Так началось изучение «Корня растения».
Был ещё надолго запомнившийся учащимся урок по теме «Корень».
— Сегодня мы опять вернёмся к разговору с растениями, — сказал учитель. — Нам важно выяснить, чем питаются растения из почвы. С древнейших времён считали, что корни растений питаются землёй, особенно её чёрной частью — перегноем, её органическими веществами, навозом. Хорошо растения растут на почвах, как тогда считали, жирных, тучных, то есть перегнойных.
В середине прошлого столетия немецкий химик Либих сжёг растение и в золе нашёл минеральные вещества: фосфор, калий, кальций, магний, серу и железо. Значит, этими веществами и питается растение из почвы. Либих стал утверждать, что растение питается солями этих веществ, растворёнными в воде. Незачем вывозить на телегах массу навоза и удобрять им почву, достаточно на почву, в значительно меньших по объёму количествах, посыпать порошки солей, получаемые на заводах.
Это открытие было революцией в земледелии.
Но в утверждении Либиха усомнился французский ботаник Буссенго. Почему же органическое навозное удобрение повышает урожай? В нём кроме этих солей ещё много азота. Либих, сжигая растение, упустил из виду то, что азот при сгорании улетучивается и не остаётся в золе. Нужен ли азот растениям?
Буссенго в молодости ездил в Южную Америку в революционную армию Боливара, боровшуюся за независимость. Он вспомнил, что там в горных вершинах Анд накапливалось много птичьего помёта; помёт, разлагаясь, образовывал чистую селитру, содержащую азот. Туземцы удобряли ею бесплодные почвы и получали богатейшие урожаи кукурузы. «Надо спросить у самих растений: нужен ли им азот? — подумал Буссенго. — Ведь Либих химик и раз говаривать с растениями не умеет. Его утверждения нужно тщательно проверить. Какие создать условия для беседы с растениями? Для опыта нельзя использовать почву слишком сложную по составу. Ведь южно-американские индейцы выращивали кукурузу на песке».
Буссенго взял чистый песок, промыл его, прокалил на огне и насыпал в три банки, на которых написал: А, В и С. В горшки В и С внёс золу, в которой содержались вещества, названные Либихом. В горшок В кроме золы внёс азот в виде селитры. В горшке А не было никакого удобрения. В каждый горшок было посеяно по два семени подсолнечника, одинаковых по весу. Каждый день поливая дистиллированной водой растения, Буссенго присматривался к ним. Наконец подсолнечники «заговорили» — начали расти. Буссенго через каждые десять дней уточнял свой вопрос, измеряя линеечкой рост растений. В первом горшочке, А, и в третьем, С, растения были маленькими, а во втором, В, где была и зола, и азот, растения росли значительно быстрее.
На восемьдесят шестой день разговор Буссенго с подсолнечниками был закончен. В первом горшке, где не было питательных веществ, подсолнечники были маленькие и скоро погибли. Точно такими же были подсолнечники и в горшке С, в котором была зола и все вещества, кроме азота. Во втором горшке, где кроме золы был и азот, подсолнечники росли превосходно и были выше, чем в других горшках. Буссенго осторожно вынул растения, высушил их и взвесил. Оказалось, в горшке А вес был три и шесть десятых грамма, в С — четыре и шесть десятых грамма и в В — сто девяносто восемь и три десятых грамма. Подсолнечники ответили Буссенго, что им для роста, для жизни кроме других солей необходим азот из почвы и что Либих не прав, не учитывая этого.
Этот разговор с растениями произошёл в тысяча восемьсот пятьдесят шестом году. Буссенго нашёл способ понимания роста растений, и он научил всех ботаников и агрономов разговаривать с растениями… Пользуясь методом Буссенго, они теперь высаживают растения не только в почву, но и в сосуды с песком, галькой, стеклянными бусами, водой и растворами, выпытывая у них ответы на свои вопросы.
Мы тоже по методу Буссенго поговорим с растениями, спросив: могут ли они расти без почвы на одном растворе названных солей?
Пухов и Сидорова, внесите растения. Валя Сидорова, расскажи, как вы с Петей ставили опыт.
Класс заволновался, а затем замер. Как это вместо учителя демонстрировать на уроке опыт будут их товарищи. Лихо!
Сидорова спокойно и обстоятельно стала рассказывать, как ставился опыт.
— В одной банке, контрольной, чистая вода, в другой, опытной, раствор солей. Количество солей из расчёта на один литр воды указано на этой табличке, сами рисовали. Взяли банки по три литра, потому что решили разговаривать с кукурузой. Банки обернули бумагой чёрной изнутри, чтобы корни росли в темноте, белая бумага отражает тепло. Если мы снимем обёртку, то увидим корни и сравним их величину, — девочка приложила линейку.
— А зачем трубочка сбоку?..
— Стеклянная трубочка нужна для продувания, ведь воздух необходим корням для дыхания. Уже сейчас видно, что в опытной банке кукуруза большая, а в контрольной — погибла. Теперь дни становятся тёмными, и у нас в уголке темно, но нам помогло электрическое освещение — лампы дневного света.
