Удобрения содержат столь необходимые для жизни растений элементы, как фосфор, азот, калий и другие.
Если ввести в удобрение незначительное количество какого-нибудь радиоактивного изотопа, например радиофосфора, то мы получим простой способ проследить, как усваивается фосфор растением. И сможем расшифровать, наконец, механизм перехода фосфора из удобрения в растение.
Для этого стоит лишь высушить растение и внимательно исследовать его с помощью счетчиков заряженных частиц. Взяв растения на разных стадиях развития и исследовав на содержание радиофосфора различные их части, можно прийти к интересным выводам.
Прежде всего, зная общее содержание фосфора в растении и его активность, можно найти количество фосфора, усвоенное из удобрения.
Установили интересный факт: раньше чем растение начинает усваивать фосфор, он подвергается в почве многочисленным превращениям. Следовательно, растение получает фосфор не прямо из удобрения, а после ряда превращений из почвы.
Радиоактивный фосфор помог узнать, что зерновые культуры потребляют фосфор в основном на ранних стадиях развития. Прослеживая дальше распределение фосфора в растениях, ученые выяснили, что элемент в значительных количествах накапливается в дозревающих зернах злаков.
Ранее иногда казалось удивительным, почему при возделывании различных культур фосфорные удобрения не только не оказывают благотворного действия, но в иных случаях даже снижают урожайность. Радиоактивные изотопы помогли найти объяснение. Многие растения отличаются избирательностью по отношению к фосфорным удобрениям. Это значит, что усвоение фосфора у них зависит от вида фосфорного соединения. Иными словами, такие растения способны усваивать фосфор только из определенных удобрений.
— Дополняю! — опять не дал мне договорить Илья. — С помощью меченых атомов удалось установить, как лучше внести удобрение. Например, суперфосфат — важнейшее фосфорное удобрение — усваивается лучше в виде маленьких гранул, чем больших, — так открыли возможность значительной экономии ценного удобрения.
— С помощью изотопов можно исследовать использование растениями азотных удобрений, — мне уже надоело одергивать Илью. — Правда, радиоактивные изотопы азота для этого непригодны, так как они имеют очень небольшие периоды полураспада, неудобные для проведения экспериментов. Выручает стабильный изотоп азот 15.
Он позволил ответить на два практически важных вопроса.
За счет чего растение удовлетворяет потребность в азоте? Откуда берет его в большем количестве: из удобрения или из воздуха, или же использует азот почвы?
Азот 15 помогает установить, что у бобовых растений поглощение азота воздуха уменьшается с увеличением количества азотного удобрения.
А когда выгоднее вносить в почву азотные удобрения? Изотоп азот 15 отвечает: под овес нужно вносить возможно раньше, так как при этом азот усваивается с наибольшей полнотой.
Как показали исследования последних десятилетий, для правильного развития растений нужны не только фосфор, азот и калий — основные элементы питания. Не менее важную, а в отдельных случаях просто необходимую роль играют микроэлементы.
Что мы называем микроэлементами? Это элементы, которые поступают в организм в весьма малых, едва уловимых количествах. К ним относятся многие химические элементы.
Пока трудно говорить, какие из них являются важнейшими, ведь широкое изучение действия микроэлементов только начинается. Кроме того, растения отличаются определенной избирательностью по отношению к тем или иным микроэлементам.
Можно назвать только наиболее изученные. Это медь, цинк, марганец, молибден, кобальт, бор.
Они содержатся в почве в очень малых количествах — до сотых и тысячных долей процента. Но если их нет, заболевает растение. С другой стороны, добавка в почву небольших количеств микроэлементов может значительно повысить урожай.
Бор резко поднимает урожайность клевера и различных овощных культур.
Зерновые культуры дают на торфяных почвах прекрасный урожай, если в почву введено немного меди.
Марганец оказывает влияние на рост клубней сахарной свеклы.
Молибден и кобальт способствуют лучшему произрастанию кормовых культур и трав.
Это качественная сторона влияния микроэлементов. Она более или менее проясняется. Иное дело знание механизма влияния микроэлементов. Здесь пока много непонятного. Изучение же с помощью обычного химического анализа наталкивается на большие трудности хотя бы потому, что микроэлемент попадает в растения в ничтожных количествах.