения
Итак, в общем выводе едва ли можно признать, что активное испарение соответствует прямой потребности растения, которая не могла бы быть удовлетворена, помимо такой громадной траты воды.
Но, если этот расход воды не является необходимой потребностью растения, то, не является ли он неизбежным физическим последствием других, понятных нам условий существования растения?
На этот раз мы получаем вполне определённый ответ.
Да, растение вынуждено испарять большие количества воды, в силу своего строения, необходимого для удовлетворения совершенно иной его потребности.
В самом деле, для того, чтобы не испарять столько воды, растению стоило бы только облечь свои воздушные части непроницаемым для воды веществом, как оно и делает со старыми стволами, покрытыми толстым слоем пробки, или, например, с яблоком.
Почему бы растению не снабдить всей поверхности своих органов такой непромокаемой одеждой, которая отделяла бы его пропитанные водой ткани от соприкосновения с воздухом и оградила бы их от испарения?
Такое строение растения было бы несовместимо с самой существенной потребностью его — питанием, за счёт углекислоты воздуха.
Построенное таким образом растение если б и получало, как мы видим, пищу из почвы, было бы лишено возможности получать ещё более важную для него пищу из воздуха.
Весь свой углерод (около 45% своего сухого веса) растение получает из углекислого газа воздуха, а в воздухе углекислый газ рассеян крайне скупо; 1/5000-1/3000 — вот обычное содержание его в нашей атмосфере.
Для того, чтобы извлекать свой углерод из такого скудного источника, растение должно развить громадную поверхность соприкосновения с воздухом.
Подобно тому, как поверхность корня вытягивается в длину на целые вёрсты, поверхность листьев раскидывается вширь, представляя площадь, во много раз превышающую площадь занятой растением почвы.
Мало того, растение добывает углерод из воздуха только при содействии света (фотосинтез), значит, свою зелёную поверхность оно должно развернуть так, чтобы уловить возможно более света.
Эта потребность удовлетворяется с удивительным совершенством.
В распределении листьев, в размерах черешков, в размерах и форме пластины проглядывает одно основное правило: растение располагает свои листья так, чтобы не потерять ни одного луча солнца, воспользоваться каждым доступным местом, просунуть новый лист в каждый свободный промежуток между другими листьями.
Следовательно, листовая поверхность, для обеспечения воздушного питания, построена так, что представляет возможно большую поверхность соприкосновения с воздухом и, в то же время, возможно большую поверхность освещения.
Но ведь, эти два свойства представляют, в то же время, самые благоприятные условия для усиленного испарения: большая поверхность поглощения воздуха — большая поверхность испарения; большая площадь освещения — большая площадь нагрева.
Растение, у которого есть возможность использовать больше углекислоты, испаряет слабее (так как обходится меньшей площадью листьев); растение же, помещённое в атмосферу, лишённую этого газа, испаряет сильнее[61]. Трудно было бы найти два процесса, настолько связанных между собой.
Следовательно, растение роковым образом вынуждено много испарять для того, чтобы успешно питаться углеродом, так как условия обоих процессов — одни и те же.
Растение могло бы себя оградить от жажды, только обрекая себя на верный голод.
Ему приходится пролагать свой жизненный путь между углеродным голодом и жаждой.
Качественное, абсолютное разрешение этой дилеммы, по–видимому, невозможно; возможно только количественное примирение антагонистических требований, сделка между наилучшим питанием и наименьшим расходом воды.
Посмотрим, как разрешает само растение свою мудрёную задачу.
3. Самозащита растения от убыточного испарения
Выяснив себе, какую роль играет в жизни растения испарение, и, рассмотрев те условия, при которых оно происходит, мы пришли к заключению, что процесс этот, скорее, должно признать за неизбежное физическое зло, чем за необходимое физиологическое отправление.
Для проверки этого вывода, как и всегда, лучше всего спросить само растение. Если наше суждение — верно, мы должны ожидать, что