Как видите, растениям нужны семь минеральных веществ и они могут расти в воде и в чистом песке, но с растворами этих солей. Такой получился разговор с кукурузой. Контрольный экземпляр мы засушим, отметив дату, а опытный будет расти до цветения.
— Ну уж? — раздалось в классе.
— И его засушим, сделаем гербарную таблицу — отчёт об опыте.
Неожиданно класс захлопал в ладоши. Сидорова настолько была взволнована, несмотря на внешнее спокойствие, что, резко повернувшись, отошла от учительского стола.
— Спасибо, Валя и Петя, за хорошую работу, к уроку вы подготовили сложный опыт.
Наверное, многие могли бы спросить: зачем надо выращивать растения на воде или в гравии? Ведь столько вокруг земли? Но не во всех местах есть нужная почва, а главное, климат. На Дальнем Севере девять месяцев не бывает солнца, там большие морозы, а свежие витаминные овощи и фрукты необходимы. Их везти далеко, долго и морозно. Вот там и построены оранжереи с электрическим освещением. С почвой на Севере много возни и она плохая, болотистая. Вместо почвы в длинные бетонные резервуары насыпают гальку и наполняют раствором минеральных солей. В гальке растут помидоры, огурцы, капуста, даже земляника. Такое выращивание растений в растворах называется гидропоникой, что по-гречески означает «гидро» — «вода», «понос» — «работа», то есть работа воды.
В заключение я должен сказать, что разговор с растениями можно очень интересно продолжать на почве. Можно заставить растения, например пшеницу, узнать, какова почва, на которой они посажены. У нас основные удобрения азотистые, фосфорные и калийные, остальные вещества имеются в почве в избытке. Вот мы на участке разбиваем точно по метру делянки. — Учитель показывает нарисованную таблицу. — Их восемь. На четыре верхних вносим азот (А), на четыре слева — фосфор (Ф), на четыре рядом — калий (К) и нижние справа ничего не имеют. Получается, что у нас три делянки по одному удобрению, три делянки по два удобрения и одна делянка, где все три удобрения. Это перекрёстный вопрос: какого вещества не хватает в почве: азота, фосфора или калия? Сравнивать надо с той делянкой, где внесены все три удобрения.
Видите, как интересно решить кроссворд с растениями. Можно опыт сократить, не внося двойных или одиночных удобрений. Но для точности нужно одно условие, чтобы учётные в один метр делянки были окружены защитными полосами из тех же растений, без которых, с краёв, растения могут быть повреждены или неровно расти и могут влиять удобрения с соседних делянок.
Поэтому с одной стороны общая опытная площадка будет иметь восемь метров, с другой — четыре метра, а отдельная делянка с защитными полосами займёт два квадратных метра, а без них — один квадратный метр. Все делянки и защитные полосы точно по шнуру и метру отмечаются в углах колышками. Перед сбором урожая, при учёте опыта, растения с защитных полос убираются и остаются ровные опытные квадратики опытных растений, хорошо видимые для сравнения, их легко измерять на корню, а потом взвешивать.
Такой же разговор об удобрении почвы на нашем участке мы можем провести с овсом или льном: они, быстро вырастая, более разговорчивы.
— Николай Павлович, а где же он, участок? — взмолился кто-то.
— А вот он! — Николай Павлович перевернул висящую обратной стороной таблицу, и на ней оказался контурный план.
— Но это только план… — раздался разочарованный голос.
— Всё начинается с плана.
Прозвучал звонок — конец урока.
— Николай Павлович, пожалуйста, задержимся, ведь это последний урок. На самом интересном месте остановились. Расскажите, — просили ребята.
— Ну что ж, поговорим об учебно-опытном участке или о школьном саде… Зачем нужен учебно-опытный участок? Потребность в школьном участке или в саде испытывалась в преподавании с давних времен. Великий педагог Каменский триста пятьдесят лет назад требовал наличия при школе сада, «куда следует иногда пускать учеников и предоставлять им возможность наслаждаться зрелищем деревьев, цветов и трав». Один из первых в России школьных садов был создан при Петербургском корпусе ещё в восемнадцатом веке. В нём были представлены, как тогда говорилось, «употребительнейшие в обществе произрастания». Одних сортов капусты было одиннадцать. В парниках выращивались дыни и арбузы. На ограде внутри сада были развешаны таблицы с изображением растений, написанные масляными красками. Когда А. С. Пушкин учился в Царскосельском лицее, при Лицее был ботанический садик по системе Линнея и отдельные садики для каждого лицеиста, там они выращивали растения примерно одинакового набора. Во второй половине девятнадцатого века даже при некоторых гимназиях, во дворах, вымощенных булыжником, делали грядки для растений, нужных осенью к урокам. Особенно распространились школьные участки в наше время перед Великой Отечественной войной для преподавания ботаники и биологии в целом.