При оценке потребности растения в воде приходится разрешать два вопроса: сколько расходует оно воды и точно ли всё это количество для него необходимо, т. е. вопрос, сходный в основе с тем, который приходилось рассматривать и по отношению к веществам, доставляемым растению почвой. Следовательно, ещё ранее необходимо решить вопрос: какую роль играет вода в жизни растения. Она, конечно, входит в его химический состав — эта самая ничтожная её часть. Затем она растворяет, делает подвижными его составные части, без чего невозможно никакое деятельное проявление жизни — это только приложение к физиологии старой химической поговорки: corpora non agunt nisi soluta (тела не действуют, если не растворены). Различие сухого и размоченного в воде семени всего проще это поясняет. Вода не ограничивается, однако, этой исключительно химической ролью; она играет и роль механическую, являясь главным деятелем, определяющим процесс роста. Притяжение воды содержимым молодых клеток, давление этого увеличивающегося на счёт воды содержимого на стенку и вызывает то, что называют ростом клеточки. Но и это количество сравнительно невелико, — ограничься потребность растения только им, сельский хозяин никогда и не знал бы, что такое засуха. Предмет забот хозяина составляет вода, которую, в отличие от первой, или организационной, т. е. идущей на строение растения, мы можем назвать расхожей, — та, которую растение всасывает корнями, повидимому, только для того, чтобы испарить её листьями. Количество этой воды поражает своими размерами. Чтобы убедиться в этом, стоило только следить за выражением удивления, появлявшегося на лицах посетителей нашей нижегородской теплицы, где были выставлены для пояснения этого факта известное отвешенное количество пшеничных зёрен и рядом посудина с водой, которую испаряют за свою жизнь растения пшеницы для образования этого количества зёрен. Вес этой воды, как известно, в круглых цифрах превышает в тысячу раз вес полученных зерен. Люди, незнакомые с этим фактом (да и знакомые также), оставались изумлёнными при виде этого наглядного сопоставления.
Вот по отношению к этой-то расхожей воде необходимо притти к определённому заключению: нужна ли она растению в таких количествах или не нужна; другими словами, испарение воды в таких размерах представляет ли оно необходимый физиологический процесс или только неизбежное физическое зло? В чём заключается его роль? До недавнего времени предполагали, что растение вынуждено перегонять через себя эти громадные количества воды для того, чтобы осадить в своих тканях так скудно рассеянные в почве, необходимые для его питания, минеральные вещества. В другом месте (1) я имел случай доказать несостоятельность этого воззрения. Для покрытия своих потребностей в почвенной пище растение может довольствоваться гораздо менее значительным испарением. Недавно один немецкий ботаник, Габерланд, указывал, что притти к такому выводу он мог только благодаря путешествию на Яву с её роскошною растительностью и относительно слабым испарением воды, благодаря значительной влажности её климата. Он даже видел в этом одно из доказательств необходимости этих, ставших теперь модными, ботанических паломничеств. Габерланд доказывал, что европейский опыт не мог будто бы привести ботаников к такому заключению. Тем не менее, этот вывод сделан мною раньше Габерланда на основании исключительно европейских опытов и позже ещё раз подтверждён
----------------------------
1. См. статью «Борьба растения с засухой». [В настоящем томе стр. 87. Ред.]
----------------------------
одним молодым русским ботаником г. Литвиновым, не ездившим за тем дальше Тульской губернии. Г. Литвинов показал, что при искусственном понижении испарения гречихи (1), приблизительно в 5—6 раз, количество образовавшегося органического вещества не убыло, а даже увеличилось в 2 1/2 раза, так что расход на воду понизился в 12—15 раз. Такие опыты, во всяком случае, доказывают, что для целей питания растение не нуждается в тех громадных количествах воды, которые они обыкновенно испаряют.
Другая польза, которую растения извлекают уже прямо из испарения, заключается в понижении его температуры, в ограждении его от летнего солнечного зноя, но и от этого вреда оно могло бы в значительной мере оградить себя иными путями (2).
Значит, растение могло бы обойтись без этой громадной траты воды на испарение; сам по себе этот процесс в таких размерах, как он совершается, бесполезен и даже вреден. Но как же себе объяснить тогда эту непроизводительную трату? Мы должны допустить, что эта трата не физиологическое отправление, а лишь неустранимое физическое зло. Откуда оно проистекает, нетрудно себе объяснить. Растение, как мы увидим вскоре, прежде всего и главным образом прибор для улавливания воздуха и солнечного света, а такой прибор, представляя большую поверхность нагрева, роковым образом является прибором для испарения воды. Можно сказать, вся организация воздушных частей растения направлена к тому, чтобы бороться с этим злом испарения, хотя бы даже в ущерб питанию. Растение, можно сказать, обрекло себя на постоянный пост и воздержание в пище, лишь бы только не подвергнуться опасности умереть от жажды. Вся поверхность воздушных частей покрыта изолирующими веществами, препятствующими испарению воды, но в то же время препятствующими и свободному соприкосновению с воздухом, извлечению из него питательных веществ. Это соприкосновение, как известно, обеспечивается
-------------------------------
1. В замкнутом пространстве, под стеклянными колпаками. 2. См. также «Борьба растения с засухой».
