С развитием химии, с накоплением знаний о различных химических элементах ученые узнавали и о значении этих элементов в жизни растений.
Известный немецкий химик XIX века Юстус Либих полагал, что калий, кальций, магний, фосфор играют в питании растений гораздо более существенную роль, чем азот. Либих считал азот не очень важным для растений и, более того, думал, что почвенный азот вообще растениям недоступен.
Чтобы переубедить Либиха, уже известный вам Буссенго в 1851 г., пойдя по стопам Пристли, поместил растения под стеклянный колпак. Этот колпак был заполнен воздухом, не содержащем азота, а азот — добавлен в почву в виде минеральных солей. Растения в опыте нормально развались. Так Буссенго доказал, что растения получают азот все же из почвы.
Либиха интересовала вся совокупность вопросов, связанных с минеральным питанием растений. Безусловно, он был человеком, способным формулировать основополагающие научные принципы.
В 1840 г. Либих открыл закон возврата как следствие закона сохранения вещества. Согласно этому закону, существует замкнутая система растение-вода-почва, в которой есть некоторое количество фосфора, калия, кальция, азота, магния. Часть этих элементов, попав из почвы в растения, уходит вместе с собранным урожаем. Чтобы не обеднять почву, элементы надо возвращать назад, хотя бы в виде удобрений. Закон возврата является основой учения о минеральном питании растений, оставаясь актуальным и сейчас.
Проверяя теорию Либиха, Лооз поставил ставший классическим опыт с навозом и с золой от навоза. Вот какие урожаи пшеницы он получил:
|
Без удобрений |
16,5 ц/га |
|
С использованием навоза |
21 ц/га |
|
С использованием золы от навоза |
16 ц/га |
|
С использованием аммиачной соли и фосфорно-калийных удобрений |
24 ц/га |
Как видим, зола от навоза не является источником питания растений, а вот навоз заметно повышает урожайность. Если же взять в качестве источника азота минеральную соль и в дополнение к ней использовать фосфорно-калийные удобрения, можно добиться лучшего урожая. Применение минеральных удобрений стало революцией в сельском хозяйстве Европы XIX века. Благодаря удобрениям вдвое — с 14 ц/га до 30 ц/га — выросла урожайность зерновых (пшеницы). Стало понятно, что организм растения для нормального развития должен получать, помимо углерода, водорода, кислорода и азота, также фосфор, калий, кальций, магний. Эти элементы стали называть макроэлементами (макро — много), т. е. основными элементами, необходимыми растению.
В 1859 г. Кнопп на растворе солей этих элементов вырастил растения до образования семян. И по сей день этот раствор, получивший название раствора Кноппа, широко используют для выращивания растений без почвы.