Ответы на вопросы по истории сельскохозяйственных наук
8. Значение теории азотного питания растений Д.Н. Прянишникова
Длительное время в агрономической науке безраздельно господ¬ствовала теория нитратного питания, отрицалась возможность непосредственного использования растениями аммиачного азота. Классическими исследова¬ниями, проведенными Д.Н. Прянишниковым и его учениками (B.C. Буткевич, СП. Костычев, И.Г. Дикусар, А.В. Владимиров, А.Г. Шестаков, B.C. Иванова, Ф.В. Турчин и др.), теоретически и практически доказана более высокая фи¬зиологическая ценность аммиачного (аммонийного) азота для растений по сравнению с нитратным. В 1892 г. Дмитрий Николаевич начал свои работы по азоту с решения сугубо физиологической проблемы - о распаде белковых веществ при прорастании семян растений, которая со временем в его исследованиях переросла в важную народнохозяйственную проблему - использование аммиака в качестве удобрений. Работая в 90-х годах у Шульца в Цюрихе, Дмитрий Николаевич пришел к выводу, что аминокислоты в растениях распадаются, как и в живот¬ных организмах, до свободного аммиака. В то время это было важнейшим от¬крытием, так как полагал, что в растениях белок распадается до аспрагина, ко¬торый является транспортной формой к растущим частям растений. Самому Дмитрию Николаевичу не удалось обнаружить аммиак при распаде белка (это сделал B.C. Буткевич в 1904г.), но он не сомневался, что аммиак, образовав¬шийся при регрессивном метаморфозе, растения используют для нового синте¬за. Молодой ученный совершил открытие общебиологического значения, уста¬новив единство растительного и животного организмов еще в одной области - распаде белковых веществ. Д.Н. Прянишников установил также, что аммиак почвы может служить источником питания растений непосредственно, без предварительной нитрификации. Исследования Д. Н. Прянишникова по распаду белка в растениях вскоре распространились на проблемы азотистого питания сельскохозяйственных куль¬тур, причем результаты этих работ имели настолько большое значение для теории и практики применения азотных (по Прянишникову — азотистых) удобре¬ний, что на них необходимо остановиться особо. Следует иметь в виду, что к концу XIX века в агрономической науке безраздельно господствовала теория нитратного питания растений. Значение аммиака как непосредственного источ¬ника азота для сельскохозяйственных культур без предварительного перевода микроорганизмами аммиачных солей в селитру решительно отрицалось. Распространению этой теории способствовали три обстоятельства: 1) физиологические опыты в водных культурах, как правило, обнаруживали хо¬рошее развитие растений по селитре и угнетение по аммиачным солям; 2) в почве были открыты нитрифицирующие микроорганизмы; это дало основание считать, что если поля даже удобрять аммиачными соединениями, последние вследствие нитрификации все равно переходят в селитру, которую и потребля¬ют растения; 3) применение чилийской селитры способствовало значительному подъему урожаев зерновых и других культур. Еще в начале XX века Д. Н. Прянишников показал, что азотнокислый аммоний не нейтральная (как можно было ожидать, если бы обе ее части по¬глощались растениями в равном количестве), а физиологически кислая соль. Эта физиологическая кислотность выявилась потом со всей определенностью и в полевых опытах. Ее можно объяснить главным образом более энергичным усвоением растениями аммиака, нежели нитратов. Дальнейшие исследования Дмитрия Николаевича привели его к заключению, что вообще в растении син¬тез органических азотистых веществ возможен только за счет аммиака. Если же в растительные клетки поступают нитраты, то они непременно должны вос¬становиться до аммиака, на что потребуется дополнительная затрата энергии. Выходило, следовательно, что аммиак не только доступен сельскохозяйствен¬ным культурам, но и что для них он является более экономичным источником азота, чем нитраты. Итак, работы Д. Н. Прянишникова показали, что с аммиака начинается в растениях синтез азотистых органических соединений, до белка включительно, и аммиаком заканчивается распад этих же веществ. Дмитрий Николаевич кратко выразил это в своей знаменитой формуле: аммиак—альфа и омега (начало и конец) обмена азотистых веществ в растениях. Это нашло потом подтверждение в работах С. П. Костычева, В. С. Буткевича, А. И. Смирнова, А. В. Владимирова, Ф. В. Турчина и др.