-------------------------------
маленькими автоматически раскрывающимися и закрывающимися отверстиями — устьицами, как это было, между прочим, очень наглядно совсем недавно показано Ф. Н. Крашенинниковым при помощи придуманного им очень простого и остроумного прибора. Что питание листьями могло бы совершаться гораздо успешнее, не будь растение вынуждено снабдить себя непроницаемою для воды (а вследствие этого и для газа) кожицею, доказывается хотя бы следующим опытом. Как мы увидим вскоре, питание листа за счёт воздуха выражается накоплением в его тканях крахмала. Шталь показал, что если проколоть лист булавкою, то вокруг каждого отверстия, через которое откроется доступ воздуха внутрь листа, отложение крахмала будет происходить гораздо обильнее. Из этого мы должны заключить, что лист, с которого мы сорвали бы кожицу, питался бы ещё лучше, если бы... если бы он ранее не завял и не засох. Следующий пример, быть может, ещё разительнее. Посетители Парижской всемирной выставки 1889 г. могли видеть в агрономическом отделе странные искусственные деревья из проволоки, с белыми листьями из азбестовой бумаги. Эти искусственные деревья дали возможность Мюнцу, учёному, известному своими химико-агрономическими исследованиями, доказать следующий любопытный факт: если смочить эти искусственные листья соком, выжатым из живых листьев, то они будут поглощать из воздуха аммиак, и в таком количестве, что его, пожалуй, будет достаточно для покрытия всей потребности в азоте растения с такою же листовой поверхностью. А между тем, настоящие листья получают этим путём только ничтожное количество аммиака, потому что они сообщаются с атмосферою только через свои устьица. Значит, опять, сорви мы с листьев кожицу, предоставь мы листовой мякоти возможность всей своей свободной поверхностью поглощать аммиак из атмосферы, и растение могло бы обойтись и без азота почвы, но — опять то же «но» — оно ещё ранее погибло бы от недостатка влаги. Итак, мы видим, что испарение воды в таких размерах, как оно обычно совершается, есть зло, но зло, вытекающее из необходимости воздушного питания растения, и далее, что вся организация растения направлена к борьбе с этим злом, к наиболее выгодному компромиссу между двумя трудно согласуемыми условиями существования (1).
Легко понять, как важно для земледелия установить эту основную точку врения. Пока можно было думать, что растение прямо нуждается в том количестве воды, которое оно испаряет, приходилось подчиниться необходимости и во что бы то ни стадо доставлять его. Но мы видели, что растение может мириться с гораздо меньшим количеством воды, что оно само борется с этим злом. Сельскому хозяину приходится только подражать растению и брать его себе в союзники при своей борьбе с тем же злом. Но для того, чтобы эта борьба не велась втёмную, важнее всего знать ту цифру, то отношение между количеством испаряющейся воды и образующимся в растении органическим веществом, о котором мы говорили выше. Эта цифра одна может определить нам выбор того или другого культурного растения, иногда даже разновидности — выбора того или другого культурного приёма — по отношению к разумному использованию находящегося в нашем распоряжении количества воды! Узнать её, по счастью, очень нетрудно (2). И здесь мы снова встречаемся с широким полем для исследования, доступным всякому сознательно относящемуся к своей деятельности сельскому хозяину, даже лишённому сложной, дорогой лабораторной обстановки. В 1892 г. я указывал на пользу и важность таких исследований для характеристики наших культурных растений. В появившейся вскоре затем интересной работе Винера мы получили ценную характеристику некоторых наших культурных растений с этой точки зрения. Так, например, для проса, этого по преимуществу приспособленного к нашему континентальному климату хлебного злака, отношение между коли-
----------------------------------
1. Новейшие исследования Гораса Брауна заставляют нас несколько изменить наши воззрения на роль устьиц в воздушном питании. В обычном открытом состоянии они очень легко пропускают газы и пары воды, но зато, закрываясь, почти не пропускают.
2. См. «Борьба растения с засухой».
----------------------------------
чеством испаряемой воды и урожаем оказалось наиболее выгодным.
Одним из наиболее любопытных средств понижения этого отношения между количеством испаряемой воды и количеством образуемого растением органического вещества является более успешное воздушное питание растения, с которым теперь нам необходимо познакомиться.
