Водная культура

— особый способ выращивания растений в растворе питательных веществ. Впервые методически Водная культура культура была применена Вудвардом (Woodward) в конце XVII столетия. Вудвард заметил, что растения лучше развиваются в речной воде, нежели в дождевой, а еще лучше в воде, поглотившей из земли растворимые вещества. Опыты Вудварда над прибавлением к воде неорганических солей не дали ничего положительного. В половине XVIII столетия выращиванием различных растений в речной воде занимался Дюгамель (Duhamel); неверные выводы его объясняются несовершенством тогдашней химии. После Дюгамеля Водная культура культура только в конце 50-х годов нашего столетия была снова применена Саксом. С тех пор она получила вполне рациональное применение и стала плодотворным методом при изучении процессов питания растений. Сакс погружал корни культивируемых растений попеременно в два раствора, из которых каждый содержал только часть питательных элементов. Выращиваемый таким путем растения хорошо развивались, цвели и приносили плоды. Этот метод фракционированных растворов был скоро вытеснен более практичным и удобным методом Кнопа, по которому культура производится в одном растворе, заключающем все зольные питательные вещества вместе. Этому методу мы обязаны разрешением некоторых основных вопросов питания растений. Он был применен весьма удачно Штоманом, Ноббе, Зигертом, Вольфом и многими другими. Культивировались разнообразнейшие растения, начиная от мелких травянистых (крестоцветные, бобовые) и кончая крупными лесными и плодовыми деревьями. При удачной культуре растения отлично развиваются, цветут, приносят плоды; урожай иногда в несколько раз превосходит урожай с обыкновенной плодородной почвы. Так, гречиха в опытах Ноббе, выросшая на плодородной почве, превосходила вес семени в 1000 раз, а гречиха, выращенная в водном растворе солей, превосходила вес семени в 4786 раз. Вес надземной части маиса, выращенного Вольфом в питательном растворе солей, превосходил почти вдвое вес соответствующей части маиса, выросшего на плодородной почве (см. ниже соч. проф. Фаминцына). Громадная выгода Водная культура культуры в сравнении с другими способами выращивания состоит в том, что растения могут быть легко переносимы из раствора в раствор без малейшего повреждения корней, а питательный раствор легко можно подвергнуть химическому анализу. Что касается до самого производства опыта, то поступают следующим образом: семена проращивают на канве, натянутой в неглубоком сосуде над дистиллированной водой. Вода едва их смачивает с нижней стороны; выступающие же корешки через петли канвы направляются в воду. Когда корешки достигнут длины 2-3 сантиметров, растеньица переносятся в цилиндрические сосуды или широкогорлые банки с питательным раствором. Чаще других употребляют так назыв. нормальный раствор Кнопа: 1 часть KNO ₃, 1 часть К ₂ НРО ₄, 1 ч. MgSO ₄, 4 части Ca(NO ₃)₂ и немного фосфорнокислого железа в виде осадка. Концентрацию раствора для молодых ростков берут в 1-2 тысячных; при дальнейшем же течении опыта усиливают до 3-5 тысячных. Сосуды плотно закрывают разрезанной пополам пробкой, в которую осторожно защемляется растеньице, окутанное в этом месте ватой (на рисунке несколько иное приспособление для защемления ростка). Росток должен плотно держаться в пробке, погружаясь в раствор лишь корнями; часть же семени, наполненная запасными питательными веществами (белок или толстые семядоли), должна оставаться только влажной (см. на рис. S).

Пробку предварительно проваривают в парафине, а чтобы в самом растворе не появились разные мелкие водоросли, развитие которых могло бы затемнить результат опыта, сосуд с раствором помещают в непрозрачный футляр или же обертывают черной бумагой или листовым оловом. Культуру охраняют от чрезмерного освещения и нагревания и следят, чтобы реакция питательного раствора не перешла в щелочную, что узнается по выделению неприятно пахнущего сероводорода и по появлению черного осадка сернистого железа на корнях. Раз такие неблагоприятные изменения наступают, нужно осторожно прибавить слабой фосфорной кислоты до средней или чуть кислой реакции или же прибегнуть к проветриванию раствора по способу Сакса (Sachs, "Vorlesungen über Pflanzenphysiologie", 1887, ст. 269). По мере разрастания растения его переносят все в большие и большие сосуды с новыми свежими растворами, старые же растворы подвергают химическому исследованию для изучения произошедших в них изменений. При тщательном ведении опыта получаются, как было упомянуто выше, отличные результаты. Единственная, быть может, аномалия растений, выращенных по методу водной культуры в сравнении с растениями обыкновенными, заключается в том, что корни их длиннее и тоньше обыкновенных и ветвятся преимущественно вверху около поверхности жидкости. Аномалия эта не отражается существенно на жизненных процессах растений; она хорошо объясняется своеобразными условиями среды, окружающей корни (между прочим, недостатком кислорода в более глубоких слоях).

Литература. Woodward, статья в "Philosophical transactions" за 1669 г., т. 21, с. 208 (цитата по "Pfeffer's Pflanzenphysiologie" т. I, ст. 253; Лейпциг, Г881); Duhamel, "Physique des arbres" (Париж, 1758); Sachs, ст. в "Sitzungsberichte d. Wiener Akademie" за 1858 г. и "Ladnwirthschaftlich. Versuchsstationen" за 1860 г.; Knop, "Kreislauf des Stoffes" (1868); Фаминцын, "Обмен веществ и превращение энергии в растениях" (СПб., 1883); Sachs, "Vorlesungen über Pflanzenphysiologie" (Лейпц., 2-е изд., 1887). В этих сочинениях можно найти и остальную литературу.

Г. Надсон.